DIMMER ou PWM ?

[rona123]

Nobre colega, pode discordar a vontade e principalmente/primordialmente colaborar - das melhores formas que puder - com o colega com dúvidas.

Você já desenvolveu algum controlador de temperatura, qual foi a mínima variação de temperatura obtida, pode enviar o esquema, rotina de controle, fotos do sistema?

Brasilma

Se não houvesse discordâncias em forums não se teria engrandecimento. Se não se tem respeito, vira zona!
Quem escreve em forum tem algum interesse.
Por esses motivos os foruns do exterior tem melhor conteúdo.

Esse projeto foi feito para análise de termo plásticos para industria automobilistica e seguia uma norma de ensaios que exigia precisão de 1 grau celcius na temperatura dentro da câmara no momento da detecção do ponto Vicat. Os instrumentos que eu usava tinham resolução de 0,1 Graus Celcius de mercurio e com certificados de precisão. Não aplicava microcontrolador e pelo comportamento gerou precisão melhor que 0,05 Celsius da temperatura estática estabilizada no interior da câmara baseado nas divisões do termometro de mercúrio que eram calibrados para faixas de medidas. O sistema de medição era com PT100 a 4 fios também com certificado de calibração para atender a industria automotiva. Interessante são os impactos das decisões do projeto e como a precisão do conjunto é influenciada (ex: a posição do sensor de temperatura gerava uma mudança significante no tempo e na precisão da resposta a degrau. O macete da lampada mostrava "se e como" o sistema respondia a mudanças de ajustes ou de abertura de porta. Nesse projeto consegui desligar a resistência com facildade e rapidamente, assim como fazer o controle fechar 180 graus na carga.

Em um outro projeto onde se controlava a temperatura de uma massa metálica de um dispositivo chamado plastrômetro para teste de viscosidade de termo plástico aplicava PID analogico em controle liga-desliga com precisão superior a 0,01 Celcius

Como escrevi eram produtos onde meu empregador tem o direito do projeto e logicamente não poderá ser divulgado. O que se acha fácil hoje na net é armadilha. Coisa séria não está assim fácil, foto até tem, mas como saber se funciona, e melhor, se funciona direito ...

Ficaria muito feliz em ver os detalhes dos seus controladores de foquetes, você pode mostrar pra gente?

Um de meus colegas trabalhou em São Jose com giroscopios de aplicação militar, coisa linda!

Tambem não se acha na net, a vida tem dessas coisas. A gente pode mostrar o caminho para ajudar, mas quem caminha é quem precisa.

[]'s rona123
Programadores PIC sérios e honestos

[sergiotronic]

Pessoal, valeu mesmo tenho lido tudo com muita atenção. Mas talvez o Fabim esteja também certo quando diz que meu projeto é puramente resistivo apesar de potente, trifásico, 80 A em cada fase em 220 volts. Tudo com resistências apenas. Eu queria apenas ir do zero (consumo zero) até o consumo máximo de forma linear, gradual, num ajuste fino mas nada tão científico pois creio que o projeto não pede isso. Também não me importa a temperatura, não precisarei de resposta da temperatura pois o que irá desligar as resistência é um cronômetro a parte (será pelo tempo). Mas é claro que eu gostaria de disparar o triac (BTA-40-600) no momento certo e gerar o mínimo possível de influência na rede. E aí volto a perguntar: Posso usar um MOC 3043 (que tem zero-crossing) controlado por um PIC-PWM em substituição ao circuito que postei ? Ou este circuito que postei funcionará melhor ?...obrigado pessoal.

[xultz]

Sergio, se teu circuito vai acionar o triac no zero da fase, tanto faz usar um MOC com zero crossing. Dá exatamente na mesma.
Se você for dimmerizar controlando o ângulod e disparo, aí o MOC não pode ter zero crossing de jeito nenhum.

[sergiotronic]

Legal Xultz.
Mas então qual a melhor opção dentre os exemplos dos circuitos abaixo para um controle de potência de elevadas cargas resistivas ? O primeiro exemplo, que usa controle de ângulo inclusive isolando com LDR ? Ou o segundo exemplo, que usa MOC ?

[andre_luis]

...A histerese de uma resistencia é longa...

Bem lembrado.

Se a constante de tempo do modelo do forno ( com a carga a ser aquecida ) é muito maior que o período da seníode da rede, não é necessário se preocupar com o controle da fase de acionamento. Apenas será necessário realizar um controle PID gerando uma saída On/Off no driver do Triac.

Sergio, se teu circuito vai acionar o triac no zero da fase, tanto faz usar um MOC com zero crossing.

Sergio,

Se precisar de uma sugestão, já usei esse circuito abaixo pra acionar um motor de lavadora ( controlado pela saída TTL do uC ), também com o mesmo BTA e MOC que voce pretende usar :



+++

[sergiotronic]

Meus bons, li tudo, mas até agora nenhuma resposta clara para a pergunta que gerou esta discussão. Será que a melhor resposta seria:

A melhor opção em se tratando de cargas puramente resistivas mesmo potentes é a opção do PWM pois a segunda opção picota a rede elétrica e "força" mais o TRIAC.

É isso pessoal ?

[sergiotronic]

André, o seu esquema não está aparecendo. Manda outra vez por favor.

[MOR_AL]

Pessoal, ... Eu queria apenas ir do zero (consumo zero) até o consumo máximo de forma linear, gradual, num ajuste fino mas nada tão científico pois creio que o projeto não pede isso. ...

Olá Sergiotronic!

Com relação a linearidade.
A solução com acionamento em função do ângulo de disparo não é linear. Dê uma olhada aqui http://asm51.eng.br/phpBB/viewtopic.php?t=12858
Para linearizar a função de acionamento com o ângulo de disparo teria que incluir algum tipo de realimentação negativa. A variável independente não seria mais o valor do ângulo de disparo e sim uma amostra da energia entregue à carga resistiva. Essa amostra poderia ser a temperatura em um ponto dentro da câmera que estivesse contido o resistor.
O problema é que apenas mudando-se a posição do sensor de temperatura dentro da câmera já alterariam os parâmetros. Daí a necessidade de um controle do tipo PID, que você pudesse alterar os valores de kp, ki e de kd.

A outra opção, caso a constante de tempo do seu sistema permitisse, seria um tipo de PWM "disfarçado".
Por exemplo:
O seu período seria igual a digamos 100 semi-ciclos. Você teria a alternativa de acionar os dois tiristores ou triac em 0º ou em 90º em apenas um dos 100 semi-ciclos. Acionaria integralmente os semi-ciclos seguintes, até o de número 100. Com isso você teria 200 valores de energia, ou potência entregue à carga resistiva. Esses valores forneceriam uma relação linear de energia na carga.
Seria uma opção para você?
PS:
Se for realmente necessário uma linearidade dentro de cada semi-ciclo, faça o seguinte:
Pegue a segunda expressão que aparece dentro do retângulo vermelho e dê diversos valores de teta1. Anote os valores de teta1 que correspondem a sub-múltiplos de 100%. Esses valores de ângulo de disparo também seriam lineares com a energia entregue à carga.
[]'s
MOR_AL

[andre_luis]

Se a preocupação for gerar distorção harmonica na rede, um controle ON/OFF do Triac com ciclos inteiros da senoide, pode ser a melhor opção.

Se a preocupação for uma estabilização da rede, o controle por DIMMER pode ser a melhor opção.


+++

[brasilma]

Temperatura é a grandeza mais medida/controlada após o tempo.

Controladores de temperatura existem aos montes no mercado a empresa para qual o Fabim trabalha/trabalhava comercializa um por uns 45 pila portanto não acredito ser nenhum mistério ou segredo de estado o assunto - e estou falando de controladores Nacionais e Importados com ótima qualidade.

O segredo hoje deste tipo de produto, e similares, não está mais no projeto, mas sim na produção e comercialização.

Estou fazendo um projeto onde utilizo dois banhos, e nem por um segundo pensei em desenvolver os controladores, prá que reinventar a roda???

O forum é para ajudar, e tem de "matar a cobra e mostrar o pau".

Sobre os controladores dos foguetes, é só acessar minha página http://www.avangers.cjb.net/ e ir em eletrônica embarcada, lá tem o fluxograma do software, esquema eletrônico, PCI, lista material, fotos dos controladores, vídeos dos lançamentos, e ficando com alguma dúvida, é só perguntar.

Com isso recordei que nos fórums sobre espaçomodelismo há o que chamamos de "espaçomodelistas virtuais", são participantes fervorosos para discutir assuntos técnicos, na teoria já foram até Marte e retornaram, sabem de tudo - na teoria - contam histórias maravilhosas, porem na prática nunca lançaram nenhum buscapé.

[rona123]

Bom, cada qual com seus conceitos e experienciencas ...

O projeto que mencionei foi feito no final da decada de 80 em uma empresa que fornecia soluções para controle de qualidade. Nesse periodo os tyristores estavam no seu alge e se justificava fazer controles para aplicações especificas como no caso.

Deu para notar na prática o que o Mor_Al reforçou e a realimentação do sistema de controle acerta as coisas de forma a se obter o resultado desejado. Por isso comentei que se tivesse feito esse trabalho em parceria com uma faculdade teria me rendido um mestrado em realimentação e controle.

Ficou muito bonito a correção PI do angulo de fase para controlar a energia aplicada dentro da câmara térmica e virou um produto comercial na época. A precisão da temperatura que obtive ficou por conta da rapidez do ajuste PI que controlava o angulo de fase. No equlibrio o angulo de condução do TRIAC era próximo de 180 graus apenas para compensar as perdas - enfim situação especifica e projeto especifico. Coisa muito bonita que me dá muito orgulho em ter feito.

De fato, hoje qualquer controlador gera rampa de temperatura, faz PID, etc. Alguns até geram tensões ou correntes de controle para modulos de ajuste angulo de fase.

No entanto para casos especificos ainda se pode justificar projetos.

Os tyritores são elementos de controle bastante atraentes para aplicações industriais e de fato criam comprometimentos na rede dependendo do carater eletrico da carga e do nivel de corrente controlado. Para carga resistiva, o impacto na rede é inferior a fontes chaveadas e pode ser desconsiderado. Em uma situação medi a corrente de surto de uma fonte chaveada de 2KW e o pico de corrente passou de 200A por coisa de algumas dezenas de ciclos da rede e foi caindo quase que linearmente até chegar na corrente de consumo. Isso sem considerar que a corrente é absorvida da rede na forma de um pico relativamente estreito.

Ainda hoje tyristores possuem suas aplicações na area industrial.

Interessante é notar as difereças entre o PWM e o Controle de Condução por Angulo de Fase(aplicado no Dimmer):

PWM:
Chaveia DC em Carga,
Usa transistores (Bipolar, MOSFET ou IGBT),
Trabalha em qualquer frequencia,
Controle varia o ciclo ativo de condução do periodo da frequencia.

Controle de Angulo de Condução na Rede eletrica:
Aplica AC na carga,
Usa tiristores (SCR ou TRIAC),
Trabalha sincronizado na frequencia da rede (50 ou 60Hz),
Controla o angulo de condução depois do zero da rede (ai aparece a confusão).

Esse foi o conceito que aprendi. Notem as diferenças entre os dois processos de controle. Notem que até o Dimmer comprado no supermercado controla carga resistiva de 0 graus da rede (condução plena do TRIAC) até 180 graus da rede (corte total do TRIAC)

Sergio
Voce vai usar o BTA40 para controlar 80A? Veja as especificações desse TRIAC.

Caso julgue adequado o controle de fase de condução, pesquise os datasheets que lhe recomendei e veja as soluções aplicando SCR em contra-fase para altas correntes.

Como já escrevi, esse é um dos caminhos, voce é que deverá escolher o que se ajusta melhor a sua necessidade. Espero ter ajudado...

[]'s
rona123

[J]

Se a preocupação for gerar distorção harmonica na rede, um controle ON/OFF do Triac com ciclos inteiros da senoide, pode ser a melhor opção.

Se a preocupação for uma estabilização da rede, o controle por DIMMER pode ser a melhor opção.


+++

Concordo ...

[rona123]

Sergio,

Entendo que o está fazendo é pesquisar as possibilidades e os impactos possiveis. Em um deteminado momento, você terá que "ferramentar" as coisas e investigar os comprometimentos reais.

Quando se faz produtos não se pode divulgar tudo, diferente de trabalhos conceituais ou promocionais. De qualquer fomar o que fiz foi:

1- Converter a resistencia do PT100 em tensão proporcional;
2- Comparar com "amplificador diferencial" o valor da temperatura convertida do PT100 com o desejado e aplicar o metodo PI de correção gerando a tensão de erro;
3- Aplicar a tensão de erro no controle de angulo de condução baseado no TCA780;
4- Aplicar o disparo no TRIAC para chavear a rede.

O conceito é bem simples, e se pesquisar, conseguirá montar os modulo e obter o mesmo resultado direcionado a sua necessidade. No projeto existem informações vinculadas a empresa e normas compradas que não podem ser divulgados.

[]'s
rona123
Programadores PIC de Qualidade e Sérios

[xultz]

Sérgio, logo no começo eu fiz uma pergunta e você não respondeu: que resolução você precisa, entre o 0 e 100%? 10 steps? 100 steps? 1000? Essa informação é muito importante, e com ela pode-se afirmar com mais certeza qual a melhor solução pro teu caso.

[andre_luis]

...Prezados, estou prestes a ter que controlar a potências de resistências num pequeno forno ...

xultz,


Dizem que a Engenharia é a ciencia dos dez por cento.
Na maioria das situações, essa precisão acaba atendendo.


+++