полноценный климат на arduino

[Chip]

Термисторы бывают разные
мне пришлось калибровать по 10 точкам, -50 градусов проблема найти, минимальную точку делал -20(в морозильнике)
Да и с повторяемостью устройства вопрос, сможет ли человек найти такие же термисторы?

[SBorovkov]

Кстати, зря говорите, что темой мало интересуются.
Я вот все жду, когда будут результаты с целью повторения.

Был бы желающий поучаствовать в Москве - скорее всего уже был бы климат. У меня нет машины, которую я бы мог раздраконить. На моей климат есть штатно, а машину жены я драконить не буду, во избежание.

[SBorovkov]

С термисторами я имел дело несколько лет назад. Столкнулся с тем, что кривые у термисторов, имеющие один и тот же номинал могут заметно отличаться. То есть при температуре 0 градусов термисторы имеют одинаковое сопротивление. А при +25 - уже разное.
Поэтому для повторяемых и точных измерений я бы порекомендовал использовать калиброванные датчики температуры. А уж с цифровым выходом или с аналоговым - дело другое.

[AndreyAv]

Я почему то предполагаю, что термисторы одной и той же модели одного и того же изготовителя, будут иметь очень похожую характеристику. Если у совсем разных термисторов сравнивать только номиналы при одной температуре, то возможна разная кривая изменения сопротивления.
В моем лоте на ебае была приложена pdf с графиками характеристик. Хотя я вполне допускаю что они "*****", потому что пока было лень тестировать больше одного ) И тестер с градусником куда то делся.

UPD: Странно, цензура запрещает такие безобидные слова, как "*****" )

[SBorovkov]

Вроде прошивка для климата и софт для калибровки сервомеханизмов, загрузки систем условий (куда, когда и как дуть) почти написаны.

Остался один вопрос, который я никак не могу решить: как определять положение заслонки смешения холодного и горячего воздуха? Ну и с какой силой этим воздухом дуть в автоматическом режиме...

Дальше очень, очень много буковок.

Есть различные варианты подхода:
Самый простой:
Этот вариант реализован manu_245: если температура слишком низкая - горячий на полную, если слишком высокая - холодный на полную.
Этот подход неплохо работает у manu_245 потому, что, насколько я понял, у него регулируется не температура воздуха, а поступление горячего антифриза. Система в результате из-за этого достаточно заторможена и через некоторое время подобная система скорее всего выйдет на какое-то более-менее стабильное состояние.

Плюсы:
1. очень простая
2. не требует каких-либо калибровок
3. в следствии пунктов 1 и 2, система крайне стабильна. Грубо говоря, она не будет долго дуть горячим воздухом в уже перегретую машину.
4. Система очень прилично реагирует на внешние раздражители. Грубо говоря, открываешь окно в мороз - начинает дуть горячим, мгновенно подстраиваясь к новым реалиям.
Минусы:
1. Очевидно, это неоптимальная работа. К примеру, климат может выдавать определенную температуру на выходе воздуховода (по датчику обратной связи). Однако, данный вариант системы ориентируется только на температуру салона, которая очень сильно задемфирована теплоемкостью салона и объемом воздуха. В результате температура на выходе воздуховода будет меняться даже при достижении нужной температуры, что будет банально неприятно.
2. Возможны колебания около заданной температуры с достаточно большой амплитудой - несколько градусов. Это связано с запаздыванием изменения температуры воздуха салона.

Вариант физический:
Для того, чтобы в машине зимой было тепло, нужно сделать две вещи: прогреть воздух в салоне (вспомнили понятие теплоемкости) и после этого продолжать дуть теплым, поскольку тепло уходит из салона (вспомнили про тепловодность стекол, дверей и прочего).
Соответственно, если мы знаем внешнюю, внутреннюю температуру нужную температуру салона, а также у нас есть константы теплопроводности и теплоемкости, то можно расчитать поток тепла, который необходимо гнать в машину.
Грубо говоря, поток тепла складывается из двух слагаемых
(InTemp-OutTemp)*KTermalConductivity
и
(DestTemp-InTemp)*KTermalCapacity
где:
InTemp - внутреняя температура
OutTemp - внешняя температура
DestTemp - заданная на климате температура
KTermalConductivity - константа теплопроводности
KTermalCapacity - константа теплоемкости

Дальше вроде как все просто - вычисляем необходимую скорость вентилятора, температуру на выходе воздуховода и вуаля...?

Плюс при правильных подборах параметров:
1. комфортный и быстрый набор нужной температуры
2. отсутствие скачков на выходе воздуховода в стабильных условиях
Минусы...:
1. Необходимость определить две константы. Ну, предположим, их можно высчитать, путем постановки эксперимента. И даже сам климат может справиться с этим заданием.
2. При неправильном определении констант, либо при изменении условий (открытое окно), климат начинает "дурить": - поддерживать не нужную температуру, а нечто другое.

Способ математический:

Возьмем заданную температуру и температуру салона. Предположим, что они различаются. Начинаем дуть воздухом с текущим положением заслонки. Смотрим за динамикой изменения салонной температуры и сверяем ее с некоторой желаемой. К примеру, мы можем задать что при 4>(DestTemp-InTemp)>2, считаем, что температура салона должна меняться со скоростью 3 градуса в минуту. Если температура салона меняется не туда или медленно/быстро - меняем положение заслонки. То есть мы ориентируемся на
DestTemp, InTemp и производную InTemp по времени.

Понятно, что подход можно улучшить, выставив какие-либо первоначальные условия и немного доделав, не допуская откровенных "косяков", типа потока холодного воздуха в и так холодную машину.

Плюсы:
1. Поддержка нужной температуры даже с учетом изменений условий
2. не нужно выполнять сложную калибровку
минусы:
1. Необходимо продумать механизмы недопущения косяков.
2. Система может выходить в нужный режим достаточно долго
3. Сложно вычислить изменение температуры в салоне за небольшое время. Это связано с тем, что воздух в салоне прогрет неравномерно и при движении машины (особенно - поворотах) перемещается по салону.

Совмещения подходов:
К примеру, можно как-то совместить физический и математический подходы. Физический даст более-менее правильное начало движения к заданной точке, а математический - на подходе к нужной температуре не даст сильно промахнуться.


Надо отметить, что, видимо, сама по себе задача не совсем простая, поскольку домашний инверторный кондиционер panasonic работает, прямо скажем, не идеально, явно предполагая какую-то теплоемкость помещения и прочее. А вот к тупому как пень кондиционеру LG в два раза более дешевому, и работующему по самому простому принципу, у меня, как ни странно, претензий никаких нет. Но одно дело - кондиционер, не дующий на человека практически никогда и другое дело - машина....

Другой пример работы климата из машины - штатный климат в фокусе, при долгой поездке он зачастую перегревает зимой салон (у многих так, не у меня одного). Что говорит о том, что их климат ориентируется не напрямую на заданную температуру и температуру салона, а на какие-то другие параметры.


Если у вас есть мысли на эту тему, отпишитесь, пожалуйста. Я уже себе мозг сломал на этой теме.

[SergY]

SBorovkov, всё верно мыслишь. В моём авто алгоритм работает опираясь на показаниях 4 датчиков.
1. За бортом
2. Внутри салона (к нему даже подведена трубочка для более интенсивного забора воздуха), который находится под рулём.
3. Датчик на выходе заслонки.
4. Фотодатчик (следит за интенсивностью солнца.
Кроме того тут не упомянуто об особых режимах работы.
Вот например зимой (на улице -15): В исходном состоянии двигатель заведён и непрогрет (менее 0 гр.). Вентилятор молчит. Двигатель прогрет до 0 гр, вентилятор включается на первое деление (у меня на табло их 4), заслонка тепло-холод открывается наполную на тепло, распределение воздуха (много ноги-мало стекло) по мере прогревания двигателя нарастают обороты вентилятора. При температуре 50 гр. вентилятор пашет на полной скорости, максимально быстро согревая салон, ну и соответственно по мере согревания салона корректируется скорость вентилятора и состояние заслонки тёплого воздуха, которая как ты заметил орентируется на разницу показаний датчика за бортом и на борту.
В своё время я тоже задумывался о климат-контроле. В результате чего хотел сделать подобный девайс, начитался теории думал о реализации. Но потом решил купить готовый блок управления от маей марки машины, но с соответствуещей комплектации. В результате заказал блок управления с ебэя за 1500р. натыкал терморезисторов по книжке от машины, поставил полевик на уапрвление вентилятором, езжу наслаждаюсь

[SBorovkov]

ну я еще сделал обдув стекол, чтобы стекла инеем не покрывались, пока двигатель не прогрет. Но это все уже не к прошивке относится, поскольку данные по тому когда и как дуть хранятся в eeprom и их можно менять с компьютера в спец. программе. В этой же программе можно задавать положения серв для различных направлений потоков воздуха, параметры вентилятора и прочее.

Пока вот только не знаю как сделать качественную термостабилизацию

[lexus22]

Здравствуйте!
Я читал Ваши посты... увидел что еслиб были в Москве желающие то были бы приняты для теста на машине )
Я желающий, но попасть на такой проект даж как то не надеюсь ) имхо у меня ваз 21013 хоть и тюненая хорошенько. Вообще я бы хотел узнать, при желании и чтоб сделать такую вещицу на копейку... нужно менять печку? а то там только горячий шпарит как будто кочегар сидит, а вот холодного нет воздуха. или возможно как то изменение программы чтоб допустим до 30 додувала и отключалась потом через каждые 5 мин проверла температуру и если меньше опять включалась?

А вообще готов пробовать любые проекты на своей машине ))) естественно с вложениями!

на всякий случай ICQ 262671937

[lexus22]

Прошу прощения за флуд... У меня не отправляется Вам личное сообщение, но Ваше сообщение мне пришло. Отправьте пожалуйста Ваш E-mail в лс, возможно там будет проще продолжить общение )

[Mastar]

Нельзя сравнивать терморезистор с DS18B20
На терморезисторах с калибровкой будет геморой, да и погрешность у них большая

Добавлю еще и тот момент, что когда я сегодня вечером проверил работу DS18B20 на 9,5 метров с обычным "стерео-шнурком" (два проводочка в экране), под управлением библиотеки OneWire. В скетче поставил задержку в 100 ms и за два часа не произошло ни одного всплеска или провала на самописце.
Хотя в описании от далласа, есть упоминание про 750 ms, как минимально-гарантированном времени считывания. Использовал пример от SBorovkov, но удалил LCD и посылал по TX в комп, а там, с паузой в 5 ms опрашивал на на скорости 9600, под управлением LabView.

Точность данных совпадала практически на 100% с инфракрасным термометром.