Hallo, Ich würde gerne ein vorhandenes Chemie-Laborgerät mittels Mikrocontroller steuern. Prinzipiell ähnelt es einem verschlossenen Wasserkocher (4l, 750W Heizelement, 230V~) mit angeschlossenem Kondensationsrohr das mittels eines Ventilators gekühlt wird. Momentan besitzt es eine analoge Steuerung, bei der man die Temperatur einstellen kann. Der vorhandene Temperatursensor (anscheinend ein Widerstand) sitzt direkt neben dem Heizelement auf der Unterseite des Kessels. Das Heizelement und der Ventilator (?) wird beim erreichen der eingestellten Temperatur mittels einem Relais abgeschaltet. Das führt zum ständigem Ein- und Ausschalten und schwanken der Temperatur. Ausserdem wird die Temperatur des Inhalts nicht direkt gemessen, sondern nur die der Kesselunterseite. Ich würde nun gerne eine MC-System bauen, dass das Heizelement und den Ventilator getrennt und fein genug ansteuern kann. Ich haette gerne ca. drei verschiedene Temperaturfühler an verschiedenen Orten (z.T. 50cm entfernt vom MC). Der Temperaturbereich wäre meist 20*C - 100*C, max. 0*C - 150*C, feucht (Wasserdampf etc.). Das Ganze sollte mittels ein paar Tasten und einem Display bedienbar sein. Zum Kalibrieren der T-Fühler und zum Debuggen etc. hätte ich gerne eine Verbindung zum PC. Allerdings ist eine RS232 COM-Port Mangelware bei uns, was eigentlich nur USB übrig lässt. Ich habe Erfahrung mit MC (z.B. MSP430, AVR) und Platinendesign (bin Dipl.-Ing.(FH) ET, M.Eng.). Allerdings hätte ich gerne ein paar Tipps welche Bauteile ich verwenden soll: * Welcher Mikrocontroller würdet ihr mir empfehlen? (Braucht Display-Unterstützung, RS232/besser USB (ja, ich kenne den FT Chip zum RS232-USB wandeln), wahrscheinlich ein paar ADC Ports für die Sensoren, 5V ist wahrscheinlich besser als 3.3V um die Schaltlogik anzusteueren, sollte in der Lage sein ein kleine Regelung zu betreiben) * Welche Temperaturfühler würdet ihr mir empfehlen? (Sollte auf 1*C genau sein, besonders bei höheren Graden. Wie gesagt sollte Wasserdampf bei >~100*C aushalten) * Welche Schaltlogik sollte hier verwendet werden? Ich habe mir die ähnlichen Foreneinträge über Heizelement-Steuerungen bereits angesehen. Dort wurde der S202S01 und MOC304x empfohlen. Ich würde gerne die Heizleistung genau regeln können, habe diesbezüglich aber keine Erfahrung. Einfach ein paar Sekunden ein- und ausschalten ist in diesem Fall wohl nicht genau genug. Gibt es da was einfaches zum Phasen anschneiden? Für die Drehzahlregelung des Ventilators (um die Kühlleistung zu regulieren) bräuchte ich das doch sowieso, oder? Vielen Dank im Voraus für alle Tipps und Hinweise, Grüße, Martin
alle paar Sekunden schalten per Relais wird der einfachste Weg sein, ob Phansenanschnitt bei Heizelementen funktioniert kann ich nicht sagen, würde aber schaltungstechnisch etwas mehr Aufwand sein. Wenn das geht wärs sehr elegant. Für die Temperaturmessung mit 1°C Auflösung geht einfach n LM75, müsste man dann halt in n Gehäuse packen und gegen Feuchtigkeit isolieren. Eventuell in Harz eingießen. Alternativ ginge auch DS1820 in n Stahlröhrchen und mit Silikon verschlossen. Als fertigen Fühler kann ich diese empfehlen: http://www.fkr.de/6523/QAP_.pdf Hab da die 10K NTC verbaut und bin sehr zufrieden. Brauchts halt nen Spannungsteiler dazu, Umrechnung des Widerstandswertes in Temperatur halt per Software. ATMega16 ATMega32 Als µC kannste praktisch alles nehmen was genug Pins hat um n LCD anzusteuern. Für praktisch alle am Markt erhältlichen LCD gibts passende LIB um die auch zu managen. Bei GLCD würd ich auf Typen mit KS0108 zurückgreifen, die sind recht gängig. Bei TextLCD auf HD44780 und kompatible.
Hallo,
das Heizelement lässt sich am besten mit Pulsgruppen ansteuern
("Vollwellensteuerung"). Da werden immer ganze Schwingungen der
Netzspannung zum Verbraucher durchgelassen. Phasenanschnitt sollte man
wegen potenzieller EMV-Probleme vermeiden.
Für die Vollwellensteuerung muss man allerdings einen brauchbaren
Nulldurchgangsdetektor für die Netzspannung haben (=bauen). Als
Stellelement kommt dann ein Opto-Triac in Frage (z.B. S202... von Sharp
oder ein MOC30xx mit nachgeschaltetem Standard-Triac).
Ich betreibe schon seit ca. 2 Jahren auf diese Weise ein themostatisch
gesteuertes Heizgerät, das funktioniert tadellos. Bin nur im Moment
unterwegs, sonst hätte ich Schaltplan- und Programm-Ausschnitte
angehängt. Kann auf Wunsch aber nachgereicht werden :-)
Viel Erfolg...
Hermann
Danke Hermann, reicht es wenn ich einen Opto-Triac mit Nulldurchgangserkennung verwende und dann einfach 20ms Pulse darauf gebe? Funktioniert eine Vollwellensteuerung auch mit einem Ventilator gut genug? Hab im Studium mal gehört das fuer E-Motoren gerne die Phase angeschnitten wird um die Leistung zu regeln. Der Ventilator ist aber weniger wichtig, u.U. reicht sogar ein einfaches EIN/AUS. Schaltplan- und Programm-Ausschnitte waeren toll! Ich werde sowieso nicht sofort dazu kommen damit anzufangen. Vielen Dank, Martin
Ach so, USB zu RS232 gibts 5 Euros iin der Bucht ... :)
Danke für die Hinweise. Dann weiss ich schon mal, wo ich anfangen soll. Der LM75 hat laut Datenblatt allerdings nur 2*C Auflösung. Ich hab mir mal den DS18S20 (Nachfolger vom DS1820) bestellt. Der gefällt mir auch von der Bauform. Grüße, Martin
Das hier >max. 0*C - 150*C, und der Maximale Temperaturbereich vom DS18S20 (-55 .. 125 Grad) passt nicht zusammen.
Helmut Lenzen schrieb: > Das hier > >>max. 0*C - 150*C, > > und der Maximale Temperaturbereich vom DS18S20 (-55 .. 125 Grad) passt > nicht zusammen. Danke für den freundlichen Hinweis ;-) Das ist mir auch schon aufgefallen. Momentan kann man des Gerät von ca. 45 - 125 *C einstellen. Benötigt wird eigentlich immer nur bis 100*C + ein paar Zerquetschte. Der Kessel (d.h. die Unterseite) kann momentan max. 150*C heiß werden. Dort ist ja bereits ein passiver Temperatursensor angebracht, denn ich wahrscheinlich auch weiter verwenden werde. Die anderen werden dort montiert wo es nicht so heiß wird. Ich benütze des Gerät nur privat, wenn da mal ein Sensor den Geist aufgibt ist es ned so schlimm. Für den Worst Case ist da noch eine Temperatursicherung vorhanden. Grüße, Martin
Hallo nochmal, leider komme ich wegen Berufstätigkeit erst heute dazu, das Codestück zu mailen. Den Schaltplan kann ich leider nicht finden, das ist aber auch kein Problem; der Ausgang des AVR steuert direkt die LED im Sharp Opto-Triac an- Im Anhang der Code für die Vollwellensteuerung (AVR-GCC). Der Interrupt wird bei jedem Nulldurchgang der Netzspannung ausgelöst. Ich habe dazu einfach hinter dem Gleichrichter die 100-Hz-Spannung abgenommen und über einen Schmitt-Trigger zum INT0-Eingang geführt (ich weiß, das ist nicht gerade präzise, aber es hat für meine Zwecke gereicht). Viele Grüße Hermann
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