Różnicowy regul. temperatury a sterowanie grzałek

maurer-m1 · 29 Grudnia 2010

Od pewnego czasu kombinuję nad zautomatyzowaniem załączanie grzałek podczas sesji i znalazłem coś takiego:

http://www.thermopomiar.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=343:regulator-sc20&catid=5:regulatory&Itemid=10

To co zwróciło moją uwagę to funkcja pracy w trybie różnicowym - zbiera pomiar temp. z dwóch czujników i załącza przekaźnik po przekroczeniu ustawionej różnicy.

W naszym przypadku chyba byłby to ciekawy patent - ustawiamy sobie że temperatura obiektywu ma być powiedzmy o 2 stopnie wyższa od temperatury otoczenia i po krzyku - nie mamy problemu z parowaniem a jednocześnie nie przesadzamy z grzaniem co ma nieciekawy wpływ na FWHM (turbulencje).

Zakres nastawów -50 ... +150; dokładność 0,1 stopnia; histereza (czyli ta nasza różnica temp) od 0,1 do 20 stopni. Cenią to na 169 zł - bez tragedii biorąc pod uwagę sterowniki Kedricka.

Co o tym myślicie ???

jolo · 26 Stycznia 2011

To co zwróciło moją uwagę to funkcja pracy w trybie różnicowym - zbiera pomiar temp. z dwóch czujników i załącza przekaźnik po przekroczeniu ustawionej różnicy.

W naszym przypadku chyba byłby to ciekawy patent - ustawiamy sobie że temperatura obiektywu ma być powiedzmy o 2 stopnie wyższa od temperatury otoczenia i po krzyku - nie mamy problemu z parowaniem a jednocześnie nie przesadzamy z grzaniem co ma nieciekawy wpływ na FWHM (turbulencje).

Zakres nastawów -50 ... +150; dokładność 0,1 stopnia; histereza (czyli ta nasza różnica temp) od 0,1 do 20 stopni. Cenią to na 169 zł - bez tragedii biorąc pod uwagę sterowniki Kedricka.

Co o tym myślicie ???

Tak jak pamiętam to sporo grzałek do teleskopów jest na 12V chyba, więc taki regulator może być trochę kłopotliwy później w implementacji. Termistory NTC nie są jakoś super powtarzalne ani liniowe więc ta różnica 2 stopni przy zakresie 200 stopni będzie wymagała na pewno organoleptycznego ustalenia w terenie. Histereza to nie będzie różnica pomiędzy czujnikami, tylko różnica między progiem włączenia i wyłączenia - czyli np zakładasz różnicę temperatury 2 stopnie i histerezę 1 stopień i wtedy grzałka włącza się przy różnicy 1.5 stopnia a wyłącza przy różnicy 2.5 stopnia.

Dla grzałki na 12V i mocy do 100W przy niewielkim zacięciu elektronicznym można zbudować podobny układ z dwoma czujnikami i regulacją różnicy i histerezy i zmieścić się w cenie 20zł za elementy - potrzebne będą dwa czujniki temperatury (najlepiej półprzewodnikowe, np LM35), najprostszy wzmacniacz operacyjny, dwa potencjometry, kilka oporników i tranzystor mocy do włączania grzałki.

maurer-m1 · 26 Stycznia 2011

Co do zastosowania tego urządzenia w obserwatorium to ja nie widzę problemów - przekaźnik pełni rolę włącznika grzałek i tyle - grzałki zasilane z zasilacza 12v ...

Ale masz rację, że nie ma to sensu jeśli nie ma problemu z wykonaniem takiego układu samodzielnie - powiem więcej, taki układ nie musi mieć nawet tych potencjometrów, o których mówisz, bo jego zadaniem jest utrzymanie temperatury optyki na poziomie powiedzmy o 1-2 stopnie wyższym od temperatury otoczenia - po prostu, bez jakiegokolwiek ustawiania - bez znaczenia czy mamy na dworze -20 czy +20 - optyka ma być o 2 stopnie cieplejsza i koniec. Jesteś w stanie taki schemacik naszkicować? Ja bym bardzo chętnie takie coś sobie sprawił i to w tak śmiesznych pieniądzach.

Sam niestety nic z elektroniki nie potrafię samodzielnie stworzyć. Złożyć, zlutować wg. schematu - no problemo, w drugą stronę - ni chuchu

jolo · 26 Stycznia 2011

dworze -20 czy +20 - optyka ma być o 2 stopnie cieplejsza i koniec. Jesteś w stanie taki schemacik naszkicować? Ja bym bardzo chętnie takie coś sobie sprawił i to w tak śmiesznych pieniądzach.

Sam niestety nic z elektroniki nie potrafię samodzielnie stworzyć. Złożyć, zlutować wg. schematu - no problemo, w drugą stronę - ni chuchu

No więc tak: układ jest pod czujniki LM335 i zaprojektowany pod popularne i nie sprawiające niespodzianek elementy. Czujnik taki ma trzy wyprowadzenia - plus i minus oraz wejście kalibracyjne które w naszym przypadku nie jest używane. Na wyjściu czujnika mamy napięcie równe temperaturze w Kelvinach podzielonej przez sto, czyli dla 0 st. Celsjusza mamy na wyjściu 2.73V. Czujnik Ext mierzy temperaturę zewnętrzną, Dewcap mierzy temperaturę odrośnika.

Napięcia z obu czujników podawane są na wejścia odwracające i nieodwracające wzmacniacza operacyjnego U1A. Jeśli napięcie na wejściu '-' jest mniejsze niż na wejściu '+' układ załącza tranzystor Q1 i przez niego grzałkę.

Za nastawę różnicy temperatury odpowiadają rezystory R1 i R2. Zakładają R2 równe 10 kiloomów, potrzebne R1 wyliczymy ze wzoru R1 = dT*100/2.73 [omów]. Dla różnicy temperatury 2 stopnie mamy R1 około 75 omów.

Za histerezę odpowiadają rezystory R8 i R3. Zakładając R3 równe 82 kiloomy, R8 obliczymy z równania R8 = dT*820/11 [omów]. Dla histerezy 1 stopień mamy R3 około 75 omów również. Oba wzory podałem nieco uproszczone i dające wynik w tolerancji 1-2% w interesującym nas zakresie temperatur.

Tranzystor BUZ11 może przełączać maksymalny prąd 30A. Bez radiatora będzie mógł włączać maksymalnie 5A, powyżej tego prądu trzeba mu sprawić jakiś niewielki radiatorek.

C1 i C2 są opcjonalne - dajemy je jeśli kabelki z czujników będą długie, np ze dwa metry żeby zablokować zakłócenia.

R5 i C3 filtrują zasilanie czujników i wzmacniacza ponieważ przełączamy spore prądy i mogą powstawać różne skoki zasilania.

LED1 i LED2 są opcjonalne - pierwsza świeci kiedy grzałka grzeje, druga wręcz przeciwnie. Rezystory R7 i R4 można dobrać tak żeby diody nie oślepiały.

Schemat:

Wg mnie największym problemem będzie takie umieszczenie czujnika Dewcap żeby mierzył dobrą temperaturę. Jeśli umieścimy go na opasce grzejącej układ będzie się błyskawicznie ogrzewał i co chwilę włączał i wyłączał grzejnik. Trzeba znaleźć będzie jakieś optymalne miejsce dla niego i ewentualnie dobrać temperaturę różnicową i histerezy. W internecie znajdziesz rysunki z rozmieszczeniem wyprowadzeń dla czujników, tranzystora i wzmacniacza. Jak będziesz miał jakieś wątpliwości to daj znać :flirt:

PS układ z tymi elementami będzie działał dla zasilania 8-24V.

Edytowane 26 Stycznia 2011 przez jolo

maurer-m1 · 27 Stycznia 2011

No rewelacja :szczerbaty: - właśnie czegos takiego , prostego szukałem. Wielkie dzięki !! :notworthy:

W weekend sobie spróbuję to zlożyć (jak kupię części). Schemat jest klarowny i czytelny - nie sądzę żeby były jakieś problemy.

... a co do umieszczenia grzałek - cela mojego apo jest na tyle długa że spokojnie dam radę odseparować czujnik od bezpośredniego kontaktu z grzałką i zrobić tak, aby mierzył temperaturę optyki a nie grzałki.