ТЭН + терморегулятор

[iЛетун]

Ну раз дюбеля обсуждают, тогда и я вмешаюсь.
Итак, есть остаточные знания об электронике и нужда сделать поддержание температуры в ёмкости с точностью до десятых.
Диапазон температур от 37 до 75 градусов цельсия, с точностью до десятых.
Питание - 220v.
Ёмкостью может выступать кастрюля или гастроёмкость

На 10, максимум 15 литров.

В принципе, хватит поддержания нескольких температур. Т.е. тупо три кнопки - 37, 50, 70.
Смотрел вчера Чип и Дип, под ключ решений нет.
Что скажет all?

 

[backfire]

http://habrahabr.ru/post/145991/

 

[iЛетун]

backfire, оверинжиниринг.
По идее, можно заюзать принцип мультиварки/рисоварки

 

[backfire]

если проще - то http://masterkit.ru/main/set.php?code_id=343188

 

[Beelzebub]

Я бы лично использовал ТРМ-1 или ТРМ-10. Релейные, если ТЭН до 1 кВт, или заточенные на управление твердотельным реле, если нагрузка выше.


iЛетун, а что будет в кастрюле? В смысле жижа или что то насыпано? Равномерность температуры по объему насколько критична? От этого зависит чем греть и где мерить температуру.

 

[iЛетун]

iЛетун, а что будет в кастрюле? В смысле жижа или что то насыпано? Равномерность температуры по объему насколько критична? От этого зависит чем греть и где мерить температуру.

Жижа, при расчётах можно использовать характеристики воды.
Равномерность будет достигаться мешалкой


---------- Добавлено в 16:44 ----------


Beelzebub, меня самом деле больше волнует нагрев.
Не на термоклей же ТЭН ко дну фигачить

 

[Beelzebub]

меня самом деле больше волнует нагрев.
Не на термоклей же ТЭН ко дну фигачить

Да и не надо его на дно на клей фигачить. В жидкостных термостатах запостояк используют погружной ТЭН, как обычный кипятильник.

Как пример.

Змеевик о семи витках это ТЭН, Латунь - корпус насоса-циркулятора. Трубка с коленом - теплообменник для охлаждения. Тонкая вертикальная заостренная на конце трубка - термопара.
Вот тебе примерная компоновка.

 

[танкист]

с точностью до десятых.

ахтунг!
такую точность не просто получить. т.е. цифирки показать можно любые, хоть до 10-го знака после запятой, но это не будет правдой.
то, что можно относительно просто получить - до градуса. Десятые - уже калиброванный датчик.

 

[iЛетун]

танкист,про китайпром мне вообще сказали - точность можно получить любую, но далеко не факт что это градусы будут.
Уточню задачу, думаю запас по точности есть.

 

[Beelzebub]

Десятые - уже калиброванный датчик.

Не вижу особых проблем. Калибруешься по льду и кипятку, ну для проверки еще 36.6 по медицинскому термометру. Как то так.

 

[mErLin]

Смотрел вчера Чип и Дип, под ключ решений нет

ОВЕН, Элемер (из крупных) - тысячи их. Терморегуляторы в стране только ленивый не производит.

Итак, есть остаточные знания об электронике и нужда сделать поддержание температуры в ёмкости с точностью до десятых

Абсолютная погрешность до 0.1 оС это довольно губораскатисто. Общепромышленные RTD ценой в 1000р не подойдут. Там, как правило, 0.5оС. А чрезмерно маленькие (купленные в Чип-и-Дипе) будут мерять температуру локально, хоть и точно. У больших датчиков значение немного усредняется вдоль стального штыря с хорошей теплопроводностью

 

[танкист]

Не вижу особых проблем.

как учитывать давление, как учитывать воду (на сколько дистиллят) и тому подобное. Вопрос в точности, точнее , как правильно говорит mErLin, в абсолютной погрешности.
поверьте на слово: десятые - это серьёзно.
...
опять же, по постановке задачи: точность в десятую может быть абсолютно бессмысленна в конкретных условиях, т.е. нужно смотреть на алгоритм нагрева/выдержки. Может оказаться, что температура в жидкости в месте измерения и в противоположной стороне будет отличаться больше десятых...

 

[iЛетун]

опять же, по постановке задачи: точность в десятую может быть абсолютно бессмысленна в конкретных условиях, т.е. нужно смотреть на алгоритм нагрева/выдержки. Может оказаться, что температура в жидкости в месте измерения и в противоположной стороне будет отличаться больше десятых...

я в идеале планировал пару датчиков в мост и разместить их в разных местах сосуда.
Но с точностью до 0.1 градуса я кажись всё же прогнал

 

[Beelzebub]

поверьте на слово: десятые - это серьёзно.

Я это хорошо знаю. ))

как учитывать давление

Оно ж давно затабулировано. В смысле зависимость Т от Р.

как учитывать воду (на сколько дистиллят)

Тоже мне проблема найти хороший...
Но в общем и целом я согласен, калибровка это дело требующее аккуратности и сил и времени.

iЛетун, а нет желания просто посмотреть в сторону отечественных термостатов? Цена вопроса тыщ 40-50, а просто голова от термостата будет наверняка дешевле. Плюсы на мой взгляд очевидны - гарантированное готовое решение, ничего не надо колхозить.

 

[iЛетун]

iЛетун, а нет желания просто посмотреть в сторону отечественных термостатов? Цена вопроса тыщ 40-50, а просто голова от термостата будет наверняка дешевле. Плюсы на мой взгляд очевидны - гарантированное готовое решение, ничего не надо колхозить.

Нет, погружной ТЭН не пойдёт.
Потом в идеале изделие будет не единственное.
Да и руки у меня чешутся.

Хотя электронику буду скоро вспоминать походу.
Умер мой Учитель, другими словами я назвать не могу, вдова попросила опубликовать его наработки.
Съезжу за жёстким диском и методично буду разыскивать там информацию.

 

[Beelzebub]

Нет, погружной ТЭН не пойдёт.

Тогда мотай тепловыделяющий элемент прямо на кастрюлю. Чем равномернее намотаешь, тем равномернее получишь температуру по объему. Термопару (управляющую) под витки, прямо на металл. Изоляцию, само собой, не забывать.
Ну а дальше чем лучше настроишь ПИД и чем интенсивнее будет перемешивание жижи, тем ближе будешь к идеалу.
И еще. Чем ближе будет задаваемая температура к комнатной, тем актуальнее будет принудительное охлаждение. Так навскидку градусов 5-10 разницы это уже край, ниже которого хорошей точности поддержания не получишь.

 

[танкист]

я в идеале планировал пару датчиков в мост и разместить их в разных местах сосуда.

ну, мост делают для увеличения чувствительности, не более того. Схема включения будет зависеть от самих датчиков. Термопара - одно, готовый датчик - другое.
Например, есть такие DS1822. Как транзистор. Просто считываешь цифру и всё.
Опять же, важен алгоритм нагрева/выдерживания. Можно ли перегреть, на сколько. Важно ли время нагрева, т.е. как точно/плавно можно подходить к заданной температуре, и так далее.
А вообще, если "руки чешутся" - для начала, нужно бы определиться: а) делать самому, или искать уже готовое, б) если самому, то на каком уровне сложности, например, с процессорным управлением или строго без...ну и, самое первое во что это должно уложиться по деньгам.

 

[xoid]

Например, есть такие DS1822. Как транзистор. Просто считываешь цифру и всё.

они хорошие - удобные для программирования, не требуют обвязки и калибровки, имеют небольшую инерционность. Но минус в том, что в жидкой среде без дополнительной герметизации поведут себя непредсказуемо, а значит, надо колхозить им теплопроводящий кожух.
Поэтому проще брать готовые термопары, искать на alibaba.com по "Type K".

 

[танкист]

проще брать готовые термопары.

не вопрос. просто с этим нужно определиться заранее. И уже под конкретную термопару рассчитывать дальше.
другая проблема - сам ТЭН. Мощность: плюс скорость нагрева, но минус к неравномерности/перегреву. На сколько критично? Тоже много вариантов, как улучшить равномерность. Из практики такой вариант, опробованный: обыкновенных нихром, намотан спиралью (как раньше открытые плитки были) и в фарфоровый изолятор. Вот сверху - медный лист. Позволяет очень хорошо распределить теплоту, я бы сказал, идеально. Если же можно пренебречь - тогда любой готовый.

 

навскидку, http://www.electronshik.ru/class/izmeriteli-regulyatori-temperaturi-1613
заходим, тыкаем, скачиваем инструкцию от например любого из
http://www.electronshik.ru/card/temperaturniy-kontroller-s-pid-regulyatorom-serii-tk4s-116492 (у меня вот прямо сейчас открыто окно с одной из тех pdf-ок (взятой впрочем с сайта произодителя)))
понимаем, что упс, хоть вроде всё и по-русски, выбираем попроще из например http://www.electronshik.ru/card/temperaturnoe-rele-1230a-serii-rt-12-113336
сколько времени потратить на изучение вопроса решаем самостоятельно. только боже Вас упаси изобретать велосипед самому при изобилии готовых тиражных сертифицированных решений
(в принципе - этого сайта достаточно для решения вопроса во вполне приемлемые цены и сроки) (не реклама, просто сайт удобный, хотя цены есть полегче много где)
и не забываем, что поняие "температуры" - оно такое... вы можете с любой точностью (*) знать её в какой-то точке, но в сантиметрах рядом она запросто может отличаться на градусы,
а в классическом случае например кипения воды над слоем льда при ИК-нагреве сверху - и на сотню градусов, т.е. перемешиванием и/или равномерностью нагрева (И ОХЛАЖДЕНИЯ!) надо озаботиться отдельно, заранее и это возможно будет ощутимо сложнее чем прикрутить к регулятору ТЭН и термопару, особо для вязких сучаев (мёд, шлифовальные пасты, шампунь, сметана)
----------
ОВЕН-овские ТРМ я бы не рекомендовал ввиду недружественности инструкций даже для более-менее специалистов (впрочем возможно я подотстал от жизни)
* (точность выше 0.5 градусов это или дорого или обман, забудьте. Тако же забудьте о паре датчиков - толку Вам от 37 как среднего меж 35 и 40?)
---------- Добавлено в 18:12 ----------
нагреватели тоже не надо изобретать - есть много готовых. под любые, в т.ч. со встроеными термопарами в т.ч. сразу с нужными поверхностями. в т.ч. пищевыми - не надо мотать нихром!, 21-й век на дворе, уже второе десятилетие в разгаре
---------- Добавлено в 18:12 ----------
Термопары или термосопротивления часто в комплекте с регуляторами идут, а их встроенные реле иногда могут рвать и 16 ампер, т.е. "приколхозить" придётся только провода датчика, ТЭН-а и питалова.
---------- Добавлено в 18:12 ----------
и кастрюлю я бы тоже имеющуюся имел бы в виду. но не как богом данность а как первое приближение - всё же цилиндр с примерно диаметром = высоте удобнее всего и греть и мешать и охлаждать, да и если он будет например толстая медь - то и равномерить будут стенки тепловые потоки. а мешалки бывают электромагнитные химические - она под кастрюлей (кстати они часто с плиткой объединены). а в кастрюле только гвоздик вертится