Cùng làm bộ điều khiển E5xxx giống như của OMRON

[Innovated]

Mình tìm hiểu về PSoC cũng chưa phải là nhiều. Nhưng thực sự mình thấy thích vì khả năng tiện lợi cũng như hệ thống các ngoại vi đầy đủ và mạnh mẽ của nó. Mình cũng đã sử dụng được kha khá các ngoại vi của nó như (ADC, DAC, Amplifier, UART,...) và thấy rằng nó rất hiệu quả.
Nghiên cứu về nó cũng chưa lâu, và mình thấy rằng tại sao ta lại không làm ra một sản phẩm để ứng dụng nó chứ! Có thể sản phẩm chỉ mang tính trưng bầy nhưng nó cũng đủ để đánh dấu rằng mình đã từng nghiên cứu về nó. Thật lãng phí nếu ta không làm những điều tương tự như vậy.
Vì thế mình nảy sinh ra ý định sẽ làm một bộ điều khiển nhiệt độ giống như E5CZ...của OMRON. Có thể ứng dụng vào bất kì bài toán điều khiển nhiệt độ nào, miễn là phù hợp. Nếu bác nào có cùng ý thích thì xin mời tham gia.
Mình xin mô tả một ít tính năng thế này:
- Bộ điều khiển có thể ghép nối tương thích với khá nhiều cảm biến
- Có 2-PID cho phép lựa chọn điều khiển đơn, hoặc điều khiển tầng.
- Đầu ra dưới dạng áp (0-10V), dòng (4-20mA), relay .
- Có cảnh báo bằng đèn, hoặc đầu ra áp
- Có màn hình giao diện LCD cho phép thiết lập : dải đầu vào phù hợp với cảm biến, thiết lập bộ PID cùng các tham số, và các thiết lập khác...
- Có thể giao tiếp máy tính để thiết lập các tham số cần thiết cũng như giám sát hoạt động, hay có thể nối mạng...
- Có thể có thêm các tính năng khác, sau này sẽ phát triển tiếp.
Đó là những ý tưởng của mình, nó cũng không dễ dàng để thực hiện, rất mong nhận được sự tham gia, đóng góp,... của các bạn

[encoder]

Nếu là dùng điều khiển nhiệt thì phải tương thích với nhiệt điện trở hoặc cặp nhiệt điện ( với các cảm biến có tính tuyến tính cao thì không đáng ngại ), 2 loại này tương đối phi tuyến nên ta có thể tương thích chỉ với một số loại phổ biến như loại K, S, J , T và PT100. Để đo được chính xác giá trị phi tuyến thì phải thiết lập bảng đặc tính của nó và lưu trữ trong bộ nhớ. Qua đó đầu vào analog có thể nôm na bao gồm:
- đầu vào cho cặp nhiệt (2 chân AI)
- đầu vào dòng và áp ( 1 or 2 pin AI)
- đầu vào cho PT100 (mất khoảng 3 chân AI nữa)
- ngoài ra để đo chính xác cặp nhiệt thì còn phải dùng thêm một con cảm biến nữa để đo nhiệt độ môi trường (có thể thêm 1 pin AI nữa)
- nếu có tín hiệu ra điện áp 0 - 10V thì phải mất thêm 1 chân AO nữa
sơ sơ cũng thấy mất 8 or 9 chân analog rồi, nếu thiết kế thích hợp có thể nhét cả vào Port0. LCD (hoặc led 7) có thể nối vào Port1. Port2 thì dùng cho bàn phím và tín hiệu ra xung hoặc đèn chỉ thị. Như vậy nếu dùng 29466 có thể làm được project này.

[Innovated]

Thank bac encode. Thực sự là em cung chưa biết nhiều về cảm biến nhiệt. Em thì mới sử dụng mỗi thằng pt100 thôi. Với lại chỉ dùng nó với thằng plc nên cũng chẳng cần phải suy nghĩ nhiều. Nay bác giải thích em mới thấy cũng thật khó khăn, không phải dễ dàng.
- Bước đầu tiên chắc em phải tìm hiểu cho rõ về mấy thằng cảm biến mới được.
- Tiếp sau là một vấn đề hết sức quan trọng đó là thiết kế phần cứng. Để làm nền cho các cái sau.
(một chút ý tưởng thiết kế phần cứng của em : em chỉ dùng có 2 cổng vào cho AI thôi. 1 là cho dải >5V và 1 cho dai <=5V. Không biết như vậy thì nó có được không? vấn đề gi sẽ xảy ra?)
- Mời các bác tham gia ý tưởng thiết kế phần cứng.

[encoder]

với cặp nhiệt thì bạn chắc chắn phải dùng 2 chân AI để đo điện áp vi sai mới chính xác, thế nên với cặp nhiệp sẽ dùng bộ khuyếch đại INSAMP2 hoặc INSAMP3.
để đo PT100 về phần cứng phải có một bộ ổn dòng để cung cấp cho nó, hơn nữa phần cứng phải thiết kế sao cho khi đo thì giá trị điện trở của dây dẫn bị loại trừ (sơ đồ về thằng này hồi đi học thầy giáo có dạy, để tôi xem lại rồi gửi cho bạn). Nếu được như vậy thì PT100 và tín hiệu input loại áp cho chung một chân (cho thêm một cái jumper để lựa chọn), tín hiệu dòng cũng có thể tích hợp luôn vào chân này nếu cho nó qua một điện trở để được áp.
- với tín hiệu > 5V thì cho thêm một chân AI nữa sau khi qua tầng khuyếch đại hệ số = 1/2.
về mặt phần cứng chắc cũng không phức tạp lắm vì PSoC đã hỗ trợ hết rồi.

[Innovated]

- Lúc trước chưa nắm được vấn đề, xuất phát từ module EM235 của S700, em sử dụng với loại pt100 đã có transmiter chuyển sang 4-20mA. Khi thiết lập chọn dải đầu vao cho EM thì em thấy có rất nhiều dải có thể lựa chọn được. Và em đã nảy sinh ra ý định thiết kế trên PSoC để làm được giống như vậy. Nhưng khi đọc của bác encoder, vấn đề không đơn giản như em nghĩ nữa rồi.
- Về các cặp nhiệt thì em ko có ý kiến gì.
- Về loại pt100 ở đây, có phải bác đang đề cập tới loại ko có transmiter. Vì em nghĩ nếu có transmiter thì mình chỉ cần cung cấp điện áp thôi, đâu cần bộ nguồn dòng, đâu cần mạch bù đúng không bác. Hay là từ trước đến giờ em đã hiểu sai rùi, vì đọc cũng không được kỹ nắm, cứ thế là đem vào dùng luôn.

[encoder]

cái mà mình nói đến là không có transmister, nhưng nếu chỉ giới hạn dùng loại có transmiter thì đỡ được phần cứng với mấy cái ổn dòng với bù trở

[Innovated]

Bác nói cũng đúng. Mới đầu em nghĩ sử dụng loại đó thôi. Tốt nhưng về giá thành thì cao quá. Còn nếu mà dùng loại như bác nói thì ta sẽ phải làm thế nào a. mạch ổn dòng mình làm có ổn định hay không, và mạch bù trở minh sử dụng loại mạch cầu chăng? nếu vậy trở cũng phải chính xác lắm. Vậy bác có ý tưởng gì trong phần này?

[encoder]

có một cách để đo PT100 mà không cần dùng ổn dòng tuy nhiên cách này hơi mệt trong lập trình một chút, phải mất 3 chân AI + khối INAMP thì mới làm được. sơ đồ của nó cũng gần tương tự như sơ đồ của mạch cầu bù trở -> sai số có thể chấp nhận được (theo tính toán lý thuết) và thực tế khi test với một con biến trở (thay pt100) thì khá chính xác. tôi sẽ post sơ đồ này sau vì hiện giờ tôi đang ngồi máy tính khác

[encoder]

sơ đồ như hình dưới
qua đó ta dùng 3 chân AI của PSoC nối tại các điểm B, C, E. dùng INSAMP để đo điện áp vi sai tại:
- lần 1 đo điện áp Ube
- lần 2 đo điện áp Ubc ( điện áp trên điện trở Rref ).

từ Ube tính được dòng điện I qua pt100: I = U2/Rref
Ta có: Uce = Ube - Ubc = U1- U2
nếu gần đúng Icd = Ide = I thì
Rpt100 = Uce/I
hay : Rpt100 = (U1 - U2)*Rref/U1

sai số delta R < Rd/101

note: điện trở Rref khá chính xác.

[AFH]

Đây quả là một ý tưởng hay, chắc nó không hẳn là ý tưởng mới, nhưng nó thể hiện sự dám nghĩ dám làm, Ủng hộ bạn về vấn đề này.
Theo ý tôi thì bạn nên làm từng phần.
B1: Giao tiếp với LCD hoặc LED7 và hiển thị những gì mình muốn. Giao tiếp với bàn phím Analog hoặc bàn phím 4x4.
B2: Giao tiếp thử với tín hiệu Analog 0-5V và cho hiển thị lên màn hình.
B3: Tìm hiểu Pt100, tìm hiểu thermocoupler, sau đó tìm đọc Application NOte có sẵn trên www.cypress.com và làm thử. Kết nối và hiển thị thành công 2 món này rồi ta mới tính tiếp.
B4: hoàn thiện toàn bộ các kiểu đầu vào và đầu ra (Pt100, cặp nhiệt, Analog) đầu ra thì Analog, Voltage, Relay.
B5: Tập viết chương trình PID kinh điển.
B6: Bổ xung các tính năng phụ như cảnh báo, truyền thông máy tính.... vân vân...
B7: Nâng cấp phần mềm PID lên 2-PID (2-PID ở đây là dạng PID kép cho SP và SV chứ không phải điều khiển tầng)
B8: Nếu làm thành công thì khoe với bạn bè để nhận được góp ý.
B9: Đăng ký đề tài khoa học để có tiền hỗ trợ.
B10: Mời anh em đi uống bia.
Chúc thành công.
AFH

[Innovated]

- Thank bác AFH. bác nói rất đúng. muốn làm được việc lớn nhất định phải làm từ việc nhỏ trước. Việc nhỏ không làm được thì việc lớn khó thành. Hơn nữa là phải chia công việc thành các module nhỏ để mà làm.
- Các bước mà bác liệt kê em đã thực hiện được:B1, B2, B5, B6
- Còn bước B3, B4 em cũng chưa nắm được nhiều (em mới động vào mỗi pt100), em có thể tìm hiểu những cảm biến này ở đâu? bác chỉ giúp em với. Em tìm mãi mà chưa thấy.
- B7: em đã hiểu sai bước này. Em cứ nghĩ 2-PID là phục vụ để thiết kế bộ điều khiển tầng cơ. như vậy Em vẫn chưa hiểu về cái này rùi ? Vậy hiểu đúng là như thế nào?
- Còn các bước khác thì sẽ xem tiếp
Một mình không bao giờ làm hết được mọi việc. Nếu có làm được không phải lúc nào cũng tốt.

[encoder]

Bạn có thể vào http://www.omega.com/thermocouples.html để tìm hiểu cặp nhiệt và lấy bảng giá trị của nó

[Innovated]

Em đã vào trang của bác cho và down dc một ít bảng tham số. Nhưng mà em thấy nhiều quá. nếu mà đưa vào bảng tra thì dễ nhầm lẫn mất, và nhiều như vậy em cũng thấy ngại quá . Có lẽ lười quen mất rùi . Nhưng nếu tìm được một bảng đã lập sẵn để đưa vào vẫn tiết kiệm thời gian hơn.

[encoder]

nếu đưa cả vào thế thì chết, 32K rom của PSoC không biết có chịu được không. Các bảng thông thương nó là từng 1 độ thì bạn có thể lập bảng có độ phân giải 10 độ hoặc 20 độ chẳng hạn, trong những khoảng đấy thì bạn dùng phép tính tuyến tính.

[encoder]

Có một vài bảng giá trị sau share cho bạn hi vọng nó hữu ích