Autor Tema: Control de potencia con pseudo PWM  (Leído 4509 veces)

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Desconectado AcoranTf

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Control de potencia con pseudo PWM
« en: 04 de Noviembre de 2011, 18:07:11 »
Hola os presento mi proyecto para controlar la potencia de los tres calefactores de una placa vitroceramica de cocina. Todos sabeis que estas placas vienen con un sistema de control bastante rudimentario y poco practico, ya que lo que hacen es calentar al maximo durante unos segundos y apagarse durante otros segundos, dependiendo de la potencia seleccionada. Esto lleva a que hay momentos en que la comida sobrepasa muchisimo la temperatura ideal, mientras en otros periodos se enfria bastante.
Mi idea es hacer un sistema de control proporcional, o sea que el calefactor este siempre encendido, durante el tiempo de cocinado, pero con la potencia seleccionada, de ese modo la temperatura sera casi constante durante todo el proceso de cocinado.
Inicialmente pense hacer algo parecido al control dimmer de tres canales de "panxulitho", o incluso diseñar uno desde cero utilizando PWM. Pero al observar el sistema original de estas placas y ademas viendo que los calefactores no tienen ningun sensor de temperatura, pense que lo mas facil y practico es mejorar el sistema original y en lugar de calentar al maximo 20 segundos y apagar completamente otros 40 segundos, podria hacer lo mismo pero tomando como unidad no el segundo, sino el ciclo de la red. De ahi nace este pseudo PWM. Lo llamo asi porque el comportamiento es parecido a un control por PWM, pero no se utiliza realmente ningun modulador de ancho de pulso.
La explicacion es bastante sencilla: tomo como base de tiempos el segundo, que en europa tiene 50 ciclos completos y en america 60. Yo voy a trabajar sobre los 50 Hz. ya que vivo en Europa, pero es muy sencillo pasarlo a 60 Hz.
Si tomamos como dije un segundo, o sea 50 ciclos de red, el 100 % de la potencia seria logicamente encender permanentemente el calefactor. Para un 90 % encenderia dicho calefactor solo los 45 primeros ciclos del segundo, permaneciendo apagado los otros 5 ciclos. Para el 80 serian 40 On y 10 Off, para 70 % 35 On y 15 Off, para 60 % 30 On y 20 Off, para 50 % 25 On y 25 Off, para 40 % 20 On y 30 Off, para 30 % 15 On y 35 Off, y finalmente para el 20 % de potencia seria 10 On y 40 Off.
Al ser un control bastante lento, equivalente a un PWM de 1 Hz. no es totalmente valido para iluminacion, pero si para el resto de usos y sobretodo para el que ha sido diseñado y tambien para control de fuentes regulables y velocidad de motores. Por contra la principal ventaja es la sencillez de implementacion, ya que basta un detector de cruce por cero, comun a todos los canales que se deseen controlar con el mismo PIC, que dara los impulsos de cuenta de ciclos al PIC y que en base a la potencia seleccionada para cada canal, activara la señal de disparo del optotriac, (MOC3041), el cual a su vez al contener otro detector de cruce por cero, se disparara solo cuando coincidan ambas señales, la del PIC y el cero de la red.

En cuanto acabe el software y la simulacion, lo pondre por aqui para que lo veais y si os sirve lo utiliceis. Tambien por supuesto para que aporteis vuestras opiniones y comentarios.

Saludos.

Desconectado AcoranTf

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #1 en: 20 de Noviembre de 2011, 22:23:48 »
Bueno no piensen que me olvide de este proyecto, es que llevo dos semanas que mi trabajo normal no me deja apenas tiempo y por eso no he avanzado lo esperado, pero ya estoy de nuevo con el, probando la simulacion. En el momento que lo tenga funcionando lo pondre.

Saludos.

Desconectado Marttyn

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #2 en: 21 de Noviembre de 2011, 13:29:02 »
Por que no utilizar un diseño de un dimmer normal? simplemente controlas la onda con un triac, si lo quieres al 50% disparas la onda siempre al 50% y tendras la placa de induccion funcionando a media capacidad...
Bueno, es lo mismo que dices tu, pero en vez de encender o apagar semiciclos completos, haces lo mismo pero con cada semiciclo.
Creo que la complejidad es la misma... no?
La gente ve las cosas que existen y se pregunta por qué.
Yo prefiero imaginar lo que no existe y preguntarme por qué no.

Desconectado Nocturno

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #3 en: 21 de Noviembre de 2011, 13:46:35 »
Pero haciéndolo como propone Acoran es mejor porque el triac no conmuta cuando la señal está en nivel alto en ningún caso, y eso evita ruidos electromagnéticos y prolonga la vida de los triac. Para que te hagas una idea, es la misma diferencia que cerrar un relé cuando no tiene carga o cuando la tiene a tope.

Lo que no comparto de tu razonamiento, Acoran, es que sea suficiente con hacer una analogía entre segundos y ciclos de reloj; es probable que para que funcione bien tengas que mantener ese ciclo inicial de 20 segundos para precalentar todo.

Desconectado Marttyn

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #4 en: 21 de Noviembre de 2011, 14:36:58 »
Si, es verdad lo de conectar con carga... Y probablemente tambien es verdad que necesites precalentar como dice Noc... :)
La gente ve las cosas que existen y se pregunta por qué.
Yo prefiero imaginar lo que no existe y preguntarme por qué no.

Desconectado AcoranTf

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #5 en: 27 de Noviembre de 2011, 20:50:31 »
Bueno respecto al tema de precalentar, lo cierto es que seria mejor hacerlo, pero de todos modos aunque no se le de ese tiempo inicial, solo retrasaria un poco el alcance de la temperatura seleccionada. Posiblemente te haga caso Nocturno y le ponga un tiempo de inicio sin regulacion, para posteriormente regular y mantener la temperatura.
Por otro lado aparte de la ventaja de conmutar siempre sin carga, (en el paso por cero), tambien tiene otras ventajas este sistema, por ejemplo poder controlar varios dispositivos, (en este caso fuegos), con un simple 16F84.
Estos dias tengo tiempo y quiero acabar las pruebas y publicarlo.

Saludos.

Desconectado cabezadehuevo

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #6 en: 12 de Febrero de 2014, 17:59:36 »
[hola maigo quisera queeniesel proyecto que estas haciendo para hacer uno pareicdo

Desconectado cabezadehuevo

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #7 en: 12 de Febrero de 2014, 18:03:33 »
no te olvides por fa que qusiera aumentarle mas cosas.

Desconectado Picuino

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #8 en: 12 de Febrero de 2014, 18:20:52 »
Se me ocurre una manera más suave de manejar la potencia:

Si quieres potencia al 90%:  enciendes 9 ciclos y apagas 1
Si quieres potencia al 50%:  enciende 1 ciclo y apaga 1 ciclo
Si quieres potencia al 25%:  enciende 1 ciclo y apaga 3 ciclos

¿Cómo se implementa este algoritmo para todas las potencias?

1º.- Cargas el ciclo de trabajo en una variable. Por ejemplo 78%:
   D = 78

2º.- Sumas en otra variable el ciclo de trabajo:
   S = S + D

3º.- Si (S>100)
          S = S - 100
          salida = 1

       En caso contrario
          salida = 0

4º.- Espera al siguiente ciclo

5º.- Salta al punto 2


Este esquema es parecido a la modulación sigma-delta y es el más suave posible para una frecuencia dada.

Por ejemplo, para ciclo de trabajo = 78:

S      Salida
78   0
56   1
34   1
12   1
90   0
68   1
46   1
24   1
2   1
80   0
58   1
36   1
14   1
92   0
70   1
48   1
26   1
4   1
82   0
60   1
38   1
16   1
94   0
72   1
50   1
28   1
6   1
84   0
62   1
40   1
18   1
96   0
74   1
52   1
30   1
8   1
86   0
64   1
42   1
20   1
98   0
76   1
54   1
32   1
10   1
88   0
66   1
44   1
22   1
100   0
78   1
56   1
34   1
12   1
90   0
68   1
46   1


Saludos.

Desconectado Picuino

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #9 en: 12 de Febrero de 2014, 18:28:13 »
Lo bueno del conversor DAC sigma-delta es que los cambios de encendido a apagado sólo duran un ciclo (20ms) como mucho.
Eso permite que lo puedas usar incluso para motores.

Con la codificación PWM, los tiempos de encendido y apagado para un ciclo de trabajo del 50% llegan a ser de medio segundo, que es demasiado. Incluso en la vitrocerámica vas a notar una variación.
 
Saludos.

Desconectado AcoranTf

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #10 en: 19 de Febrero de 2014, 20:23:36 »
Hola de nuevo, casi me da verguenza, ya casi dos años y el tema practicamente abandonado. Realmente me estoy volviendo muy perezoso, ademas de tener poco tiempo debido a mi trabajo.
Picuino justamente el sistema que comentas es el que tengo en mente desde el principio, aunque esa tabla que pones al final no entendi bien lo que hace.
Por otro lado el efecto de enfriamiento que produciria un periodo de trabajo corto, por ejemplo a partir del 70 % hacia abajo, se podria compensar no haciendolo totalmente proporcional, sino que mediante medidas reales, se corrigiese el numero de ciclos a encender para determinado porcentaje, basandonos mas en la temperatura que en el porcentaje de potencia.
Por cierto, gracias por seguir por aqui y por comentar.
Voy a intentar retomar los varios proyectos que tengo "aparcados" a ver si los acabo definitivamente.

Saludos.

P.D.: Tambien se podria compensar intercalando los ciclos que se desconecta, entre los que se conecta, por ejemplo para el 50 %, se encenderia los ciclos impares y se apagaria los pares. Para porcentajes impares, habria que calcular y decidir a que estado dejamos el ciclo sobrante. De este modo, se pareceria mas al DELTA-SIGMA que describes y creo que el efecto de enfriamiento no seria tan acusado.

« Última modificación: 19 de Febrero de 2014, 20:28:35 por AcoranTf »

Desconectado Picuino

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #11 en: 20 de Febrero de 2014, 14:44:10 »
La tabla representa el valor del acumulador (S) donde se va sumando el ciclo de trabajo y el valor de la salida de potencia. Cada vez que el acumulador S sobrepasa el valor de 100, la salida se activa y al acumulador se le resta 100.
Esa es la modulación Sigma-Delta.
Saludos

Desconectado Picuino

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Re: Control de potencia con pseudo PWM
« Respuesta #12 en: 20 de Febrero de 2014, 14:49:00 »
Con esa modulación, el máximo tiempo activo será de 10ms (un semiciclo) para ciclos de trabajo menores de 50%.
Es la modulación mas suave posible que se puede conseguir con el encendido en el cruce por cero.
Saludos.


 

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