control PID del cable NiCr

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Necesito diseñar un mecanismo de control para calentar un cable de nicrom de 15 cm (para ser específico del cable de NiCr de calibre 36).

Estas son las siguientes restricciones

1) La fuente de alimentación está a 5 voltios del USB en la PC.

2) El rango de temperatura del cable de nicrom debe estar entre 30 y 60 grados Celsius.

Una vez que el cable se calienta a esta temperatura, la fuente de alimentación debe reducirse y, si la temperatura disminuye, debería calentarse y mantener la temperatura prescrita.

Así que decidí usar una placa de creación rápida de prototipos básica: Arduino para controlar el suministro al cable a través de la salida PWM.

Dado que la salida de corriente de los pines GPIO de Arduino está en pocos mA, debo usar un circuito de controlador para calentar el cable.

Así que aquí están mis dudas

1) Cómo calcular la cantidad de corriente requerida para calentar el cable de NiCr a 30 grados C con 5V de suministro usb.

2) Estoy pensando en usar un mosfet para suministrar al cable, de modo que conecte la salida pwm directamente desde aurdino a la puerta del mosfet. ¿Es eso factible para estas especificaciones? O debería usar cualquier otro controlador IC's

3) Para controlar la salida de pwm, necesito medir la temperatura actual del cable de NiCr y alimentarlo en el ADC de arduino, y en función de la retroalimentación debo controlar la salida de pwm al controlador.

4) Para medir la temperatura actual del cable de NiCr, no puedo usar ningún sensor de temperatura o termostatos. Tengo que medir la resistencia a través del cable y relacionarlo con la temperatura. ¡Me han golpeado!

Cómo relacionar o crear una tabla de búsqueda para determinar la temperatura del cable de NiCr en función de la resistencia del cable.

    
pregunta HRG

1 respuesta

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  1. Intente encontrar algunas tablas u otros datos empíricos que sean similares a su aplicación. Hay ecuaciones para la pérdida de calor en varios medios ( La ley del rey para la pérdida de calor de un cilindro infinitamente largo viene a la mente), pero sospecho que obtendrá mejores resultados de las pruebas. No necesita ser exacto, solo para tener más que suficiente poder en las peores condiciones.

  2. Bueno, realmente no tiene una especificación hasta que conozca la corriente, que dependerá de varios factores y la frecuencia de PWM. Si su frecuencia PWM es baja, puede cambiar el 0.5A disponible directamente desde un USB (0.1A es todo lo que es realmente kosher) sin un controlador de puerta MOSFET. No hay garantía de que la potencia sea suficiente, sin embargo, incluso si el 100% llega al cable, eso es solo 2.5W.

  3. Usted podría incorporar un CI de medición de corriente (o una resistencia de derivación y un amplificador) que sea lo suficientemente rápido para establecerse durante el tiempo de encendido de PWM y medir la resistencia. También puede medir el '5V' ya que no es probable que exista y puede haber una caída de voltaje significativa en el cable.

  4. Una vez que tenga la resistencia, puede usar el coeficiente de temperatura de NiCr y realizar una calibración de un solo punto (mida la resistencia a temperatura ambiente sin permitir el calentamiento espontáneo).

respondido por el Spehro Pefhany

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