Hallo! Ich möchte eine elektrisch geheizte Wasserpfeife bauen. Dabei
soll eine Halogenlampe und ein kleiner Halbleitertemperatursensor im
Ansaugbereich sitzen, die Temperatur soll bei rund 200° liegen, aber das
ist ja erstmal unwichtig. Das Hauptproblem: Wenn man jetzt an der Pfeife
zieht, ändert sich ja die Temperatur da vorbeiströmende Luft erwärmt
werden muss, und der Controller muss die Leistung der Halogenlampe
kontinuierlich nachregeln. Aber welchen Regelalgorithmus nimmt für so
schnell reagierende Temperaturregelungen denn nun am besten? Hab mich
mal etwas in die Materie eingelesen, u.A. hier:
http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik
Reicht ein Zweipunktregler? P-Regler? Oder sogar was mit nem
differentiellen Teil drin?
Es gibt auch nen paar Diskussionen im Netz, aber da geht es immer um
große Massen die erhitzt werden müssen(Herdplatten, Öfen etc., z.B. hier
http://rclineforum.de/forum/thread.php?threadid=86555).
Gruß,
Fuchs
Das Wichtigste fuer schnelle Regelungen ist ein schnelles Stellglied.
Eine Halogenlampe ist moeglicherweise schon etwas langsam. Wie man die
Regelungsparameter einstellen muss ? Wie genau muss es denn sein ?
Uli
Aus reiner Neugier:
Weshalb willst du den Rauch erwärmen? Ich finde es bei der Pipe sehr
angenehm, dass der Rauch eben vom Wasser gekühlt wird. Warmer Rauch
krazt ordentlich...
Vergiss bitte auf keinen Fall die Energieaufnahme und Temperaturänderung
des Gases durch Ausdehung, sprich wenn jemand zieht. Du brauchst also
auch einen Drucksensor... ;-)
Also, ne normale shisha hat oben am Kopf die Kohle drauf, dadrunter den
Tabak und dann gehts ins wasser und in den schlauch.
Naja, und statt der Kohle kommt da halt ein Halter für die Glühbirne
hin, d.h. die heiße Abluft der Glühbirne strömt beim Ziehen über den
Tabak. Jedoch sollte die Temperatur eben konstant gehalten werden, auch
wenn man an der Pfeife zieht.
Hallo,
also ich halte es für nicht so ohne 200 grad heissen Rauch einzuatmen.
Das muß wohl garnicht so genau geregelt werden, 190 grad sind für die
Atemwege auch mehr als genug.
Eckhard
Hallo Fuchs,
Wie gut kennst Du Dich in der Regelungstechnik denn aus? Wir entwickeln
das am besten mal Schritt für Schritt.
Also in der Regelungstechnik musst Du zuerst das System physikalisch
betrachten. Du hast bisher eine Kohle verwendet, die eine bestimmte
Heizleistung erbringen konnte. Um die vorbeiströmende Luftmasse in einer
bestimten Zeit zu erwärmen brauchst Du Leistung (U^2/R)! Das ist also
die Zielgröße.
Die Leistung muss kontinuierlich geregelt werden in Abhängigkeit der
Temperatur (Sensorwert). Die Regelabweichung aus einer Temperaturvorgabe
und der gemessenen Temperatur muss über einen Regler dazu führen, dass
die Abweichung auf 0 kompensiert wird. Der Regler muss über den
Freuenzgang der Regelstrecke bestimmt werden. Da kann man vorerst nichts
pauschales sagen, außer: D-Glieder nimmt man in der Regelungstechnik
ungern!
Also weiter; Über eine Phasenanschnittsteuerung musst du die Lampe
Zeitweise ansteuern. Die Leistung an der Lampe ergibt sich mit P = U^2 /
R. Das ist eine quadratische Kennlinie, die man im Arbeitspunkt durch
ein Verstärkungsglied annähern kann. Da die Spannung an der Lampe erst
mit einer Verzögerung anliegt (wenn die Thyristoren gezündet haben) hast
Du ein Totzeitglied in der Stecke. Das näherst Du mit einem PT1-Glied an
(Tiefpass) (5ms Zeitkonstante , Hängt mit der Netzfreuquenz 50Hz
zusammen). Der Sensor regiert auf einen Temperatursprung voraussichtlich
auch mit einer Verzögerung, also noch ein PT1-Glied. Alles zusammen hast
Du also als Regelstrecke ein PT1 mit der Ersatzzeitkonstante aus den
beiden einzlenen PT1 und das P-Glied (Verstäkung - aus der der Kennlinie
I = f(U) berechnet im AP).
Über verschiedene Wege (PN-Plan, Bode-Diagramm) kann man jetzt den
passenden Regler bestimmen, und ich sag Dir einfach mal, dass ein
I-Glied sehr gut funktioniert!
------------------------------------------------------------------------
--
Das Thema hab ich mir natürlich gerade nicht ausgedacht. Sowas hab ich
schon mal geregelt! Ich würde die Sache Analog aufbauen! Derart simple
Regelkreise bekommst Du digital auf keinen Fall schneller hin!
Ich kann Dir aber jetzt schon verraten, dass die Tyristoren fürchterlich
knattern und wahrscheinlich den gemütlichen Abend stören, es sein denn
Du packst Sie weit weg :-)
viele Grüße,
Toby
Hm, hab mir das nochmal überlegt, und sehe das von dir beschriebene
Lautstärkeproblem mit dem Triac/Thyristoren, kennt man ja von Dimmern
und Co.
Alternativ könnte man ja einen FET nehmen, und dann mit Gleichspannung
arbeiten. Da das jedoch einige Probleme aufwirft (Spannung wird bei
Glättung zu groß (12V*sqrt(2)), dicke Siebkondensatoren)...
Was sagt denn der FET zu nem Sinus im Betrag, also Halogentrafo
Vollwellengleichgerichtet aber ohne Glättung? Kann man das machen? Hab
mit denen leider noch nicht so viel Erfahrung.
