Digital incubator thermostat project

Ровно 10 лет назад я опубликовал свое устройство, предназначенное для управления инкубатором для разведения птиц. Удивительно, но интерес к этой конструкции до сих пор не угас! 🙂

Короче, очень давно я задумал полностью переделать девайс на современной элементной базе и с улучшенными функциями. Самый большой недостаток прошлой конструкции — неудовлетворительно работающий регулятор температуры. Новая версия сделана на микроконтроллере STM32 (STM32F030) и содержит полноценный ПИ-регулятор вместе с функцией автонастройки (пока это экспериментальный алгоритм).

Устройство еще не готово, но постепенно принимает свои очертания. Я буду обновлять эту запись по мере продвижения работы. Что сделано на данный момент:

1. Железо:
– Силовая плата: смакетирована, разведена, заказана. Схема (Eagle) и Gerber

IncubPower

b9ce24c3232d875eac155410cf3c62ff-1303_top

– Собран макет на плате 32F0308DISCOVERY от ST. Подключение выводов:
PA9 — TXD для отправки данных на компьютер (нужен транзисторный инвертор для формирования сигнала RS-232)
PA4 — вход от схемы детектора пересечения сетевого напряжения через 0 (нужен конденсатор 10нф на землю)
PB12 — выход управления симистором
PB8 — сигнал RS индикатора
PB9 — сигнал E индикатора
PB4 — сигнал D4 индикатора
PB5 — сигнал D5 индикатора
PB6 — сигнал D6 индикатора
PB7 — сигнал D7 индикатора
PC13 — вход-выход шины 1-wire для подключения датчика DS18B20 (подтяжка 3.3к на +3.3В)

20140816_130334

UPD: Разведена и заказана в DirtyPCB плата управления. Проект и Gerber.

ControlBoard

245b3237d9f3ebb05e52775ab78eb8a5-1310_bottom

– Нарисована схема платы драйвера шаговика;

2. Софт:
– стабилизатор температуры на основе ПИ-регулятора, датчика DS18B20 с плавным управлением фазой симистора и выводом на индикатор 8×2. Проект для Keil uVision 5.11
скрипт MATLAB для вычисления коэффициентов ПИ-регулятора по снятой единичной реакции (подробности тут)
программа для компьютера, которая принимает данные из COM-порта и подготавливает файл для MATLAB-скрипта (C++ Builder 6)
– алгоритм автонастройки регулятора реализован сейчас на микроконтроллере

Я не имею возможности в данный момент протестировать регулятор в нормальной камере инкубатора, все эксперименты проводились в ящике стола и разобранной лампочки 40 Вт 🙂 Вот получился примерно такой график выхода на режим 35.5 градуса.

Plot

Время регулирования составило 30 минут с небольшим перерегулированием в 0.5 градуса — это при коэффициентах ПИ-регулятора, вычисленных автоматически.

Что будет сделано еще:
– пользовательский интерфейс к устройству (сейчас никакого управления устройством нет, уставка 35.5 — прописана в программе:)

 

Все исходники в GitHub
https://github.com/akpc806a/Incubator-controller

2 thoughts on “Digital incubator thermostat project

  1. Ни для силовых симисторов, ни для оптосимисторов нет цепочек снабберов. Боюсь что будет яичница при первой же помехе.

    • Спасибо, добавим в новую версию!
      На самом деле, если нагрузка не индуктивная — то не так все плохо. Никогда не видел, например, снабберов в китайских регуляторах яркости.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s