Carico Elettronico - Un parere su questo progetto Diy?

[lelerelele]

I termostati probabilmente hanno una isteresi elevata:

I modelli standard hanno differenziale tra chiusura ed apertura di 15°C

[edgar]

Chiusura 60 gradi, apertura 45 gradi, brutale ma con qualche euro ci si toglie il problema, l'affidabilità è garantita e non servono circuiti accessori.
Ho aperto ieri un ferro a vapore a caldaia, ce n'erano addirittura 3.
Il giorno che si vuole usare qualcosa di più "elettronico" lo si può lasciare come protezione di emergenza.
Non so se si capisce che preferisco la semplicità, quello che non c'è non si può rompere

[Turk182]

Buongiorno MarcoD, lelerelele, edgar, grazie a tutti per i chiarimenti sui termostati a pastiglia. Sono certo che possiedano le qualità che dite, prima tra tutti la semplicità.
Quindi lo terrò presente, per questo o per futuri impieghi.

E condivido ogni punto, dell'intervento (80) di MarcoD.

Ma ho già spiegato nel precedente intervento, quali sono a mio parere, i vantaggi e gli svantaggi di entrambi i sistemi.
Certo, almeno inizialmente si potrebbe testare il Carico Elettronico con un sistema più semplice.
O a quel punto, forse, tanto vale dotare le ventole solo di un interruttore on/off e accenderle da subito.
In questo modo non devo nemmeno aspettare che il sistema arrivi alla temperatura X, per azionarsi.

Però, con sistemi semplici, continuo a non avere alcun riferimento di qual è la temperatura, di come varia nel tempo, ecc... (evito di ripetermi).

Poi c'è anche il fatto, che io considero il circuito con ATtiny interessante a prescindere.
Ed è anche il motivo per cui non ho acquistato uno dei mille kit cinesi che fanno più o meno lo stesso servizio.

Comporre questo circuito, passando per la programmazione dell'ATtiny è un ottimo esercizio pratico che può tornare utile anche per future, differenti applicazioni.
Questo, come la possibilità di capire come controllare le ventole via 4 pin.
Certo, richiede qualche componente in più, va programmato e in generale servirà più tempo per prepararlo.
Ma anche il carico elettronico non è un aggeggino che si assembla in due ore.

Come diceva anche lelerelele all'inizio del Thread, per ottenere risultati bisogna passare per un po di sperimentazione.

Io ho già degli ATtiny, gli LCD menzionati, i DS18B20 e ventole cablate a 4 pin, oltre a qualcher migliaio di componenti diversi e mi sono già confrontato con Arduino.
Al momento non trovo molto sensato comprare nuovi componenti, per testare un circuito provvisiorio (pur valido), che probabilmente non userò.

Penso anche, che la scelta di uno o l'altro, rifletta una certa "visione" personale.

Io vedo il Carico Elettronico come uno strumento da laboratorio, che una volta completato starà vicino ad altri strumenti, non necessariamente silenziosi.
Per questo e molti altri motivi, preferisco mantenere il contesto meno rumoroso possibile.
Quindi, perché preferire un controllo che alterna molto rumore a sporadici silenzi, quando posso averne uno che magari si stabilizza su un costante rumore lieve?
Certo, limitare il rumore non è un aspetto primario, ma nemmeno così secondario.
In generale, preferirei adottare il sistema di controllo che ritengo "più adatto al servizio" fin da subito, che passare per uno provvisorio, solo perché è più semplice da implementare.

E a parità di funzionamento (muovere le ventole), ne preferisco uno "intelligente e programmabile", che si adatta e monitora la temperatura, ad uno che le accende o le spegne entro un certo range, senza dirmi nulla.

Ma comunque, è solo la mia attuale opinione.


Negli interventi (71) e (72) ho messo tutti i dati utili, come anche 3 domande specifiche, nel caso qualcuno voglia dare suggerimenti sul sistema con ATtiny.
Aspetterò un po, per vedere se riesco a completarlo in questa fase, quando ancora siamo sul discorso.
Poi tornerò al carico elettronico.

PS: edgar, il principio di Henry Ford lo condivido anch'io....

[stefanopc]

Sono a favore della tesi di Turk182.
Anche io applico quando possibile la teoria minimalista ma ogni tanto se ne vale la pena bisogna puntare un po' più in alto.
Certo l'affidabilità forse non sarà la stessa ma il gusto di ottenere qualcosa di più completo potrebbe ripagare le ore aggiuntive per mettere a punto i circuiti aggiuntivi e relativo Sw.
Volendo valutare il solo fattore rumore quando le ventole partono al massimo sono abbastanza fastidiose e possono coprire suoni interessanti provenienti dai circuiti sotto test.
ATtiny al momento non lo conosco.
Dove serve il minimo di risorse utilizzo i 16F675 per tutto il resto i vari Arduino vanno sempre bene.
Ciao

[Turk182]

Ciao stefanopc, grazie per il commento.
Nonostante abbia letto spesso di circuiti PIC based e della loro affidabilità, ho capito che richiedono una conoscenza più profonda di quella richiesta per gestire Arduino.
Per ora, li considero fuori dalla mia portata. Sono già un bicchiere pieno fino all'orlo...

Anche io non ho alcuna esperienza con ATtiny, ma non dovrebbe cambiare molto dagli ATmegaXXX.

Nell'intervento (71), dove descrivo il circuito con ATtiny, ho inserito i link a tutte le librerie che ho trovato sul sensore di temperatura DS18B20 e il display TM1637. C'è anche il link ad un progetto (e codice), per il controllo PWM di ventole con ATtiny.

Di solito, partirei dal Pinout specifico (ATtiny84), per scegliere a quale pin (e relativa funzionalità), associare un certo ingresso/uscita sensore. Nel caso specifico, il TM1637 non richiede alcun componente esterno, mentre il DS18B20 solo una resistenza da 4K7.

Mancherebbero eventuali componenti aggiuntivi per la stabilità del circuito e la parte per il controllo PWM delle ventole a 4 pin.

Confrontando i datasheet di ATmega328P e ATtiny84 (a frequenza di 8 MHz a +5V), la corrente di alimentazione dei pin (DC) tipica / Massima, è di 4 - 12 mA per ATmega328P, 5 - 9 mA per ATtiny84.

Sempre a proposito del controllo PWM, Il circuito mostrato al punto (72) potrebbe andare bene?

[MarcoD]

Sempre a proposito del controllo PWM, Il circuito mostrato al punto (72) potrebbe andare bene?

Non saprei,
sullo schema per i ventilatori sono indicati 4 pin: 1 gnd, 2 +12v, 3 sense, 4 control

il circuito prevede di pilotarli fra +12 V alimentazione e con il MOS chiuderli verso massa.
C'è incongruenza.

Per i resistori R2,R3, il valore di 1kohm pare appropriato.
Se si mette valore troppo basso forse si caricano troppo le uscite del TINY, ma dovrebbero essere protette.
Se si mette valore troppo altro, con la capacità gate-source del MOS la costante di tempo è troppo elevata, nel transitorio la tensione di commutazione PWM varia lentamente e il MOS può scaldare troppo.
Per valutare, occorre conoscere il valore della capacità e il valore della frequenza del PWM.
Mi sono sbagliato, ho esaminato lo schema del messaggio 71.

Però se la domanda è : potrebbe andare bene ? , la risposta è poco impegnativa: Si.

[stefanopc]

Sempre a proposito del controllo PWM, Il circuito mostrato al punto (72) potrebbe andare bene?

Penso proprio che funzioni bene.
Utilizza un Arduino Nano che attualmente è la scheda che sto utilizzando anche per altri progetti.
Come sensore io avrei utilizzato un Ntc 100k costa praticamente niente ed è molto più piccola e facile da piazzare anche in un foro cieco da 2.5mm.

Quindi a me viene subito da dire (forse lo avevo già detto ) con arduino gestisci le ventole e il display con temperatura, tensione e corrente e potenza.
In funzione di temperatura e potenza scegli la velocità delle ventole.

Potrebbe venire un display come questo, ad esempio.

20210910_121430.jpg (91.68 KiB) Osservato 7516 volte

Ciao


Ciao

[Turk182]

stefanopc, pare che il "menù" di base ti stia sempre stretto.
Devi sempre ordinare qualcosa a parte...!
Va beh...!

Ho rimestato nel fondo del barile ed è saltato fuori un Arduino Nano V3, acquistato anni fa.
Gli ATtiny84 dovrei comprarli, quindi si, mi hai convinto.

Ma a questo punto, saldo le strisce di pin sul lato bottom, così posso connettere una Shield fatta con millefori, per i componenti di contorno, i connettori per "ventole" a 4 pin, per il sensore di temperatura e per il Display.

E a questo proposito, non mi convincerai a passare agli OLED. Ne ho già parlato all'inizio.
Sono costosi e magnifici (come grande schermo per formiche), ma con meno di 11 decimi servono gli occhiali.
Infine, per questo impiego non è richiesta alta qualità. Basta solo leggere bene i numeri.

Il TM1637 ha una grafica semplificata ed essenziale (può visualizzare solo numeri e alcune lettere) ma costa meno di due euro, impiega solo due pin per il controllo, ed è ancora leggibile (senza occhiali) da 50-60 cm. Qualche mese fa, con meno di 10 euro ne ho presi 5 esemplari, proprio per casi come questo.

Circa il sensore di temperatura, ho proposto il DS18B20 perché ne ho alcuni.
Ed essendo un sensore abbastanza noto, è ben documentato anche a livello di librerie.

Gli NTC li conosco poco, ma non mi pare siano così economici, spece quelli già inseriti in contenitori metallici. Puoi postare una foto di quelli che hai, o meglio ancora il codice del produttore?
In ogni caso, preferirei usare il DS18B20.

Nel frattempo, ho approfondito la ricerca del controllo ventole e ho finalmente trovato due documenti particolarmente interessanti, per non dire risolutivi:

Una guida della Intel:
"4-Wire Pulse Width Modulation (PWM) Controlled Fans"
https://www.glkinst.com/cables/cable_pi ... M_Spec.pdf

E una guida di Analog:
"Why and How to Control Fan Speed for Cooling Electronic Equipment"
https://www.analog.com/en/analog-dialog ... speed.html

La stessa guida in versione PDF:
https://www.analog.com/media/en/analog- ... -speed.pdf


Riassumendo molto, riporto alcuni passaggi chiave (doc di Analog), relativi al controllo a 2, 3, e 4 fili:

............................................................................

Esistono tipi diversi di ventole e modi diversi per controllarle.

Un modo per classificarle è:
Ventole a 2 fili
Ventole a 3 fili
Ventole a 4 fili

I metodi di controllo della ventola, includono:

nessun controllo della ventola
controllo on/off
controllo lineare (dc continuo)
modulazione di larghezza di impulso a bassa frequenza (PWM)
controllo della ventola ad alta frequenza (PWM superiore a 20Khz.)

Tipi di ventola

Una ventola a 2 fili ha terminali di alimentazione e di terra.
Una ventola a 3 fili ha alimentazione, massa e un'uscita tachimetrica ("tach"), che fornisce un segnale con frequenza proporzionale alla velocità.
Una ventola a 4 fili ha alimentazione, massa, un'uscita tachimetrica e un ingresso PWM-drive.
Il PWM, in breve, utilizza la larghezza relativa degli impulsi in un treno di impulsi on-off per regolare il livello di potenza applicata al motore.


Riepilogo

Dal punto di vista del rumore acustico, dell'affidabilità e dell'efficienza energetica, il metodo preferibile per il controllo della ventola è l'uso di un'unità PWM ad alta frequenza (>20 kHz).

Oltre ad eliminare la necessità di allungamento degli impulsi rumorosi e il rumore di commutazione associato al PWM a bassa frequenza, ha una gamma di controllo molto più ampia rispetto al controllo lineare.
Con PWM ad alta frequenza, la ventola può funzionare a velocità fino al 10% della massima velocità, mentre la stessa ventola può funzionare solo a un minimo del 50% della massima velocità utilizzando il controllo lineare.
È più efficiente dal punto di vista energetico, perché la ventola è sempre completamente accesa o completamente spenta. (Con il FET spento o in saturazione, la sua dissipazione è molto bassa, eliminando le perdite significative nel transistor nel caso lineare.)
È più silenzioso del controllo sempre acceso o acceso/spento, poiché la ventola può funzionare a velocità inferiori e può essere variata gradualmente.
Infine, l'esecuzione più lenta della ventola ne migliora anche la durata, aumentando l'affidabilità del sistema.

Tabella di riepilogo:

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[stefanopc]

L'appetito vien mangiando.

Io sto utilizzando questo genere di sensore:
https://m.it.aliexpress.com/item/32812929307.html
Al costo di 3 centesimi l'uno comperato in oriente.
Esiste anche la versione rivestita in vetro (invece che in resina ) per temperature più alte che costa circa 20 centesimi al pezzo.
Nonostante possa sembrare un componente "primitivo" ha in alcuni campi di utilizzo molti vantaggi e una affidabilità invidiabile.
Se utilizzato con micro è facile avere completa linearità e sufficiente precisione.
Il DS18B20 va sicuramente bene se ne parla molto ma per ora non lo conosco affatto.
Per ora ho sempre utilizzato soluzioni analogiche.


Il display poi va a gusti ma ci sono soluzioni interessanti oled 1.3" già a circa 5 euro.
Altrimenti uso anche i vecchi Lcd 4x20 caratteri che sono sempre ottimi.
Tra l'altro si vedono perfettamente in qualsiasi condizione di illuminazione come ad esempio questo direttamente al sole.

Nulla impedisce di seguire la ricetta originale.


Ciao

[Turk182]

Si, conosco il display di cui parli, ne ho almeno uno, ma è da 4 a 6 volte più grande dell'Arduino Nano.
E non dimentichiamo che deve visualizzare esclusivamente due o tre cifre, giusto la temperatura in °C, quindi le righe in più sarebbero inutili (e i singoli numeri, in proporzione, più piccoli).

Circa il sensore di temperatura ho visto quello su aliexpress, ma non ho voglia di attedere un altro mese o più. Direi che si, seguiamo la ricetta originale.

Arduino Nano, Display TM1637, sensore di temperatura DS18B20 e controllo Veltole "Fast PWM" a 4 pin.