¿Cómo obtengo salida de la CA 240V proporcional de un controlador PID basado en Arduino para "amortiguar" una olla arrocera para un proyecto vacío?

Question

Estoy haciendo un controlador PID para el Sous-Vide, utilizando una placa Arduino.

Estoy tratando de decidir cómo controlar la salida. El uso de un SSR como un interruptor on-off en la CA 240V probablemente me dan el resultado que estoy buscando. Sin embargo, yo prefiero una más continua proporcional de salida, por lo que la olla de arroz puede ser efectivamente "atenuado" en lugar de encender y apagar.

¿Qué necesito para hacer esto? Es un TRIAC esencial? La voluntad de ciertos SSRs hacer esto? Todos SSRs ser capaz de esto? Necesito construir una 240V circuito de los componentes de mí mismo, o son tales dispositivos disponibles a costos similares a un SSR?

ACLARACIÓN

Yo puede que confundir con la palabra "proporcional". Estoy construyendo un PID con un Arduino. La voy a utilizar para conducir un tonto olla de arroz, y voy a tener una sonda de temperatura para detectar la temperatura. Este es el trasfondo de la pregunta que estoy haciendo.

Creo que va a ser bastante fáciles de usar un relé o SSR para encender el calentador o desactivar cada pocos segundos para controlar el calor adecuadamente. Sin embargo, lo que yo quiero es ser capaz de controlar el elemento de calefacción por lo que se ejecuta en una fracción de la potencia total, en lugar de encendido y apagado todo el tiempo. Yo prefiero este, ya que da mejor control de la temperatura, y yo prefiero la idea de una constante carga eléctrica como en contra de la conmutación de 2000W o así cada pocos segundos.

Así que tengo una 5V de salida digital que puedo controlar con un microcontrolador (creo que puedo controlar es mucho más rápido que 50Hz). Quiero usar esta salida para el control de la salida de calor de un elemento de calefacción. Creo que el derecho dispositivo para que use es un 240V SSR. Mi problema es decidir qué tipo de SSR necesito, y cómo utilizarla. Prefiero un completo dispositivo con conectores de alimentación (como un interruptor de alimentación de la cola - http://www.powerswitchtail.com/ - pero para 240, y con la capacidad para atenuar, en lugar de simplemente el interruptor de encendido y apagado).

Answer 1

No hay necesidad de utilizar un EPI. Usted puede tener una forma mucho más simple de histéresis de control.

La capacidad térmica del agua es de alrededor de $$4184 J/(kg·K)$$ En mi caso, los calentadores de poder era en realidad $$2kW = 2kJ/s$$ Esto significa, que se calienta 1kg de agua, alrededor de 0.5 K por segundo. En mi caso, 2 kg de agua por lo general.

El mayor problema es la medición precisa de la temperatura del agua debido a la convección térmica. Quieres un circulador en mantener las diferencias térmicas mínimas.

Una vez que haya establecido una buena medición, usted puede hacer una simple histéresis de control, en mi caso cambié el calentador con una relés mecánicos para 1s tener un 0,25 K de subida.

Temp error de lectura va a ser alrededor de 0.5 K de todos modos, así que no te preocupes demasiado de un reglamento.

Para una puramente resistiva de la carga, se le multa con una simple relés, que también hace el aislamiento eléctrico para usted.

Si usted desea ir para los interruptores electrónicos, un optotriac estará bien.

Answer 2

El dispositivo que está controlando tiene una muy larga constante de tiempo en comparación con 60 o 50 Hz potencia de ciclos. Está perfectamente bien, de hecho una buena idea, para cambiar el calentador de encendido y apagado para toda la línea de ciclos o al menos 1/2 ciclos de línea.

Yo tenía un proyecto con un PIC de 18 de controlar a un par de docenas de calentadores e hizo exactamente eso. Hemos utilizado cruce por cero relés de estado sólido, con la foto de decidir si cada uno debe estar encendido o apagado de cada 1/2 ciclo de línea. Tenga en cuenta que 1/2 ciclos de línea (120 Hz en la mayoría) es mucho tiempo para un microcontrolador. Usted puede hacer directamente PWM con un período de 256 mitad de ciclos de línea. Incluso a 50 Hz de frecuencia de la línea es sólo 2.56 segundos, que es rápido en comparación con el calentador de constante de tiempo. De hecho, me hizo un algoritmo de Bresenham para que en algunos casos el período sería más corto, pero que realmente no importa en el esquema de las cosas.

Ahora usted tiene un solo byte con 0-255 representación lineal de la potencia del calentador. El exterior del lazo de control puede hacer PID o lo que sea para determinar cuál es la potencia del calentador debe estar basado en mediciones de la temperatura y otras características conocidas del calentador.

Answer 3

Basado en las orientaciones que se dan en otras respuestas, y en darse cuenta de que yo estaba tratando de hacer algo demasiado complejo para mis necesidades reales, me decidí a pedir un interruptor de alimentación de la Cola de la IIU 240V. Es un simple relé en una caja de plástico con cables de alimentación conectados. No va a resolver mi "atenuación" problema, sino como un número de personas señaló, encendido y apagado cada pocos segundos es probable que me dan todo el control de lo que realmente necesita.

En realidad, esto no contesta a la pregunta original, me preguntó, pero no resuelve el problema de fondo que tenía. Para 110v aplicaciones, hay un ZeroCross Cola que en realidad iba a hacer exactamente lo que yo quería, y estoy seguro de que podría adaptar un dispositivo de 10A/240V con el reino unido tapones, pero por ahora, me conformo con la IIU versión.

Answer 4

añadió: ¿Cuál es su especificación? 60'C +/-5 ° C?? a continuación, utilice CANTHERM interruptor.... si más estricto el uso de termistor/comparador/fuente de alimentación cc/ triac. set & forget

Puede la olla de Arroz se puede ejecutar desde una fase controlada de la fuente de CA? Yo lo dudo.

Supongo (!) usted ha decidido para interceptar el elemento de calefacción de cables y acondicionamiento térmico controlado por el interruptor. Si 1'C error es tolerable error, este es el único ( ningún retruécano previsto) determinado por la base de la resistencia térmica (Rt-pa) y el sensor de Rt-sensor). La razón de que esto es trivial es que el tiempo de carga constante ( tiempo para grabar arroz) en X minutos y el bucle de retroalimentación de ancho de banda es en milisegundos..(múltiplos de 20 ms para un ZCS SSR.)

Si desea que el control proporcional, que es fácil con simplemente agregar ruido a su comparador de bucle en el que se compara el Sensor de presintonía, temp.

Desde smart ollas arroceras se han desconocido los circuitos que no puede inicializar o peor, no bajo la condición de un pulso o de control de fase de la tensión de CA, supongo que mi presunción es correcta.. otra por ejemplo, no utilizar una lámpara fluorescente compacta en un Triac. No funciona bien y va a oscilar violentamente y falla antes.

Suponiendo que se han realizado este asumió la tarea de la adecuada selección o modificación, la solución más sencilla, fácilmente disponible es de 10 Aplicaciones SSR con ZCS para EMC (Electro Magnética de Control) salida cuestiones. (es decir, de los cop en la radio AM)

Si realmente quería el control térmico de bucle rápido con baja masa, a continuación, la práctica normal es utilizar el estándar de 4~20mA DC corriente de lazo para un DC controlado SSR. Fuera de la plataforma de $100. Home designed with snubbers, poly caps, fast recover diodes and MOSFETS and certified for Fire Insurance ($10 piezas, $20K en las aprobaciones regulatorias). No olvides usar el sensor a prueba de fallos de diseño que detecta un circuito abierto.

Sólo bromeo, yo sé que usted no va a hacer eso.

Es fácil encontrar uno de 30K diferentes SSRs en el mercado...sólo asegúrese de disipador de calor de requisitos.

SSR son fáciles de usar, pero en algunos casos, de fácil uso indebido. Así que ten cuidado de limitaciones.

Si usted es más capaz y desea diseñar un discreto Opto-aislado Triac de control con potenciómetro de consigna y el termistor sensor de temperatura y lineal , acaba de hacer una nueva pregunta.

Para aquellos que en sintonía con control lineal de la olla arrocera y dispone de otra aplicación...

Aquí están algunas de las especificaciones típicas para un Lineal Controlado SSR:

Modelo: SSR-25LA Tipo Estándar

• Carga nominal Actual：Entrada de 25A a lado de CA
• Los datos de Entrada：4~20mA Entrada de Control de CC
• Resistencia：Def.1.2 KΩ a diodo de la foto.
• Método De Control: El Control De Fase

Datos Operativos

• Voltaje de funcionamiento：90~250VAC Min.
• El bloqueo de Voltaje：600 VAC (Repetive)
• Max. Actual ：275A
• La Corriente de fuga：≦0.5% de la Carga máxima
• Pico de Voltaje：Más de 1200VAC

Datos Generales

• Fuerza dieléctrica：Más de 2,5 KVCA / 1min.
• El aislamiento de la Fuerza：Más de 50MΩ / 500VDC
• Temperatura De Funcionamiento：-20°C ~ +80°C
• Material de la carcasa：Intensivo ABS
• Peso：Def. 105g
• Tipo: Estándar

Answer 5

• Si utiliza PID y un PWM de velocidad de fotogramas en el orden de 0.1 segundos o más, me gustaría esperar a que funcione lo suficientemente bien. 1 segundo o más, mejor.

• Un SSR mantendrá a usted y a su equipo vivo y los costos de no mucho más de BRICOLAJE, siempre y cuando usted compra sensatez.

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Un SSR con cruce por cero permite a los 100 on/off puntos por segundo y con el reino unido de 50 Hz de la red de CA. Si usas 1 Hz PWM puede obtener ficticiamente el 1% de control y en la realidad dentro de un par de % - mucho más que suficiente para una olla de arroz. Incluso 10 Hz PWM probablemente iba a dar un buen control suficiente.

Si utiliza un no cruce por cero SSR con un TRIAC de salida se activará en cualquier momento y apagado al 100 cruces por cero por segundo. Usted PUEDE obtener un poco más de ruido - una olla de arroz elemento será principalmente de resistencia por lo que no debe hacer mucha diferencia.

El cruce por cero es la versión más útil si tiene cargas inductivas.

Un SSR es tan barato como el BRICOLAJE wity TRIAC y cruce por cero opto acoplador y el SSR diseñador ha elegido un TRIAC que probablemente va a sobrevivir a su nombre de la placa de carga. Un poco menos oportunidad de matar a ti mismo. Ligeramente.

Si vas a hacer una versión de BRICOLAJE HACER uso de aislamiento óptico. La muerte de controlador y de usuario muy fácil de otra manera.

Qué nota mínima unidad de corriente RSS o opto necesidades. Dependiendo del modelo, estos pueden ser no trivial y algunos no se convierte incluso en un teensy poco cuando bajo impulsado sólo un poco.