برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

[mhm_004]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

سلام یه چیزایی دستگیرم شد ولی اخرش نفهمیدم اون مبدل ولتاژ به فرکانس و رگلاتور شنت واسه چی استفاده شدنند؟

اتفاقا من هم همین سوال رو داشتم میخواستم یه تاپیک جدید بزنم که بعد از جستجو متوجه شدم شما این سوال رو پرسیدین. واقعا کسی نیست که بدونه دلیل تبدیل ولتاژ به فرکانس چیه؟ چه مزیتی داره ؟ و اگه مستقیما با ADC خونده بشه چه مشکلی پیش میاد؟

[AliRezaDAVE]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

مهمترین ویژگی که میتونه داشته باشه مقاوم بودن اطلاعات در برابر نویز وقتی اطلاعات روی یک سیگنال فرکانسی قرار داشته باشه. چون نویز به راحتی نمیتونه روی محتوای فرکانسی تاثیر بذاره و بیشترین تاثیر رو روی دامنه سیگنال میذاره.
بعدشم برای آشکارسازی فرکانس شما فقط به عبورهایی که سیگنال از یک ولتاژ مرجع مثلا صفر ولت انجام میده احتیاج دارید و کاری به دامنه برای آشکارسازی ندارید. که باعث آشکارسازی و خواندن اطلاعات با اطمینان بیشتری صورت بگیره.

[hamed.t]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

درسته منم همین حدس را زدم با این حال معلوم میشه تو صنعت نمیشه زیاد روی ADC حساب باز کرد و بهتره از مبدل ولتاژ به فرکانس استفاده بشه ، جالبه ، و اما ارتباط اون رگولاتور شنت و خواندن PT100 و ترموکوپل چیه ؟

[pinkplus]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

فکر کنم دوستان دقت نمی کنن. شما که تا پشت میکرو سیگنالت ولتاژ هست و بعد تبدیل می کنی به فرکانس برای این هست که ADC داخلی میکرو دقتش پایین هست وگر نه تو خیلی کنترلرها از آیسی ADC خارجی استفاده میشه. واسه خوندن ترموکوپل که شما ولتاژ تولید شده توسط اون رو اندازه گیری می کنین. هر ترموکوپل یه مقدار خروجی داره مثلا نوع E مقدارش 68 µV/°C هست و نوع K مقدارش 41 µV/°C هست یعنی به ازای هر درجه سانتی گراد در نوع K شما 41 میکرو ولت خروجی داری. پس وقتی توی کنترلر نوع K رو انتخاب کردی مقدار خونده شده رو تقسیم بر 41 میکنی و برای بقیه هم به همین ترتیب.
HA17431 توی بازار ایران با نام TL431 شناخته میشه و یه رگولاتور ولتاژ هست و در اینجا به عنوان مرجع ازش استفاده میشه.
اینکه چرا از PIC استفاده کردند خیلی مهم نیست. میشد از هر میکروکنترلر دیگه هم استفاده کرد. مینی پی ال سی های تله مکانیک و زیمنس از AVR استفاده میکنن. (Zelio از mega128 و LOGO از mega64).
NJM072B این هم یه پ امپ که توی بازار ما بیشتر با نام TL072 موجود هست که یکی از امپ ها برای تقویت ولتاژ ترموکوپل و یکی هم برای تبدیل مقاومت PT100 به ولتاژ استفاده میشه.
7660 هم برای تولید ولتاژ منفی مورد استفاده در طبقه TL072 هست.
7805 هم ارزون تر هست و هم به قطعات کمتری نیاز داره و در جایی که توان مصرفی کم هست و تلفات نداره گزینه بهتری هست.
دلیل استفاده از ترانس هم این هست که قابل اطمینان تر هستش و احتمال خرابیش تقریبا صفره.
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=95851.0 اینم لینکی که توی همین سایت یکی از دوستان گداشته و PT100 رو باهاش میخونه. توی اینترنت هم که بگردی که مدار فراوونه.

[mhm_004]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

فکر کنم دوستان دقت نمی کنن. شما که تا پشت میکرو سیگنالت ولتاژ هست و بعد تبدیل می کنی به فرکانس برای این هست که ADC داخلی میکرو دقتش پایین هست وگر نه تو خیلی کنترلرها از آیسی ADC خارجی استفاده میشه. واسه خوندن ترموکوپل که شما ولتاژ تولید شده توسط اون رو اندازه گیری می کنین. هر ترموکوپل یه مقدار خروجی داره مثلا نوع E مقدارش 68 µV/°C هست و نوع K مقدارش 41 µV/°C هست یعنی به ازای هر درجه سانتی گراد در نوع K شما 41 میکرو ولت خروجی داری. پس وقتی توی کنترلر نوع K رو انتخاب کردی مقدار خونده شده رو تقسیم بر 41 میکنی و برای بقیه هم به همین ترتیب.
HA17431 توی بازار ایران با نام TL431 شناخته میشه و یه رگولاتور ولتاژ هست و در اینجا به عنوان مرجع ازش استفاده میشه.
اینکه چرا از PIC استفاده کردند خیلی مهم نیست. میشد از هر میکروکنترلر دیگه هم استفاده کرد. مینی پی ال سی های تله مکانیک و زیمنس از AVR استفاده میکنن. (Zelio از mega128 و LOGO از mega64).
NJM072B این هم یه پ امپ که توی بازار ما بیشتر با نام TL072 موجود هست که یکی از امپ ها برای تقویت ولتاژ ترموکوپل و یکی هم برای تبدیل مقاومت PT100 به ولتاژ استفاده میشه.
7660 هم برای تولید ولتاژ منفی مورد استفاده در طبقه TL072 هست.
7805 هم ارزون تر هست و هم به قطعات کمتری نیاز داره و در جایی که توان مصرفی کم هست و تلفات نداره گزینه بهتری هست.
دلیل استفاده از ترانس هم این هست که قابل اطمینان تر هستش و احتمال خرابیش تقریبا صفره.
http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=95851.0 اینم لینکی که توی همین سایت یکی از دوستان گداشته و PT100 رو باهاش میخونه. توی اینترنت هم که بگردی که مدار فراوونه.

دوست عزیز از توضیحاتتون ممنونم
ولی یه سوال برام باقی موند. اینکه تغییرات ولتاژ در PT100 به ازای تغییرات دما پایین است درسته ولی این ولتاژ تقویت میشه و فکر میکنم بعد از تقویت بشه با ADC میکرو دقت در حد 0.1 درجه سانتیگراد رو بدست آورد، درسته؟ مثلا سیگنال رو 1000 برابر تقویت کنیم در اینصورت به ازای هر درجه سانتیگراد، 41 میلی ولت خواهیم داشت و به ازای هر 0.1 درجه 4.1 میلی ولت که فکر کنم با میکرو قابل خوندن باشه. فقط نمیدونم میشه سیگنالی رو 1000 برابر تقویت کرد یا نه.اگر اشتباه فکر میکنم لطفا راهنمایی کنین.
سوال دوم، به نظرتون اگر از میکروی ATXmega استفاده کنیم، با توجه به اینکه ADC این میکروها 12 بیتی هستند، میشه از ADC استفاده کرد و دیگر به فرکانس تبدیل نکرد؟

[pinkplus]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

واسه خوندن PT100 شما یه جریان ثابت رو از اون عبور می دید و افت ولتاژ دو سر اون رو اندازه می گیرید. با توجه به قانون R=V/I با داشتن جریان و اندازه گیری ولتاژ مقدار R بدست میاد که بعد از روی اون دما رو می خونید.
پ امپ ها بهره بالایی دارند و می تونند یه سیگنال رو حتی 100000 بار تقویت کنند. فقط مسئله ای که هست اینکه به همون نسبت نویز رو هم تقویت می کنند.
در جواب سوال دوم هم که گفتم خیلی روی ADC داخلی میکرو حساب نکنید.
کنترلرهای on/off که چیزی نداره و ساختش راحته. در حد یه پروژه دانشجویی. توی این کنترلر ها اونهایی که PID کنترل هستند داستان دارند و فقط نمونه خارجی دارند. الگوریتم محاسبه PID یه کم سخته و نیاز به دانش برنامه نویسی بالا می خواد.
در ضمن برای تحلیل یک مدار فقط از روی المانها نمی تونید به درک درستی برسید و بهتره که شماتیک اون رو پیاده سازی کنید و از روی اون مدار رو تحلیل کنید.

[mhm_004]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

پ امپ ها بهره بالایی دارند و می تونند یه سیگنال رو حتی 100000 بار تقویت کنند. فقط مسئله ای که هست اینکه به همون نسبت نویز رو هم تقویت می کنند.

خب به نظرتون آی سی مثلا AD620 مناسب نیست؟ چون به طور فوق العاده ای نویز رو حذف میکنه

در جواب سوال دوم هم که گفتم خیلی روی ADC داخلی میکرو حساب نکنید.

چرا نباید روی ADC داخلی میکرو حساب باز کرد؟

خیلی ممنون از راهنمایی هات دوست عزیز

[pinkplus]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

ببینید این که چرا فلان شرکت طراحیش به این شکل بوده یا چرا از این قطعه استفاده کرده مشخصا به طراح اون بستگی داره. شما اگه یه مدار رو به 5 تا شرکت بزرگ طراحی بدی 5 تا طرح بهت میدن که هیچ کدوم شبیه هم دیگه نیستن ولی همشون یه کار می کنن. من بسته به شرایط و هزینه نهایی قطعات مختلفی رو استفاده می کنم. مثلا برای راه اندازی رله شما می تونید از یه ترازیستور که می تونه PNP باشه یا NPN استفاده کنی یا اپتوکوپلر که بازم کلی انتخاب داری یا از ایسی درایور استفاده کنی که بازم هم شماره های مختلفی داره. پس انتخاب قطعه به طراح ، قیمت، ابعاد، پایداری و خیلی پارامتر های دیگه بستگی داره.
ببینید امکاناتی که روی میکرو کنترلر ها اضافه میشن معمولا برای حداقل ها هست. شما هیچ میکرویی پیدا نمیکنی که ADC 24 بیتی داشته باشه.

[mhm_004]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

خیلی ممنون pinkplus از توضیحاتت. فقط یه چیز برام سوال باقی مونده. شما گفتین درPT100 به ازای هر درجه سانتیگراد حدود 41 میکرو ولت و بنابراین به ازای 0.1 درجه، 4.1 میکرو ولت تغییرات داریم. از طرف دیگه گفتین برای افزایش دقت از KA331 استفاده کردن. حالا سوالی که پیش میاد اینه که آیا KA331 اونقدر حساس است که به ازای 4.1 میکرو ولت تغییر در ورودی، فرکانس در خروجیش تغییر کنه؟ و اگر نه پس حتما ولتاژ PT100 تقویت میشه و بعد به KA331 داده میشه که در اینصورت باز هم نویز تقویت میشه.
سوال دیگه اینکه حداقل مقدار تغییراتی که در ولتاژ ورودی KA331 باید ایجاد بشه تا در فرکانس خروجی تغییری ایجاد بشه چقدره؟

ممنون از توضیحاتتون و سپاسگزارم

[pinkplus]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

فکر کنم من یه کم بد توضیح دادم.
انواع سنسور دما
ترموکوپل: تشکیل شده از دو فلز غیر هم جنس. با توجه به دمای نقطه اتصال این دو فلز و بر حسب جنس آنها ولتاژ کمی تولید می شود که با اندازه گیری آن و طبق جدول ترموکوپلها می توان دما را اندازه گیری کرد. (اون ولتاژهایی که گفتم برای ترموکوپل بود)
RTD: اینها مقاومت هایی هستند که به دما حساس هستند و به شدت مقاومتشون تغییر می کنه. PT100 توی 0 درجه سانتی گراد 100 اهم هست و وقتی دما بالا میری مقاومتش زیاد میشه و دما هم که کم میشه مقاومت کاهش پیدا میکنه. حالا دیگه میدونید که PT500 و PT1000 توی صفر درجه چند اهم هستند.
نیمه هادی ها: اینجا چند گروه داریم که به اختصار می گم
دیود و ترانزیستور: ولتاژ عبوری از اونها با توجه به دما تغییر میکنه و میشه با اندازه گیری تغییرات دما رو متوجه شد. خیلی روشون حساب نمیشه پون تغیرات خیلی کمه و خطی هم نیست
آیسی های آنالوگ: این عناصر بر حسب دمای اطرافشون ولتاژ یا جریان تولید می کنند.
آیسی های دیجیتال: خروجی این آیسی ها 0 و 1 هست و توسط یک میکرو کنترلر با اینها ارتباط برقرار کرد.

[mhm_004]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

فکر کنم من یه کم بد توضیح دادم.
انواع سنسور دما
ترموکوپل: تشکیل شده از دو فلز غیر هم جنس. با توجه به دمای نقطه اتصال این دو فلز و بر حسب جنس آنها ولتاژ کمی تولید می شود که با اندازه گیری آن و طبق جدول ترموکوپلها می توان دما را اندازه گیری کرد. (اون ولتاژهایی که گفتم برای ترموکوپل بود)
RTD: اینها مقاومت هایی هستند که به دما حساس هستند و به شدت مقاومتشون تغییر می کنه. PT100 توی 0 درجه سانتی گراد 100 اهم هست و وقتی دما بالا میری مقاومتش زیاد میشه و دما هم که کم میشه مقاومت کاهش پیدا میکنه. حالا دیگه میدونید که PT500 و PT1000 توی صفر درجه چند اهم هستند.
نیمه هادی ها: اینجا چند گروه داریم که به اختصار می گم
دیود و ترانزیستور: ولتاژ عبوری از اونها با توجه به دما تغییر میکنه و میشه با اندازه گیری تغییرات دما رو متوجه شد. خیلی روشون حساب نمیشه پون تغیرات خیلی کمه و خطی هم نیست
آیسی های آنالوگ: این عناصر بر حسب دمای اطرافشون ولتاژ یا جریان تولید می کنند.
آیسی های دیجیتال: خروجی این آیسی ها 0 و 1 هست و توسط یک میکرو کنترلر با اینها ارتباط برقرار کرد.

دوست عزیز از توضیحاتت سپاسگزارم. ولی ابن جواب سوال من نیست. بحث من در مورد چرایی استفاده از KA331 است و اینکه تغییرات 41 میکرو ولتی در ورودی KA331 آیا باعث ایجاد تغییر در فرکانس خروجی آن میشود یا نه؟

[aryanaar]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

این کنترلر قدیمی هست
من حداقل ماهی 1 دونه از این نوع مصرف میکنم

پاورش سوئیچینگ هست tny
تو کف این پاورشم ، من خودم از این نوع کنترلرها درست میکنم ( موارد خاص ) ولی از ترانس و ... استفاده میکنم که این خیلی ناراحتم میکنه

[pinkplus]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

دیتاشیت KA331 رو بخونی میگه خروجی بین 1 هرتز تا 100کیلو هرتز متغیره و ولتاژ ورودی هم بین 0 تا VCC متغیره
در هر صورت شما قبل از اینکه ولتاژ ترموکوپل رو بدی به KA331 میای و با یه Opamp تقویتش می کنی. یعنی در یه بهره ثابت که مثلا روی 100 تنظیم شده. این یعنی هر ولتاژی که به ورودی opamp میدی 100 برابرش رو تو خروجی داری

[aryanaar]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

بهترین کار اینه که بورد مهندسی معکوس شود و شماتیک رو برسی کنیم

[hamed.t]

پاسخ : برسی مدار SAMWON Automatic Temperature Controller

سلام دوستان و اساتید عزیز ، خوب فکر نمی کردم ایم بحث ادامه پیدا کنه ولی خیلی موارد جالبی اضافه شد ، در هر صورت بنده قرار شد که به جای دماسنجهای جیوه ای موجود در نقاط مختلف نیروگاه یه دماسنج دیجیتال با خروجی (ترانسمیتر) و ترجیحا کنترلر دار بسازم و یه نمونه هم آماده کردم با lm35 ولی ازم قبول نکردنند چیزی که بهش ایراد گرفتنند یکی اندازه بزرگش بود و یکی هم استاندارد نبودن سنسور دماش این شد که این نمونه کنترلر را به من دادند و گفتند چیزی که ما میخواهیم اینه ! البته اون نمونه که آماده کردم خروجی RS-485 داشت و کنترلر هم بود که باید توی نمونه جدید خروجی دیجیتال و خروجی جریان و 2 تا خروجی رله و ساپورت RTD و ترموکوبل در همین ابعاد داشته باشه و صد البته قابلیت کانفیگ هم داشته باشه درست مثل همین مدل ، خوب قسمتی که من توش گیر کردم اینه که چطوری از طریق 3 تا سیم هم RTD و هم ترموکوبل را میخونه ؟ و اینکه در نهایت از ADC خارجی استفاده کنم یا مبدل ولتاژ به جریان ؟ و تغذیه آخرش سوئیچینگ باشه یا خطی ؟ هنوز نتونستم شروع کنم :read:

مچکرم دوستان.