Autor Tema: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua  (Leído 8776 veces)

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Desconectado Blanca Sánchez

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Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« en: 22 de Enero de 2008, 02:38:57 »
Hola:

Pues les platico lo que tengo en mente:

Objetivo:

Quiero controlar la temperatura de un recipiente de agua. Para ello, utilizo una resistencia cuya valor es de 20 ohms que se alimenta de la corriente alterna. La resistencia la conecto a un triac (BTA41-600V) que a su vez se conecta a un MOC3041 (cruce por cero) y finalmente éste se conecta al pic.

1. Quisiera controlar la potencia suministrada a la resistencia a través de un convertidor CA on - off.

2. Este tipo de convertidores deja pasar un número definido de ciclos (n) y después abre el interruptor (TRIAC) otro número de ciclos (m).

3. Leí que este tipo de control se usa en aplicaciones de calefacción industrial.

4. La forma en la estructuraría mi programa del pic sería la siguiente:

- Por ejemplo si deseo pasar un ciclo y bloquear otro:



a) Habilito el pin de mi microcontrolador (RA4) que está conectado al MOC3041, que a su vez se conecta al Triac y éste a la resistencia. [Primer ciclo]
b) Activo un TIMER (16.6 ms) [sigue corriendo el primer ciclo]
c) Deshabilito TIMER y el pin del PIC. [empieza el segundo ciclo en punto A]
d) Activo un TIMER (16.6 ms)

Justificación:

Creo que este convertidor es muy sencillo en cuanto a programación y permite reducir las armónicas generadas por las acciones de conmutación.

Preguntas:

1. ¿Qué opinan acerca de este método?
2. ¿Es cierto que este sistema se utiliza en calefactores industriales?
3. ¿Existe algo más sencillo?
« Última modificación: 22 de Enero de 2008, 02:48:53 por murderslon »

Desconectado Nocturno

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #1 en: 22 de Enero de 2008, 06:53:31 »
No sé si se utilizará industrialmente, pero me parece un método correcto y sencillo. Además, te puedes olvidar de detección de cruces por 0 porque hay optoacopladores que lo hacen por ti (MOC3041) y tu programa sólo tendría que controlar el tiempo de encendido y apagado de la resistencia a una frecuencia muy baja, lógicamente.
Un saludo desde Sevilla, España.
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Desconectado Jorge_

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #2 en: 22 de Enero de 2008, 09:18:40 »

   Depende del proceso, pero industrialmente se utiliza PID o FuzzyLogic


Desconectado migsantiago

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #3 en: 22 de Enero de 2008, 15:01:41 »
Hola!

Nocturno, el optoacoplador se va a desactivar cuando la señal cruce por cero, pero el microcontrolador debe estar al tanto de cuando la señal vuelva a cruzar por cero para activar el opto de nuevo, a menos que se me esté olvidando algún pequeño detalle.  :D

Murder, para hacer la detección del cruce por cero hay varios métodos, te recomiendo el siguiente...



Conectas la línea de AC directamente a la terminal RB0 de un PIC y mediante el uso de la interrupción externa en RB0 puedes estar al tanto de en qué ciclo se encuentra la AC. Cuando está en el semiciclo positivo verás una lectura de 5V en el pin RB0, cuando está en el negativo verás 0V. Todo esto gracias a unos diodos de protección electrostática con los que cuentan todos los PICs, los cuales al recibir un voltaje alto lo dividen y lo dejan caer en la resistencia de 1Mohm. Adjunto el siguiente documento que explica a detalle la interfaz con AC, directamente de Microchip.

http://www.4shared.com/file/35582685/fbc7bafd/PIC_Interfacing_to_AC_Power_Lines.html

Recomiendo que entre la AC y el PIC también coloques un pequeño fusible para evitar que ocurran accidentes, es un proceso peligroso así que ten mucho cuidado al jugar con la corriente alterna.

Sobre tu idea de usar timers a 16.6ms, creo que eventualmente se desincronizaría tu timer con el de la CA, no sé que tan importante será que estén corriendo sincronizados para tu resistencia.
« Última modificación: 22 de Enero de 2008, 15:04:42 por migsantiago »

Desconectado Blanca Sánchez

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #4 en: 22 de Enero de 2008, 15:06:57 »
Hola:

Como siempre, agradezco mucho sus atenciones.

Es muy importante para mi saber si este proceso es correcto... gracias Nocturno por darme tu punto de vista...

Observaciones

Es cierto que este proceso trabajaría a baja frecuencia (serían múltiplos de 16.66 ms) y no logro definir si este sería un inconveniente a la hora de calentar el agua.

Sin embargo, me he decidido por este proceso aunque con las inseguridades antes mencionadas.

Finalmente, me gustaría postear mis avances en este mensaje. Si es exitoso podría funcionar para alguien más. Si no lo es, algo aprenderemos... espero empezar esta misma tarde.


Gracias por sus opiniones.

Desconectado Blanca Sánchez

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #5 en: 22 de Enero de 2008, 15:18:18 »
Gracias migsantiago:

Hola!

Nocturno, el optoacoplador se va a desactivar cuando la señal cruce por cero, pero el microcontrolador debe estar al tanto de cuando la señal vuelva a cruzar por cero para activar el opto de nuevo, a menos que se me esté olvidando algún pequeño detalle.  :D

Es cierto, por eso consideré utilizar un timer a 16.66 ms.... pero en tu mensaje comentas lo siguiente:


Sobre tu idea de usar timers a 16.6ms, creo que eventualmente se desincronizaría tu timer con el de la CA, no sé que tan importante será que estén corriendo sincronizados para tu resistencia.

Es cierto, por las centésimas de ms en algún momento se desfasaría el proceso que sugiero... aunque creo que podría resolver ese problema mediante la programación del pic y del Timer.

mmm...

Espero demostrarlo...

Desconectado Nocturno

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #6 en: 22 de Enero de 2008, 16:08:28 »
Migsantiago, sigo pensando que no es necesario detectar el cruce por 0.
Imagina un supuesto en el que la frecuencia establecida por el software del amigo murderslon encienda la resistencia durante 10 segundos y la apague durante 5 segundos.
En ese caso, durante 10 segundos se envía un 1 al opto y durante 5 segundos se envía un 0. Así de sencillo: ni detección de alterna ni nada por el estilo.
Si utilizas un opto con detección como el MOC3041, cuando tú envíes un 1 no saldrá de manera inmediata, sino que esperará al siguiente cruce por 0, con lo que evitas implementar eso en el PIC.
En el momento del paso a 0, será el TRIAC el que espere al cruce por 0. También te lo ahorras en el PIC.

A lo mejor estoy diciendo una locura, pero creo que así funcionaría.
Un saludo desde Sevilla, España.
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Desconectado ALE1973

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #7 en: 22 de Enero de 2008, 16:36:27 »
Buenas, coincido con Manolo, para mi no es necesario detectar cruce por cero, tengo implementado un PID, con una salida PWM, que tiene un ciclo util maximo de 1seg, y lo unico que hago es encender los calefactores, proporcional al resultado del PID, PID = 70%, calefactores encendidos 700ms, etc. funciona perfectamente con una exactitud de 1 grado, que es la minima resolucion que tengo (para la aplicacion sobra), incluso esta implementado en un sistema con una gran inercia termica, y deja la temperatura bien en el SP.
El ciclo del PWM, esta ajustado en un segundo por razones experimentales solamente, la maquina tiene 9 PID´s,  con un 18F452, y funciona muy bien.

Saludos.
Alejandro.

Desconectado dhmejia

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #8 en: 22 de Enero de 2008, 16:47:41 »
En microchip hay algo al respecto, adjunto el archivo.  Creo que el código tabién esta disponible.

Saludos,

Diego.
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Desconectado Blanca Sánchez

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #9 en: 22 de Enero de 2008, 21:12:10 »
Buenas, coincido con Manolo, para mi no es necesario detectar cruce por cero, tengo implementado un PID, con una salida PWM, que tiene un ciclo util maximo de 1seg, y lo unico que hago es encender los calefactores, proporcional al resultado del PID, PID = 70%, calefactores encendidos 700ms, etc. funciona perfectamente con una exactitud de 1 grado, que es la minima resolucion que tengo (para la aplicacion sobra), incluso esta implementado en un sistema con una gran inercia termica, y deja la temperatura bien en el SP.
El ciclo del PWM, esta ajustado en un segundo por razones experimentales solamente, la maquina tiene 9 PID´s,  con un 18F452, y funciona muy bien.

Saludos.
Alejandro.

JEje, también voy a utilizar un PIC18F452.

Gracias dhmejia, voy a leer de inmediato el archivo pdf.

Gracias, muchas gracias.

Desconectado MGLSOFT

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #10 en: 22 de Enero de 2008, 23:32:36 »
En lazos de temperatura esa forma de control es la mas correcta y economica...
Todos los dias aprendo algo nuevo, el ultimo día de mi vida aprenderé a morir....
Mi Abuelo.

Desconectado migsantiago

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #11 en: 24 de Enero de 2008, 19:43:55 »
Ahora entiendo, no conocía los moc con detección de cruce por cero  :o

Entonces estoy de acuerdo contigo Manolo, no hace falta la detección vía software, se puede hacer con hardware, pero ahora me entra otra duda... la resistencia no va a ser controlada a modo de dimmer, entonces tampoco es necesario encenderla justo en el instante en que cruza por cero... considerando que va a ser encendida o apagada por periodos mayores a 8.33ms (duración del semiciclo).

Si se considera que la resistencia va a funcionar de esa forma, solo bastaría conectar un moc normal sin detección de cruce por cero para encenderla o apagarla.

Nunca he puesto en práctica el control PID y no sé cómo lo vayan a implementar aquí pero creo que usar el timer de 16.6ms debería ser de 8.33ms porque hay que considerar que el triac se apagará cada cruce por cero.

Saludos y corríjanme si estoy mal jejeje

Desconectado flacoclau

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #12 en: 24 de Enero de 2008, 20:05:27 »
Hola migsantiago: el tema del cruce por cero es para evitar las espúreas generadas en el momento que está circulando mucha corriente por la resistencia y el triac corta la tensión, si bien no es una carga inductiva, pero es una corriente bastante considerable, por ende si el triac está cercano al pic, esas variaciones tan bruscas producen armónicos de alta frecuencia que pueden afectar al micro.
Las personas con buena ortografía me atraen textualmente.

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Desconectado stk500

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #13 en: 24 de Enero de 2008, 20:27:42 »
pero tengo una maquina de Humo que lleva un calentador y va con un pic y un Solide State Relay, que apaga y enciende el calentador con un
 un interruptor Termico tambien para regular la temperatura

Desconectado flacoclau

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Re: Controlador de voltaje CA on - off para calentador de agua
« Respuesta #14 en: 24 de Enero de 2008, 23:42:18 »
Hola rafael: en ese caso no es de gran cantidad de corriente, por lo tanto no creo que genere grandes inconvenientes, pero uno nunca sabe....
Las personas con buena ortografía me atraen textualmente.

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