Régulation de température avec PID

J'ai mis en oeuvre ta solution f-leb : ça marche les quelques premières minutes mais au bout d'un certain moment, le relais ne bascule plus en mode ON même si la température n'atteint pas la température de consigne.

@Vincent : la température est de l'ordre de 80-90 °C

Ci-après une copie d'écran de mon suivi de température à l'aide de l’hystérésis
Pièce jointe 538371

C'est quoi cette consigne qui oscille ? (le trait fin du graphique)

Une consigne c'est fixe, surtout avec un réglage par hystérèse. Sur une hystérèse on réduit l'oscillation en réduisant la grandeur de l'hystérèse (jusqu'à devenir instable car on rentre dans le bruit de mesure).
Pour un réglage par PID et PWM (et oui avec le relai c'est du PWM à très base fréquence), les grandeurs perturbantes (la variation de la circulation d'air autour de la barre) doivent avoir une constante de temps de 5 à 10 fois supérieur à la période PWM pour que cela marche correctement, et avec le relais et sa constante de temps en 10aines de secondes, j'ai le sentiment que ce n'est pas le cas.

Delias

Citation:

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Envoyé par Delias

C'est quoi cette consigne qui oscille ? (le trait fin du graphique)

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Ce n'est pas la consigne : j'ai juste modélisé par un signal sinusoidal la partie de régulation pour connaître l'amplitude par rapport à la valeur de consigne : comme j'ai fait plusieurs essais en variant la valeur de l'hystérésis.
Un bout du programme correspondant est celui-là :

Code:

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

float temperature = sensors.getTempCByIndex(0); if (testMontee == 0) {   if (temperature <= tempConsigne - ecartTemp) { digitalWrite(relais, HIGH); testRelais = 1; } else { digitalWrite(relais, LOW); testRelais = 0; testMontee = 1; } } if (testMontee == 1) {   if (temperature <= tempConsigne + ecartTemp) { digitalWrite(relais, HIGH); testRelais = 1; } else { digitalWrite(relais, LOW); testRelais = 0; } if (temperature >= tempConsigne - ecartTemp) { digitalWrite(relais, LOW); testRelais = 0; } else { digitalWrite(relais, HIGH); testRelais = 1; }

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La variable testMontee me permet de différencier la 1ère montée en température des suivantes.

Tu as les spécs de la résistance chauffante ? Sa résistance ? Une doc peut-être ?

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

Tu as les spécs de la résistance chauffante ? Sa résistance ? Une doc peut-être ?

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la doc non (j'ai pris une que je trouvais dans la boite à trouvailles du labo! !)

C'est une RH25 7ohm

Bonjour

Pourrait-on avoir les ordres de grandeur de la mesure et la valeur de l'écart utilisé pour l'hystérèse ? Je lis 3,5 oscillations en 600 secondes, ai-je juste ? Car si c'est bien cela, l'écart de l'hystérèse est réglé bien trop grand.

Ici c'est un système avec une certaine inertie et du retard (le temps que la température émise par la résistance met pour arriver à la mesure). C'est presque les bonnes conditions pour avoir un écart quasi nul pour le réglage par hystérèse. Seul une protection contre le bruit de mesure est nécessaire (soit sous la forme d'un écart faible, soit sous la forme d'un anti-rebond logiciel).

Bonne suite

Delias

Citation:

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Envoyé par Delias

Pourrait-on avoir les ordres de grandeur de la mesure et la valeur de l'écart utilisé pour l'hystérèse ? Je lis 3,5 oscillations en 600 secondes, ai-je juste ?

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A partir du programme mis post précédent, j'ai réglé l'écart de température sur 0.4 (c'est la valeur qui m'a donné le moins d'amplitude des oscillations) et une température de consigne de 80°C.
Pour la fréquence, je lis 6 oscillations en 1000s qui correspond à la valeur que tu indiques (je n'ai plus le fichier sous la main ce week-end donc je n'ai pas accès à la valeur modélisée. : après vérification sur le fichier source, la période modélisée des oscillations est de 171 s (compatible donc avec les mesures graphiques)

Bonjour,

Citation:

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Envoyé par nlbmoi

C'est une RH25 7ohm

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En rapprochant cette valeur d'un précédent message où il est fait état d'une alimentation 20V limitée à 2A, la puissance délivrée sera très loin des 40W. En effet, la limitation de courant à 2A prendra le pas sur la tension de consigne (au lieu de (20 V)²/7 Ohm soit 57 W nous aurons (2 A)²*7 Ohm soit 28 W). Peut être que ce n'est pas un problème : est-ce que le résistance alimentée en permanence permet d'avoir une température sensiblement supérieure à celle souhaitée ?

Autre chose, plus la régulation souhaitée sera fine (avec une ondulation limitée) plus le relais va basculer souvent d'un état dans l'autre. Or un relais est un organe électro-mécanique dont la durée de vie est directement liée au nombre de basculement. Un passage en électronique pure pourrait être un plus d'autant qu'il ouvre la porte à une commande pseudo analogique (PWM) et donc, entre autres, celle des PID.

Salutations

Citation:

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Envoyé par Guesset

Autre chose, plus la régulation souhaitée sera fine (avec une ondulation limitée) plus le relais va basculer souvent d'un état dans l'autre. Or un relais est un organe électro-mécanique dont la durée de vie est directement liée au nombre de basculement. Un passage en électronique pure pourrait être un plus d'autant qu'il ouvre la porte à une commande pseudo analogique (PWM) et donc, entre autres, celle des PID.

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Je suis preneur de toute solution : j'ai utilisé un relais initialement car c'était facile à mettre en oeuvre pour un premier essai.

A ta place, j'essaierais ceci :
https://www.amazon.fr/Thermostat-Aus...2019038&sr=8-4

Citation:

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Envoyé par Guesset

est-ce que le résistance alimentée en permanence permet d'avoir une température sensiblement supérieure à celle souhaitée ?

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A priori oui si j'en crois la doc https://www.mouser.fr/datasheet/2/427/rhnh-1762472.pdf

Pièce jointe 539607

Cette résistance peut dissiper 25W @25°C lorsqu'elle est posée sur un dissipateur de 1077,42cm² de surface (somme de la surface de la base du dissipateur et de toutes les ailettes). Ça c'est la condition de test du constructeur.

Pièce jointe 539610

Cela veut dire que la résistance thermique globale (résistance dans son boîtier alu + le dissipateur de 1077,42cm²) est de : R_th = T_MAX - T_AMBIANTE / P_MAX
R_th = 250°C - 25°C / 25W
R_th = 9°C/W

1W dissipé par la résistance fixée sur son dissipateur fera augmenter la température de 9°C en plus de la température ambiante.
5W dissipés par la résistance fixée sur son dissipateur fera augmenter la température de 45°C en plus de la température ambiante.
10W dissipé par la résistance fixée sur son dissipateur fera augmenter la température de 90°C en plus de la température ambiante.
Ainsi de suite

Le constructeur dit qu'il a atteint 25W à 25°C

Dans l'air donc sans dissipateur c'est un peu différent :

Pièce jointe 539613

Pièce jointe 539615

La doc dit que la résistance ne peut dissiper que la moitié de sa puissance soit 12.5W @ 25°C.
R_th = 250°C - 25°C / 12.5W
R_th = 18°C/W

nlbmoi, ça serait intéressant de faire un essai de vérification avec deux thermomètres pour voir si en appliquant 3V aux bornes de la résistance de 7Ω seule donc non posée sur une surface dissipante (soit un courant d'un peu moins de 500mA) on devrait lui faire dissiper 1.28W et sa température devrait monter à 23°C au dessus de la température ambiante.

Citation:

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Envoyé par Guesset

Un passage en électronique pure pourrait être un plus d'autant qu'il ouvre la porte à une commande pseudo analogique (PWM) et donc, entre autres, celle des PID.

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Tout à fait, on rendrait plus linéaire la commande du PID.
Pour ça on pourrait remplacer le relais par de l'électronique mais avec des courants allant jusque 2A ça se complique d'un point de vu thermique.

Un générateur de courant variable ressemble à ça :
https://static.electronicsweekly.com...rrent-sink.jpg

RL est à remplacer par la résistance RH025 7Ω et il faudrait équiper le transistor d'un sacré dissipateur.

Par exemple,
V+ = 20V
Vin = 1V
Alors il passera un courant Iout = 1A au travers de la RH025, du transistor et de la 1Ω

Donc :
Aux bornes de la 7Ω : un tension de 7V va apparaître et elle va dissiper R*I² ou U²/R, soit 7W
Aux bornes de la 1Ω : un tension de 1V va apparaître et elle va dissiper R*I² ou U²/R, soit 1W
Aux bornes du transistor les jeux sont faits : forcément un tension de 16V va apparaître (parce que 16V + 1V + 7V = 20V de V+)... et il va dissiper forcément 12W (parce que 12W + 1W + 7W = 20W de l'alimentation puisqu'elle est de 20V et se voit débiter un courant de 1A), en fait le transistor va se comporter comme une résistance de 12Ω (parce que 12Ω + 1Ω + 7Ω = 20Ω et 20Ω c'est R globale vue de l'alimentation de 20V de V+... 20V / Iout de 1A = 20Ω)

8W pour un transistor, il faut déjà un bon radiateur. Un transistor comme proposé avant ne dépasse pas les 2.5W sans aucun radiateur/dissipateur.


C'est jouable mais il faut avoir un AOP (voir si tu en as sous la main et quelles marques) et un bon dissipateur pour le transistor.

Citation:

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Envoyé par Guesset

une commande pseudo analogique (PWM)

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Oui on pourrait aussi attaquer en PWM un transistor MOS pour faire du découpage afin de régler le courant moyen passant dans la résistance chauffante. Le montage serait plus simple mais demandera une petite mise au point car un transistor MOS c'est facile d'emploi sauf quand il s'agit de puissance ; il faut faire attention aux temps de commutation, se préoccuper de l'évacuation des charges accumulées dans les capa parasites (c'est très capacitif un MOS), soigner l'attaque de la grille en tension mais aussi en courant.

C'est faisable aussi !

Voici un exemple concret d'une mauvaise attaque de la grille du MOS, le transistor de découpe pas de manière franche et il va dissiper fortement durant ce problème.

https://forums.futura-sciences.com/a...-pwmledmos.jpg

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

nlbmoi, ça serait intéressant de faire un essai de vérification avec deux thermomètres pour voir si en appliquant 3V aux bornes de la résistance de 7Ω seule donc non posée sur une surface dissipante (soit un courant d'un peu moins de 500mA) on devrait lui faire dissiper 1.28W et sa température devrait monter à 23°C au dessus de la température ambiante.

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Comme c'est les vacances, je n'ai pas accès au matériel.
Je reviens vers vOus d'ici 2 semaines avec l'essai.

Citation:

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Envoyé par Vincent PETIT

nlbmoi, ça serait intéressant de faire un essai de vérification avec deux thermomètres pour voir si en appliquant 3V aux bornes de la résistance de 7Ω seule donc non posée sur une surface dissipante (soit un courant d'un peu moins de 500mA) on devrait lui faire dissiper 1.28W et sa température devrait monter à 23°C au dessus de la température ambiante.

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J'ai fait l'essai
- tension d'alimentation : 3.2V ; intensité délivrée : 0.37A --> puissance électrique fournie à la résistance 1.18 W
- température initiale : 18.50 °C ; température d'équilibre : 38.50 °C --> un écart donc de 20 °C