دليل شامل لبناء جهاز التحكم في درجة حرارة PID

اكتشافجهاز التحكم في درجة الحرارة)، وتصميم دوائرها، وبرمجتها وتجميعها، فضلاً عن تطبيقاتها. 

1. المقدمة

انه لمكافأة كبيرة ان تبني وحدة تحكم في تعريف الهوية الشخصية بحيث تتمكن من تخصيصها لتلبية حاجاتك. يستخدم المتحكم في تحديد الهوية الشخصية عناصر التحكم النسبية المتكاملة والمشتقة من أجل تنظيم درجة الحرارة بدقة. هذه المقالة هي دليل لبناء وحدة تحكم في PID. وهو يتضمن المكونات المطلوبة وتصميم الدائرة والبرمجة والتجميع.

2. الأدوات والمكونات المطلوبة

ستحتاج إلى الأدوات والمكونات التالية لإنشاء جهاز تحكم في درجة حرارة تعريف المعلمات

العناصر:

وحدة تحكم دقيقة (مثل Arduino)

جهاز استشعار درجة الحرارة (مثل المزدوجة الحرارية PT100).

عنصر التسخين

مرحلات الحالة الصلبة

الإمداد بالكهرباء

الشاشة (على سبيل المثال شاشة LCD)

توصيل الأسلاك

كما هو مطلوب، المقاومات والمكثفات

الأدوات:

بيع الحديد

المقياس المتعدد

أسلاك القفز واللوح

المفك والكماشة

حاسوب مجهز بنظام أردينو IDE أو غيره من البرمجيات ذات الصلة

3. تصميم الدائرة

ومن المهم إنشاء مخطط الدائرة، ثم توصيل المكونات المختلفة. ستساعدك هذه الخطوات على ما يلي:

الرسم التخطيطي ل

ابدأ برسم مخطط الدائرة، مع توضيح جميع التوصيلات بين كل مكون.

وصلة مستشعر درجة الحرارة

أوصل المستشعر بجهاز التحكم أوصل مخرجات مجس درجة الحرارة إلى مسمار تناظري على أردينو.

إصلاح القطاع الأمني وعنصر التسخين

تعتبر أطراف الخرج على SSR (مرحل الحالة الصلبة) أفضل مكان لتوصيل عنصر التسخين.

قم بتوصيل أحد سنون المخرجات الرقمية الموجودة على المتحكم الدقيق بأطراف التحكم في SSR.

مصدر الطاقة:

تأكد من أن مصدر الطاقة لديه التقييم المناسب لعنصر المدفأة وأي مكون آخر. قم بتوصيل مصدر الطاقة بجهاز التحكم الدقيق وعنصر التسخين.

الشاشة:

قم بتوصيل شاشة العرض البلورية بوحدة التحكم الدقيق وفقًا للجهة المصنعة#تعليمات رقم 39. يمكنك مراقبة درجة الحرارة وحالة جهاز التحكم.

4. برمجة المتحكم المصغر

يتم كتابة خوارزمية PID وتحميلها إلى المتحكم الدقيق. وينبغي اتباع هذه الخطوات:

خوارزمية تعريف المنتج:

إنشاء خوارزمية تعريف المعلمات لقراءة جهاز الاستشعار#بيانات درجة حرارة 39;s يحسب الخطأ ثم يعدل إخراج عنصر التسخين وفقا لذلك.

لتبسيط العملية، يمكنك استخدام مكتبات تعريف الهوية الشخصي المتاحة بالفعل (على سبيل المثال مكتبة تعريف الهوية الشخصي Arduino).

تحميل الرمز:

استخدم برنامج أردينو IDE لتحميل رمز التعريف الشخصي على المتحكم الدقيق.

التحقق من أن الشيفرة تحتوي على وظائف لقراءة بيانات المستشعر وحساب ناتج تعريف المعلمات وكذلك التحكم في عنصر التسخين.

5. ضبط معلمات تعريف المعلمات

لتحقيق أفضل أداء يمكنك ضبط معلمات تعريف المعلمات Kp و Ki و Kd. قد يتطلب الأمر بعض الوقت

تجميع الأجهزة

يتطلب تجميع الأجهزة ترتيب المكونات على لوحة دائرة مطبوعة أو لوحة عرض وتوصيلها. وهذه هي الخطوات التي يجب اتباعها:

تجميع لوح الخبز:

وضع المكونات على لوح العرض، واستخدام أسلاك التوصيل لإجراء اتصال مؤقت.

تأكد من أن الدائرة الكهربائية تعمل بشكل صحيح

اللحام:

نقل المكونات إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور بمجرد اختبار الدائرة والتحقق من صحتها. هذا سيسمح بالتركيب الدائم.

لضمان موثوقية التوصيل الكهربائي، قم بلحام الموصلات إلى المكون.

الاختبار:

اختبار النظام بعد تجميع جميع المكونات للتأكد من أنه يعمل وفقا للتوقعات.

تأكدوا ان درجة الحرارة دقيقة، وأن عنصر التسخين يتفاعل عندما تتغير درجة الحرارة.

اختبار ومعايرة وحدة التحكم في تعريف الهوية الشخصية

يجب معايرة جهاز التحكم في تعريف المنتج واختباره لضمان التحكم الدقيق في درجة الحرارة. ستساعدك هذه الخطوات على ما يلي:

المعايرة الأولية:

لضمان الدقة، معايرة المستشعر في البداية.

تحقق من أن خرج المستشعر يتوافق مع درجة الحرارة.

اختبر جهاز التحكم

تعيين درجة حرارة مستهدفة (نقطة محددة)، ومراقبة استجابة PID.

تحقق من جهاز التحكم في الهوية الشخصية#39;s درجة الحرارة المخرجة وقراءات درجة الحرارة للتأكد من أنها تحافظ على درجة الحرارة المحددة.

الضبط الدقيق:

لتحسين أداء وحدة التحكم، قم بضبط معامل معرِّف المعلمات (Kp Ki Kd).

إيجاد الأوضاع التي تحقق التوازن بين الاستجابة والاستقرار عن طريق التجربة والخطأ.

استخدام القضايا والتطبيقات

يمكنك تصميم وحدة تحكم في التعريف الشخصي لتلائم مختلف التطبيقات عن طريق بناء وحدة تحكم خاصة بك. ومن بين التطبيقات العملية العديدة ما يلي:

العمليات الصناعية:

يتم استخدام أجهزة التحكم في درجة حرارة تعريف المنتج للتحكم في العمليات الصناعية، مثل المعالجة الغذائية والكيميائية.

نظام HVAC Systema.

استخدام جهاز التحكم في التكييف في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لتحقيق درجات حرارة مريحة.

المعدات المختبرية:

يمكنك استخدام جهاز التحكم في تعريف الهوية الشخصي للتحكم في درجة الحرارة في معدات المختبر مثل الحاضنات، حمامات المياه والأفران.

مشاريع DIY

استخدام أداة التحكم في تعريف الهوية الشخصية في مشاريع DIY مثل الطابعات ذات السرير الساخن ثلاثية الأبعاد والخمر المنزلي والتحكم في المناخ.

6. وحدة التحكم في تعريف المعلمات 

المشروع تعليمي ومجزي سيسمح لك بتنظيم درجة الحرارة بدقة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. يمكنك اتباع التعليمات في هذه المقالة لتصميم الدائرة وبرمجة وحدة التحكم الدقيقة. ثم، يمكنك تجميع الأجهزة. وأخيرًا، معايرة وحدة التحكم للحصول على الأداء الأمثل. يوفر التحكم في تعريف المنتج المخصص الدقة والموثوقية والتنوع. وهي أداة مفيدة للاستخدام الصناعي والشخصي على حد سواء.