Camera climatica

Salve a tutti, vengo al dunque.

Volevo realizzare una piccola camera climatica non più grande di mezza scatola da scarpe tanto per capirci.

Il tutto utilizzando un paio di celle di Peltier una per il riscaldamento e una per il raffreddamento con relativi dissipatori come da disegno.

Una Ventola per muovere l’aria.

Arduino con sonde temperatura e un circuito per pilotare le due celle.

Dovrei mantenere la temperatura all’interno a 20 gradi più o meno costanti pur cambiando le condizioni esterne.

Ovviamente la scatola sarà coibentata in modo da risentire solamente delle variazioni dettate dai dissipatori e non dall’ambiente.

Sono un folle visionario o è fattibile? Non ho trovato un granchè googolando in rete.

Alberto

Mancava l'immagine

No, non è follia.

Potresti usare anche una sola celle Peltier usata come raffreddatore ed un semplice resistore da una decina di watt come riscaldatore, pilotati in PWM con un paio di MOSFET.

Il problema arriverà con il software: dovrai predisporre un doppio controllo PID e tararlo, operazione quest'ultima non semplicissima.

Ahhhmmm scusa la mia abissale ignoranza ma cos’è PID?

Controllo PID (Proporzionale Integrativo Derivativo): un sistema che attraverso l'uso di 3 componenti diverse consente di controllare un parametro (temperatura) di un processo.

Interessante e grazie per i consigli.

Spero non si trasformi in un calvario al momento della stesura del codice, per il momento mi dedico alla sezione hardware sicuramente a me più facile.

Alberto

Invertendo la polarità alla cella peltier il lato che raffredda ora riscalda, quindi la resistenza per scaldare non serve più. Però in questo caso il PID si complica ulteriormente ma è comunque fattibile.

Può esserti utile sapere che la cella in questa modalità viene usata per stabilizzare il punto di funzionamento dei sensori CCD (telecamere). Sulla rete c'è qualcosa che riguarda una telecamera per l'osservazione astronomica.

Ciao.

Grazie MauroTec, appena mi arriveranno le celle di Peltier inizierò a fare esperimenti, per adesso passo alla relizzazione degli stadi pwm che gestiranno la o le celle.

Alberto

La notte porta consiglio.

MauroTec quindi con una sola cella potrei usare un controller pwm ponte H per motori ovviamente di potenza adeguata.

Si dovrebbe essere possibile, l'unica cosa che mi lascia un poco perplesso è il punto in cui il pid oscilla sullo zero. Cioè quando la temperatura ambiente coincide con il setpoint, il ponte H inverte molte volte la tensione, comunque visto che in queste condizioni dc è prossimo a 0% lo stress per il ponte è minimo.

Comunque penso che ci siano in commercio driver specifici per TEC http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_cooling

Non vedo semplice è immediata la realizzazione del software PID, perché mi pare che quello di arduino non è pensato per pilotare un ponte H, invertendo la polarità.
Prova a fare una ricerca in rete per vedere se qualcuno ha già scritto un pid adatto a pilotare un ponte H a cui è connessa una TEC.

La butto li, magari la discussione si evolve:
In teoria usando mezzo ponte simmetrico e una alimentatore duale 24V dc e collegando un capo della cella al punto 0 del alimentatore e l'altro capo al punto centrale del mezzo ponte si risparmia, inoltre non c'è necessità di invertire la polarità in quanto con un dc di 512 avremo una tensione di valore medio prossima a 0 VDC. Per valori superiori a 512 avremo una polarità invertita rispetto ai valori sotto 512. Il prezzo da pagare è la limitazione del dc a 512.

Ciao.

Ottima esposizione delle possibili problematiche.
Rispondo a getto da neofita.
Il passaggio per lo 0 quindi per la temperatura da mantenere in equilibrio potrebbe avere una tolleranza di +-0.3 gradi in modo da non far lavorare Arduino.

Ho preso 2 TEC1-12705, poca potenza visto che la mini camera deve lavorare tutto il giorno... all'esterno protetta da uno schermo solare... PS servirà per contenere un sensore pressione atmosferica.

Mi frena la tua perplessità sul software PID... sembra meno complicata la via delle due celle... gestite da due alimentatori controllabili via pwm di adeguata potenza... gestiti da Arduino.

Alberto

Non prendere tutto quello che scrivo come perfetto, sono solo indicazioni e non ho le idee chiare chiare come chi ha già affrontato il problema e lo ha risolto.

Il passaggio per lo 0 quindi per la temperatura da mantenere in equilibrio potrebbe avere una tolleranza di +-0.3 gradi in modo da non far lavorare Arduino.

mmm... il pid è molto simile ad un amplificatore differenziale con guadagno determinato dalla controreazione di anello. Quando l'errore è minimo la temperatura potrebbe oscillare +- t, man mano che il pid lavora ricava l'errore sempre più preciso e questa oscillazione viene minimizzata, tuttavia occorre impostare i coefficienti corretti per P,I,D al fine proprio di minimizzare l'oscillazione.

Comunque la perplessità è rientrata al 99.9%.

sembra meno complicata la via delle due celle... gestite da due alimentatori controllabili via pwm di adeguata potenza... gestiti da Arduino.

Si ovviamente avrai due PID software (uno per cella) e puoi usare il PID di Arduino già bello è pronto. Sicuramente puoi dedicare del tempo in questa direzione per verificare quanto ti soddisfi, e solo dopo potrai pensare al ponte H, una sola cella (o due in parallelo) e al software PID specifico.

Comunque io una verifica sul pid di arduino la farei, non si sa mai che sia pronto per gestire un ponte H in automatico.

Qui c'è un mio post a cui non ha risposto nessuno: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=240209.0;nowap

Poi non ho continuato lo studio mancanza tempo.

Ciao.