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Author Topic: Arduino per gestire una pompa di calore autocostruita  (Read 2062 times)
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Buonasera , nella ditta dove lavoro ci occupiamo di impiantistica in genere... In pratica ci sono alcuni dipendenti che si occupano della parte termoidraulica e altri (tra i quali io) che si occupano della parte elettrica e fotovoltaica... I miei colleghi del reparto idraulico hanno realizzato un "macchinario" che per il momento non so come definire ; mi spiego meglio... da una pompa di calore esistente , modificandone i circuiti e aggiungendo alcuni accorgimenti che per me sono abbastanza difficili da spiegare , hanno ottenuto questo "macchinario" che si adatta a diversi tipi di impianto , ma che ha un COP (rapporto tra energia ottenuta e consumo) migliore rispetto alle classiche pompe di calore in commercio... Nella gestione automatica della "macchina" entro in ballo io... al momento ho riadattato i circuiti della pompa di calore originaria e sto usando la sua logica , ma dato che abbiamo deciso di sviluppare la cosa , dobbiamo valutare strade alternative... ho già preso in considerazione alcuni plc ( non so se posso fare i nomi e quindi mi astengo , comunque sono i modelli base tra le marche conosciute ) il guaio però è che i costi lievitano... ci sarebbe la soluzione di creare una scheda custom , ma anche quì ci sono i pro e i contro... il costo della prima produzione (tra progettazione , realizzazione e messa a punto) sarebbe molto elevato e i tempi di messa in funzione si dilaterebbero abbastanza , il vantaggio forse sarebbe di avere una scheda dedicata che , una volta messa a punto , forse avrebbe dei costi contenuti... poi ho visto arduino e mi sono chiesto se potesse gestire lui la "macchina"... spiego in breve quello che dovrebbe fare... la macchina ha circa 12 sonde di temperatura con uscita analogica (le classiche pt100) e un paio di sonde di pressione , poi noi vorremmo aggiungere anche un contalitri che potrebbe anche essere di tipo impulsivo... questi sono più o meno tutti gli ingressi di cui avremmo bisogno ( anche se non sarebbe male prevederne altri per sviluppi futuri) ; le uscite dovrebbero poter comandare le varie pompe ed elettrovalvole che , a seconda dei valori letti dagli ingressi , dovranno azionarsi o meno ; inoltre i valori letti in ingresso dovrbbero essere riportati in un display... Per adesso credo di aver detto abbastanza , se poi la cosa è fattibile , posso aggiungere altri particolari... In pratica vorrei sapere da chi è esperto , se tutto questo è realizzabile con arduino o se devo prendere in considerazione qualche altro hardware... se fosse realizzabile con arduino , mi fareste intanto una cortesia dicendomi con che hardware partire , in modo da procurarmelo e prendere intanto domestichezza sia a livello hardaware che a livello software... Grazie a tutti.
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In base agli ingressi devi necessariamente orientarti verso l'Arduino MEGA, infatti la UNO ha solo 6 ingressi analogici, la DUE ha 12 ingressi analogici mentre la MEGA ne ha 16.
Per le uscite digitali, la MEGA ha 54 pin a cui puoi collegare display e quant'altro ti dovesse servire.
Non puoi pero collegare direttamente i vari comandi per pompe e elettrovalvole ma dovrai utilizzare altri componenti come transistor o mosfet. Ti servirà quindi una seconda scheda "custom" di interfaccia che contenga tutta la componentistica.

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Intanto grazie per la risposta rapida... Per quanto riguarda la scheda custom potresti darmi delle indicazioni sui giusti componenti , che dovrebbero azionarmi il compressore , i circolatori e le elettrovalvole e che potrebbero essere gestiti dalle uscite dell'arduino ? considera che la pompa che ha maggior assorbimento arriva a circa 150 W , le elettrovalvole non lo so di preciso ma credo nell'ordine di pochissimi watt e il compressore (che è la parte di maggior consumo) lo potrei comunque far gestire tramite un teleruttore esterno... se puoi fammi qualche esempio schematico... Grazie ancora.
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Non ho le competenze necessarie per poterti indicare i componenti e uno schema.
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Buonasera , nella ditta dove lavoro ci occupiamo di impiantistica in genere... In pratica ci sono alcuni dipendenti che si occupano della parte termoidraulica e altri (tra i quali io) che si occupano della parte elettrica e fotovoltaica... I miei colleghi del reparto idraulico hanno realizzato un "macchinario" che per il momento non so come definire ; mi spiego meglio... da una pompa di calore esistente , modificandone i circuiti e aggiungendo alcuni accorgimenti che per me sono abbastanza difficili da spiegare , hanno ottenuto questo "macchinario" che si adatta a diversi tipi di impianto , ma che ha un COP (rapporto tra energia ottenuta e consumo) migliore rispetto alle classiche pompe di calore in commercio... Nella gestione automatica della "macchina" entro in ballo io... al momento ho riadattato i circuiti della pompa di calore originaria e sto usando la sua logica , ma dato che abbiamo deciso di sviluppare la cosa , dobbiamo valutare strade alternative... ho già preso in considerazione alcuni plc ( non so se posso fare i nomi e quindi mi astengo , comunque sono i modelli base tra le marche conosciute ) il guaio però è che i costi lievitano... ci sarebbe la soluzione di creare una scheda custom , ma anche quì ci sono i pro e i contro... il costo della prima produzione (tra progettazione , realizzazione e messa a punto) sarebbe molto elevato e i tempi di messa in funzione si dilaterebbero abbastanza , il vantaggio forse sarebbe di avere una scheda dedicata che , una volta messa a punto , forse avrebbe dei costi contenuti... poi ho visto arduino e mi sono chiesto se potesse gestire lui la "macchina"... spiego in breve quello che dovrebbe fare... la macchina ha circa 12 sonde di temperatura con uscita analogica (le classiche pt100) e un paio di sonde di pressione , poi noi vorremmo aggiungere anche un contalitri che potrebbe anche essere di tipo impulsivo... questi sono più o meno tutti gli ingressi di cui avremmo bisogno ( anche se non sarebbe male prevederne altri per sviluppi futuri) ; le uscite dovrebbero poter comandare le varie pompe ed elettrovalvole che , a seconda dei valori letti dagli ingressi , dovranno azionarsi o meno ; inoltre i valori letti in ingresso dovrbbero essere riportati in un display... Per adesso credo di aver detto abbastanza , se poi la cosa è fattibile , posso aggiungere altri particolari... In pratica vorrei sapere da chi è esperto , se tutto questo è realizzabile con arduino o se devo prendere in considerazione qualche altro hardware... se fosse realizzabile con arduino , mi fareste intanto una cortesia dicendomi con che hardware partire , in modo da procurarmelo e prendere intanto domestichezza sia a livello hardaware che a livello software... Grazie a tutti.

L'unico modo che concosco per aumentare il COP è quello di accoppiare al condensatore una massa termica infinita. Tale massa termica può nella pratica essere il sottosuolo, una falda acquifera infatti oltre una certa profondità la temperatura non varia con le variazioni atmosferiche e rimane pressapoco costante attorno ai 12 °C, in questo modo l'efficienza è massima. Insomma una sonda geotermica.

Tutte le board arduino sono basate su microcontroller di produzione Atmel. Un microcontroller in generale ha delle funzionalità e capacità che non si contraddistinguono per la marca ma per il fatto che è un microntroller punto. Quindi PIC, NEC, MOTOROLA, RENESAS, TI, ATMEL ecc producono microcontroller con funzionalità comparabili.

Quindi la preferenza per una marca e l'altra può dipendere dal valore aggiunto. Il valore aggiunto in Arduino è la comunità, la diffusione. Infatti e facile trovare breakout per quasi tutte le esigenze. Le altre case forniscono strumenti altamente produttivi a costi da produttore di massa, quindi alti investimenti, di suo Atmel offre un ambiente di sviluppo nuovo da scaricare gratuitamente, questo ambiente è basato sullo stesso compilatore usato da arduino, solo che arduino sfrutta il C++ anziché il C che viene usato a discrezione dell'utente.

Non avendo la macchina, non sapendo il funzionamente, non si può disegnare uno schema e neanche consigliare una board oltre quello che hanno detto gli altri non si può aggiungere. Arduino a fronte di un costo modesto permette di realizzare cose molto più complesse che la gestione di una pompa di calore, Arduino DUE paragonato alla MEGA è rispettivamente un Pentium IV e un pentium I. Le sonde PT100 richiedono elettronica di contorno che si risparmi usando dei semplici termisistori NTC i quali si possono collegare direttamente ad arduino. Di contro è richiesto un periodo di apprendimento che può essere lungo, anche di anni, es io ho arduino dal 09/2010 e sto ancora imparando, anche perchè oltre ad arduino c'è l'informatica, l'elettronica ecc. Comunque senza grandi pretese nel giro di 3 mesi (ottimista) dovresti essere in gradi di cominciare a sviluppare qualcosa con la pompa.

Ciao.
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Per quanto riguarda la scheda custom potresti darmi delle indicazioni sui giusti componenti , che dovrebbero azionarmi il compressore , i circolatori e le elettrovalvole e che potrebbero essere gestiti dalle uscite dell'arduino ? considera che la pompa che ha maggior assorbimento arriva a circa 150 W , le elettrovalvole non lo so di preciso ma credo nell'ordine di pochissimi watt e il compressore (che è la parte di maggior consumo) lo potrei comunque far gestire tramite un teleruttore esterno... se puoi fammi qualche esempio schematico... Grazie ancora.

Normalmente quando si progetta un quadro di automazione si fa una lista delle tensioni necessarie su tutti gli apparati da controllare e si cerca nei limiti del possibile di ottenere tutti apparati con la stessa tensione. Poi si procede col dimensionare le varie potenze delle utenze controllate, poi il dimensionamento dei conduttori di cablaggio, protezioni, morsettiere, gli spazi occupati, ecc

Ad esempio
Elettrovalvole, valvole motorizzate 3 vie, teleruttori .... tutte a 24 o 48vac, in questo modo ho un solo trasformatore e 3 tensioni
ingresso 380v RST-N, 220v con R-N   S-N   T-N, 24v o 48v che comandano sia le utenze che i teleruttori, i motori immagino siano 220-380v. Con gli stessi 24 o 48 puoi farci l'alimentatore per arduino e i pre-relays.

Bisogna aggiungere sui motori i "salvamotori" che sono teleruttori con modulo termico regolabile autoriarmante o non + ausiliari che potrai fare entrare in arduino per verificarne le varie anomalie e controlli.

Tutti questi dati li hai in mano tu, la logica la conosci tu, se vuoi una marca per i teleruttori che uso e mi trovo molto bene da anni è Telemecanique della Schneider usati fino a 100kW oltre ho usato ABB ma non è il tuo caso.

ciao  
« Last Edit: January 03, 2013, 08:14:00 am by pablos » Logged

Meglio imparare dalle cose inutili piuttosto che non imparare niente.   [Arduino Mega R3 + Ethernet shield W5100 + SD card 8Gb FAT32]

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Intanto grazie ancora per i chiarimenti... Lasciando per il momento perdere le uscite , per le quali credo di cavarmela , vorrei se possibile un ulteriore chiarimento sugli ingressi analogici e in particolare se riescono a gestire direttamente , dei comuni sensori (che siano 0-10 V o 4-22 mA) , o se invece abbiano bisogno di un qualche circuito per essere interfacciati con arduino... Per quanto riguarda la programmazione , considerando che sono completamente acerbo sotto questo aspetto , vorrei qualche consiglio per sapere dove partire a documentarmi , se può bastare la lettura dei tutorial su arduino o se devo partire da più lontano documentandomi sui linguaggi di programmazione... In ogni caso se mi consigliate qualche lettura mi fate una grossa cortesia. Ciao e grazie.
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La Arduino UNO/2009 MEGA o in genere tutte le board con su un microcontroller della serie ATmega lavorano a tensione massima VDD di 5Volts, per cui tutti i segnali in ingresso o uscita devono essere limitati alla tensione di VDD.

Se non fosse chiaro, se per necessità decidi di usare un ATmega328 su bread board e fornisci a VDD 3.3V, tutti i segnali uscenti o entranti non devono superare il valore di 3.3V.

Quando scarichi l'ambiente di programmazione (IDE) di arduino, al suo interno trovi molti esempio alcuni errati altri no comunque ti mettono in condizione di sperimentare, ecco il punto di partenza deve essere quello. Poi tutto ciò che puoi assimilare riguardo l'elettronica e l'infomartica non può che esserti di aiuto a comprendere cosa stai facendo, diversamente rischi di non essere in grado di agire per conto tuo.

Domante stupide:
0xA vale 10 decimale o è nuova schedina del totocalcio? smiley-razz
0000 1000 vale 0xF cioè 16 o 15?

Cosa è un nibble?
Cosa è un condensatore?
La legge di ohm, ci farà pagare più tasse o è ininfluente? smiley-grin

La porta USART cosa è?
Cosa è i2c?
Tra due punti a potenziale e fase identica che corrente scorre?

Cosa è la tabella ASCII?
Cosa è la programmazione orientata agli oggetti?
Cosa è il compilatore avr-gcc?
Cosa sono le avr-libc?
Cosa è l'architettura AVR? (alla prima impressione sembra gotica)
Cose la flash? (non è Gordon)
Cosa è la ram?
Cosa è la eeprom?

A parte gli scherzi, puoi usare alcune di queste domande per cominciare a cercare le risposte in rete. Se sai capire l'inglese sei avvantaggiato e puoi acquistare dei libri su AVR, diversamente farai parecchia fatica a tutto tondo. Io ad esempio non ho ancora trovato un libro in italiano circa l'argomento.
Ci sono anche libri su Arduino di cui uno anche abbastanza buono.

Spero di non averti scoraggiato, ma il percorso è lungo e nel tuo caso non ti puoi accontentare di realizzare il tutorial per poi dire l'ho fatto io, a te serve cavartela di tuo.

Un consiglio per adesso prendi la arduino MEGA e poi se ti serve qualche funzionalità indipendente dalla MEGA puoi realizzare un scheda millefori e montarci sopra un ATmega328 che è quello usato nell UNO/2009 e dialogare con la mega tramite USART.

Ciao e benvenuto.



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Premesso che secondo me è meglio se ti rivolgi ad un professionista o a qualche ditta che fa centraline climatiche per pompe di calore perchè per l'elettronica "di contorno" e il software di gestione servono conoscenze approfondite.
Comunque se vuoi provare una soluzione semplice per interfacciare arduino alle sonde pt100 ed eventuali sensori con uscita 0-10V o 4-20mA è quella di utilizzare i moduli industriali tipo questi prodotti dalla Datexel.
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Dopo un'analisi delle vostre risposte e dopo alcune riflessioni mie , sono quasi convinto di prendere per il momento un'altra direzione... Premesso che la macchina ( con la logica della pompa originaria e con alcuni accrocchi  smiley-grin ) funziona già , penso che la soluzione per me più rapida sia quella di utilizzare un plc... sia perchè lo recupero da un progetto che avevo fatto e poi accantonato , ma soprattutto perchè le mie conoscenze in questo momento non mi permettono di fare altro... quando e se la macchina verrà commercializzata , allora dovremo pensare ad altre soluzioni , per il momento mi basta di rendere il lavoro più pulito e soprattutto programmabile secondo le varie necessità (cosa che con la logica usata adesso non mi è del tutto possibile). Tutto ciò premesso , non mi avete per nulla scoraggiato nel conscere Arduino... vorrà dire che me lo compro privatamente invece che farlo pagare alla ditta  smiley-confuse

@ MauroTec : le tue "domande stupide" che in realtà sono molto simpatiche , mi avevano quasi ispirato a darti una serie di risposte altrettanto stupide (o forse simpatiche... è soggettivo) , tipo "l'Usart è una nuova forma d'arte americana"... poi però ho soprasseduto in quanto la dura verità è che tra quelle domande ce ne sono 4 o 5 alle quali non so veramente rispondere e avrei dovuto tirare a caso ( chissà magari ti avrei detto che avr significa analogic video recorder)

Riassumendo , da dove parto ? ( a parte comprare l'arduino ) comincio a studiare C e C++ ? imparare cose nuove è sempre bello , ma mi piacerebbe seguire un giusto percorso... me lo indicate ? Ciao e grazie ancora.
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Scusa, letto male ebbi. smiley-razz

Leggendo l'ultimo post e il primo ho capito che hai già delle competenze in merito PLC, PLC che nella fretta ho letto PIC (pic) inteso per fare riferimento ai microcontroller di casa microchip.

Ok, nei miei post volevo infilarci il consiglio di orientarti sui PCL, ma lo scartato perchè non credevo avessi competenze e non sapevo comunque verso quale PCL indirizzarti e avrei potuto solo dire Siemens per sentito dire.

Tornanto ai microcontroller
Sia che usi Atmel, microchip ecc il linguaggio C è lo stesso per tutte le architetture hardware, quindi impari una volta e lo puoi mettere a frutto con qualunque microcontroller, stessa cosa dei PCL (quasi). Ovviamente passando da una architettura all'altra ci sono delle differenze che ti porta ha dover studiare il datasheet del microcontroller, mentre rimanendo nelle stessa architettura passando da un microcontroller all'altro ciò che può variare è la dotazione di risorse offerte da ogni microcontroller.

Dove cominciare: Bella domanda, difficile rispondere in modo semplice.
Se ti vuoi limitare ad usare Arduino IDE, devi partire così:
Studia gli esempi di codice forniti con arduino IDE, sperimentali e modificali.
Con riferimento agli esempi, usa una risorsa online e il reference di arduino per capire il codice sorgente. ah usa anche il forum, cerca o posta.
Fatti i primi passi, visto che con l'elettronica hai già una conoscenza, acquista un libro sul C++, e prendi con le pinze quello che leggi, perchè arduino non è un PC, quindi alcune cose si faranno in modo diverso. Il libro sul C++ ti serve anche per capire la programmazione ad oggetti e la differenza con la programmazione strutturata. In breve l'oggetto è un compound di dati e funzioni, in modo da legare insieme entrambe in uno oggetto virtuale dotate di funzioni, comportamenti e stati (stato, stato corrente, condizione).

Il fatto che tra quelle domande c'è ne una o due a cui non sai rispondere non è un problema di per se, ho scritto quelle cose proprio per stimolare il lettore a cercare con google, al fine di documentarsi. Es. cerca architettura AVR. Tra i tanti link forniti da google esce questo :http://it.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR

Comunque parti già in vantaggio, anche i PLC si connettono tramite BUS di vario tipo, CANBUS, RS485 ecc, e logica booleana esiste anche li, ti scontrerai con i bitwise ma in un paio di mal di testa ne verrai a capo.

Se hai bisogno di aiuto posta e spera che ci sia qualcuno che sappia risponderti subito in modo esaustivo.

Ciao.


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Ho sviluppato recentemente un progetto piuttosto complesso sia da lato hardware che da quello software e che utilizza coma basa la MEGA R3.

Anche se il campo applicativo è diverso dalla tua pompa di calore, adopera una ventina di ingressi digitali, 4 contalitri gestiti con interrupt, due sonde temperature digitali, sensore analogico allagamento, 28 relay di potenza, display 20x4, tastierino numerico, modulo GSM/GPSR, watchdog esterno, RTC virtuale, calcolo alba tramonto per accensione luci ed altre funzioni minori.

Come vedi, ritengo che anche tu possa tranquillamente iniziare lo sviluppo della tua applicazione.

Se lo desideri ti posso dare una mano.
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grazie a tutti quanti... intanto ho ordinato il mega  smiley  poi sicuramente non mancherò di chiedere il vostro contributo... anzi mi sa che ci sentiremo presto  smiley-grin
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Si hai comprato un Mega .. pacco però smiley
ciao
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Si hai comprato un Mega .. pacco però smiley
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non ho capito il senso...
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