PID regelaar Zelfbouw / Bouwpakket

klaas · 15-08-2007 16:24 u

@ Emile

Heb zojuist even een meting gedaan ,met mijn pt 100. in kokend water.

Bij 100 graden, dit geeft een waarde van 134 ohm (2x gemeten met 2 verschillende multimeters) dus dit moet kloppen.

Dit ingevuld in jouw berekening Temp.= (2,5974 X R )-259,948 geeft.

(2,5974 X 134) - 259,948 = 348,0516 - 259,948 = 88,1036.graden.

Conclusie na meting met eigen temp.meter die 99 graden aangaf ,klopt de formule niet, ben trouwens wel benieuwd hoe je aan deze formule bent gekomen.

klaas · 15-08-2007 17:39 u

Even een kanttekening bij mijn expiriment ,de luchtdruk is erg laag (1001) dus dan kookt water wel bij een lagere temp.
Maar dit zal toch geen 12 graden schelen lijkt mij.

Volgens tabellen moet een pt-100 bij 100 graden 138,51 ohm zijn, als ik dit dan weer invul in jouw berkenening dan kom ik uit op 99,82 (is perfect 0,2 verschil).

Vind ik het toch vreemd dat je bij kokend water ,gemeten met 2 verschillende multimeters 2 keer op 134 ohm uitkomt.
Iemand een idee

Emile · 20-08-2007 00:49 u

Tja, nu zien we ook gelijk het gedoe met PT100 elementen. Want er is een meetfout van ongeveer 3 % (134 i.p.v. 138 Ohm), maar daarmee introduceer je wel een temperatuurverschil van 12 %.

Je ziet dus gelijk de noodzaak van calibreren met een PT100 element.

De afleiding van de formule is niet zo moeilijk. Als ik alle meetwaarden uit de ITS-90 standaard in Excel zet (temp. versus weerstand), dan kan Excel een 1e orde regressiekromme hiervan uitrekenen. Het verschil tussen 0-100 graden is dan maximaal 0.2 graden. Dat levert hier de volgende formule op: R = 0.385 * T + 100.08 (de ITS-90 standaard geeft hier 0.3908 en 100.00). Als je nu T uitdrukt in R, levert dat de onderstaande formule op.

Waarom jouw PT100 element 134 Ohm aflevert weet ik niet. Kan een meetfout zijn, overgangsweerstand, luchtdruk e.d. Een nieuwe meting zou uitkomst kunnen bieden. Maar calibratie (in de PID regelaar) blijft noodzakelijk. Ik heb hiervoor een parameter toegevoegd waarmee je een offset kunt toevoegen aan de berekende temperatuur.

Bedankt voor de meting!

hansHalberstadt · 20-08-2007 08:27 u

Citaat van: Jaap op 12-10-2006  18:12 uIk ben dus ook maar een leek, maar is het met zo'n systeem ook mogelijk de dichtheid van het wort te meten, zodat je bijv. het koken kunt laten stoppen zodra het gewenste SG is bereikt?

Dit zou in principe wel kunnen, maar dan moet je er zelf nog wel eea bijbouwen. dichtheid elektronisch meten kan met de zgn. Anton Paar apparatuur., zie "de Praktijkbrouwer" van Gilbert Baetsle. Dit principe is gebaseerd op de geluidssnelheid in een vloeistof. kun je maken met piezo elementjes. Als je een weegschaal hebt met communicatiemogelijkheid dan kun je het SG meten via een opgerolde en flexibel opgehangen siliconenslang met doorstromende wort, waar je dan continue het gewicht van bepaalt.
De eerste stap blijft wel een interface die analoge,digitale ingangen en uitgangen heeft en een communicatiemogelijkheid met de PC heeft en die je zelf kan programmeren, bv via Delphi, C etc. Als ik nog eens extra vrije tijd krijg dan ga ik mij hiermee bezighouden.
groet,
Hans H.

Adrianus Tripel · 20-08-2007 21:34 u

Bij mijn weten heeft een PT100 een 3e aansluiting. Deze is een z.g. compensatieaansluiting. Op dit contact sluit je een extra draad aan naar de "0" op de regelaar. Dit contact zorgt voor een compensatie van de weerstand van kabel en aansluitingen. Een iets geoxideerd schroefje geeft al snel een paar ohm weerstand. De 100 ohm van het element is al niet veel en als daar dan nog een paar ohm van de aansluiting bijkomt is een mismeting snel gemaakt.

Groeten
Ad

bartbier · 20-08-2007 21:49 u

Volledig akkoord Ad,

Daarnaast kan je je PT100 ook bestellen volgens gewenste nauwkeurigheid (1/3, 1/5 of 1/10 DIN ).
Ik bestelde reeds in het verleden bij een Nederlandse fabrikant van temperatuursensoren.
Zie link : http://www.rstechnics.nl/

Bart

Schaepekop · 20-08-2007 22:01 u

PT 100 op marktplaats, 5 stuks 15 euro
Ik heb er voor mijzelf ook 5 aangeschaft, ze zijn tweedraads uitgevoerd.

Mij is verteld dat de derde draad gewoon op één van de twee draden van de sensor kan worden aangesloten als je een driedraads uitvoering heb.

Emile · 21-08-2007 09:09 u

Ik heb hier zelf een 4-draads PT100 element liggen, met 2 rode en 2 witte aansluitingen (om de PT100 interface van de regelaar te testen).

Het is inderdaad de bedoeling om de 2 rode bij elkaar te doen en de 2 witte bij elkaar te doen.

@Ad: een paar Ohm is wel veel hoor! Dat moet je wel heel roestige aansluitingen hebben

hansHalberstadt · 21-08-2007 20:49 u

Citaat van: klaas op 15-08-2007  17:39 uEven een kanttekening bij mijn expiriment ,de luchtdruk is erg laag (1001) dus dan kookt water wel bij een lagere temp.
Maar dit zal toch geen 12 graden schelen lijkt mij.

Volgens tabellen moet een pt-100 bij 100 graden 138,51 ohm zijn, als ik dit dan weer invul in jouw berkenening dan kom ik uit op 99,82 (is perfect 0,2 verschil).

Vind ik het toch vreemd dat je bij kokend water ,gemeten met 2 verschillende multimeters 2 keer op 134 ohm uitkomt.
Iemand een idee

Misschien de nauwkeurigheid van je multimeter? 1%=1.4ohm
verder zijn voor een 4 draads pt100 2 draden voor de stroomsturing en de 2 anderen voor een stroomloze spanningssensing zo dicht mogelijk bij de pt100. Hiermee voorkom je fouten tgv spanningsval over je aansluitdraden als daar stroom doorheen loopt. Als je de spanningsensing en stroomsturings draden met elkaar verbind dan maak je geen gebruik meer van deze mogelijkheid. Je bent dan iets onnauwkeuriger.

HansH

Emile · 22-08-2007 10:55 u

Citaat van: hansHalberstadt op 21-08-2007  20:49 uverder zijn voor een 4 draads pt100 2 draden voor de stroomsturing en de 2 anderen voor een stroomloze spanningssensing zo dicht mogelijk bij de pt100.

Hans, je hebt helemaal gelijk! Ik heb echter een schakeling gemaakt waarbij het PT100 element in de terugkoppeling zit van een inverterende versterker. Hiermee kan ik de stroom zeer nauwkeurig instellen, maar tegelijkertijd zorgt de weerstandswaarde voor de spanningsversterking. Na versterking lees ik dit in op een 10-bits AD converter.

Ik maak dus inderdaad geen gebruik van stroomsturing met spanningssensing, zoals je terecht aangeeft. Maar met een goede calibratie (en instellen van een offset) moet dit dus voldoende nauwkeurig kunnen worden (hoop ik).

hansHalberstadt · 22-08-2007 22:16 u

Indien je zelf calibreert dan is de extra serieweerstand van je bedrading niet van belang, want die calibreer je mee. Dat zal dus wel lukken. Overigens, als je calibreert met kokend water dan is de luchtdruk wel van belang. Zie bijvoorbeeld Binas tabel 13, verzadigingsdruk (kookpunt) van water:
bij 1013 mbar is deze 100 ºC, bij 979 mbar is hij 99 ºC en bij 1050 mBar is hij 101 ºC. Het is maar hoe nauwkeurig je wilt werken. Mijn mening is dat voor het maischen ± 1 ºC vrijwel geen verschil maakt op het eindresultaat, maar goed, je kunt er voor compenseren. Mijn sensor (spaning over een Basis emitter overgang Vbe van een stroomgestuurde transistor) calibreer ik met kokend water en smeltend ijs. De Vbe heeft ook vrijwel een lineair verband met temperatuur. evt kun je ook de niet lineariteit compenseren.
HansH

Batavier · 09-11-2007 23:50 u

Emile,

Wat is nu status van je PID regelaar

Emile · 13-11-2007 22:12 u

Tja, goede vraag hoor. Ik had zelf ook al in gedachten om weer eens wat te laten horen.

Ik ben bezig met de afronding van mijn studie Managementwetenschappen. Dit is in een beslissend stadium gekomen: ik ben druk bezig met de afronding van mijn scriptie (over veranderingstrajecten in software development organisaties). Ik hoop die eind van deze maand in te leveren. En nu maar hopen dat mijn prof. zich redelijk in mijn onderzoek kan vinden, zodat ik daarna nog maar weinig hoef te doen.

Je kunt je voorstellen dat de hobby even op een laag pitje staat. Sterker nog: ik heb mezelf voorgenomen om hier even helemaal niets aan te doen (alhoewel het zooo verleidelijk is om weer even te gaan knutselen). M.i.v. het nieuwe jaar hoop ik een gigantisch feest te kunnen geven, zodat ik daarna de PID regelaar weer kan oppakken.

De status daarvan is dat de complete menu interface (knopjes e.d.) werkt, je kunt parameters selecteren, waarden wijzigen en deze opslaan. Wordt allemaal netjes zichtbaar gemaakt op het display. De PT100 interface werkt, alleen de thermokoppel doet het nog niet, maar ik weet waar het aan ligt (kwestie van een nieuwe print maken).

Eigenlijk hoef ik alleen nog maar de PID functie toe te voegen, en dat is allemaal werkende code. Dus als ik nog een paar maanden weet door te buffelen, dan heb ik werkende en geteste printen.

Maar tot begin januari leid ik het leven van een kluizenaar...

Batavier · 14-11-2007 00:44 u

Emile,
Alle begrip, succes met je studie.

Tot later.

Ton

Emile · 09-12-2007 15:36 u

Laatste nieuws is dat ik van de week te horen heb gekregen dat mijn afstudeerscriptie in ieder geval met een voldoende beloond gaat worden en dat ik dus ook de drs. titel mag gaan voeren. Duurt nog ruim een maand voordat alles is afgerond (eindpresentatie e.d.), maar daarna mag ik van mezelf weer de elektronica uit de kast halen en kan ik eindelijk de PID regelaar af gaan maken.

Oscar · 09-12-2007 16:29 u

En wanneer mag je weer gaan brouwen.. ?

Adrie · 09-12-2007 17:00 u

Gefeliciteerd, Emile! Waarin ben je drs geworden? Vast iets technisch, of niet?

Emile · 09-12-2007 19:48 u

Nee, niet echt. Die drs. titel is voor Managementwetenschappen. Ik ben al ir. in de Elektrotechniek, een 2e technische studie vond ik niet zoveel zin hebben.

Brouwen staat inderdaad stil, ik teer serieus op mijn voorraad in. Maar goed, na januari krijg ik hopelijk weer een beetje meer vrije tijd.

Ook het idee van Adrie is fascinerend. Kan ik de PID regelaar zodanig uitbreiden dat die ook zijn koelkast met gloeilampen erin kan aansturen? Kwestie van 2 outputs maken (i.p.v. eentje nu) en een extra temperatuursensor. Dat kan dus bijna zonder extra hardwaretoevoegingen. In de software een optie toevoegen om run-time te kunnen switchen tussen koelen en verwarmen. Interessant, interessant, ga ik eens even over nadenken (nou ja, in januari dan).

glaasjebier · 10-12-2007 09:18 u

Ik ga binnenkort een maisch-hulp applicatie bouwen, welke mij vermeld hoe lang iets al op een bepaalde temperatuur aan het koken is en wanneer ik naar de volgende fase moet (a.d.h.v. het maischschema). Dit zal een eerste stap zijn naar de automatisering van mijn brouwinstallatie. Echter heb ik weinig verstand van sensoren. Is er iemand hier die mij kan vertellen welke temperatuur sensor geschikt is om in de ketel te hangen en waar ik deze kan bestellen/kopen? Specificaties:

-   1 Wire interface
-   -10 C tot 125 C
-   Waterbestendig
-   Bij voorkeur kant en klaar met snoer, dus met aan de andere kant een RJ11 connector, ik beschik zelf niet over een knijptang (of meteen usb/seriele port zodat ik niet later nog een usb/1 wire bridge nodig heb).

Batavier · 25-03-2008 00:20 u

Beste Emile,

Ik ben benieuwd wat je plannen zijn met je PID regelaar zelfbouwpakket..
Zover ik het kan volgen is je studie met succes afgerond

Ton

Emile · 28-03-2008 22:06 u

Citaat van: Batavier op 25-03-2008  00:20 uIk ben benieuwd wat je plannen zijn met je PID regelaar zelfbouwpakket..
Zover ik het kan volgen is je studie met succes afgerond

Ton, dat klopt! Maar ben ook nog van functie veranderd in de tussentijd, dus het is toch niet heel veel rustiger geworden. Wel ga ik binnenkort de draad weer oppakken: ik heb al een stel nieuwe printontwerpen gemaakt en ik ben die zelfs aan het solderen. Maar het duurt toch allemaal wat langer dan ik gedacht had. Maar ik probeer binnenkort wel weer wat updates te posten.

Emile · 24-05-2008 15:30 u

Ja, ik ben weer terug! Ik heb in de tussentijd zelfs al weer een paar keer gebrouwen, dat was toch een eerste vereiste. Maar door alle drukte doe ik helaas niet mee aan het ONK dit jaar.

In de tussentijd een nieuwe versie gemaakt van de microcontroller print. Ik bleef echter een hardnekkig probleem houden met het inlezen van het thermokoppel. Maar sinds vanmiddag werkt ook dat naar behoren. De fout was gelegen in het feit dat 1 aansluiting van het thermokoppel een omweg maakt op de print. Die lange verbinding op de print zorgde blijkbaar voor zoveel verstoring dat er 100 graden werd aangegeven i.p.v. 25 graden. Pffft, aan alles gedacht, behalve daaraan. Ik dacht echt dat het aan de software uitlezing lag, maar die was al die tijd gewoon goed.

Samenvattend: het volgende werkt nu allemaal:
- De 2 x 4 7-segment uitlezing. Hiermee kunnen dus 2 4-cijferige signalen getoond worden. Dit ziet er zeer fraai uit!
- M.b.v. 4 knoppen is een complete menu uitlezing gerealiseerd, waarmee allerlei parameters ingesteld kunnen worden
- Deze parameters worden opgeslagen in eeprom, zodat ook na uitschakelen de parameters bewaard blijven
- De I2C interface werkt (uitlezen LM92), de one-wire interface werkt, de PT100 interface werkt en de thermokoppel interface werkt.
- Ik heb een seriële interface toegevoegd, zodat er van alles naar de PC gestuurd wordt (handig bij debuggen)
- De aansturing voor de koelkast en het verwarmingselement werken allemaal

Nog te doen:
- De PID regelaar code toevoegen
- Aansturing modulerende gasklep nog testen
- Commando's die verstuurd worden vanuit de PC via de seriële poort ook inlezen en verwerken
- Mijn web-site updaten met alle schema's, onderdelen en andere info

Uiteindelijk wil ik nog 1 print maken, waarop ook de microcontroller zelf geplaatst wordt, zodat de relatief dure print van Olimex niet meer nodig is.

Oh ja, om een idee te geven van de omvang: het aantal regels C-code is op dit moment 3906 (commentaarregels niet meegerekend), verdeeld over 19 .c en .h bestanden (en uiteraard opgenomen in een versiebeheersysteem

).

Emile · 03-05-2009 13:02 u

Ik heb inmiddels een flinke update gemaakt van de stand-alone PID regelaar. Status is nu als volgt:
- alle hardware werkt
- temperatuursensoren van I2C, one-wire, pt100 en K type thermokoppel worden ingelezen
- software is operationeel, regelaar regelt op temperatuur
- via RS232 kan gecommuniceerd worden met de regelaar en kunnen parameters gewijzigd worden en variabelen ingesteld worden. Parameters worden opgeslagen in eeprom (niet-vluchtig geheugen), instellingen blijven dus bewaard.
- aansturing van triacs (zowel voor verwarmen als voor koelen) werkt

Op wat restpunten na kan ik binnenkort uitgebreid gaan testen op een echt systeem. Ik heb ook mijn website bijgewerkt met alle documentatie, foto's, schema's, print-layouts en componentenlijsten.

Ik ben m.n. benieuwd wat jullie van de specificatie vinden (zie http://www.vandelogt.nl/htm/pid_zelfbouw.htm). Die is namelijk aangepast en beschrijft nu een viertal scenario's. Met deze regelaar wordt het dus mogelijk om een HERMS aan te sturen, maar ook een klimaatkast.

Het kan zijn dat het ontwerpdocument iets te technisch gaat worden voor de gemiddelde brouwer, maar de specificatie zou goed te lezen moeten zijn voor eenieder. Commentaar is welkom!

Adrianus Tripel · 03-05-2009 13:50 u

Hoi Emile,

Ziet er indrukwekkend uit. Ik als leek probeer het een beetje te begrijpen. Ik haak echter af als ik op de invulvelden van je programma kijk. Weet wel wat van meet en regeltechniek maar dit gaat veel verder. Compliment hiervoor.

Vraagje hierbij. Ik heb een mammoet brander die ik of op propaan of op aardgas gebruik. (in mijn WURMS) Zijn er regelklepjes om deze te kunnen regelen? Ik heb ook nog een oude brander met electronika van een Radson Maxicom ketel. Hoe hier de gasklep van geregeld wordt weet ik niet. Is mijn kennis niet toerijkend voor. Weet iemand hoe ik e.e.a. kan combineren met in de toekomst jouw regelaar?

Met bierige groet
Ad

RobinB · 03-05-2009 15:30 u

Ziet er erg mooi uit inderdaad.
Vooral de HERMS en climate-control scenarios spreken me erg aan.
Kan bij die laatste ook al vantevoren een temperatuurtraject over 2 á 3 weken worden ingesteld zoals bij Tcontrol?

Wat zou een kit (met in ieder geval de prinplaten klaar) kosten?