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Arduinoを使用したペルチェ電圧のサーミスタ制御(DSLRチルボックスプロジェクト用)
私は電子機器に少し精通していますが、ほとんどは子供の頃に電子機器キットをいじくり回していたからです。しかし、それはかなり前のことでしたが、20年ほど前かもしれません。現在、Canon 5D IIIのコールドボックスまたは「チル」ボックスで作業しているので、低ノイズの天体写真撮影のために、温度を非常に低く、非常に安定した状態に保つことができます。 ボックスの一般的なデザインがあり、冷却のために銅製のボックスに直接接続された単一の12v 5.8アンペアのペルチェ(TEC)を使用しています。箱は現在、押し出しフォームボードで断熱されており、ペルチェのホットプレートは古いコンピューターキットの水冷却器で冷却されます。 しかし、私は自分のプロジェクトにもっと意欲的になっています。温度調節を行い、一定の温度を維持し、最終的に2段階冷却に移行して、周囲温度に対して-55-60°Cに近いDelta-Tを達成したいと考えています(冷却ボックスは、カメラなので、センサーは、ボックス自体の銅メッキの温度よりもおそらく10°Cほど暖かくなります。)2つの主要なモードが必要です。 急速冷却モード。ペルチェを12v以上(最大電圧は15.4v)で動作させ、ボックスを目標温度まで急速に冷却します。 規制されたメンテナンスモード。ペルチェが供給できる最大冷却温度を超える一定の温度を維持するために、低い電圧でペルチェを動作させます(わずかな温度変動に応じて電圧が調整されるためのヘッドルーム用)。 可能であれば、温度を2〜3°C以内に維持したいと思います。私はArduinoを調べました(そして過去に同じようなことを台無しにしました)、それはタスクに完全に理想的であるように見えますが、1つの例外があります:ペルチェ、そして確かに2つではありません。 私はこれをどのように達成できるかについていくつかの研究を行ってきましたが、関連する電子機器についての理解が不足しています。Arduino Uno用の2リレー「シールド」を見つけました。これは、それぞれ最大8アンペア、最大30 Vの2つのデバイスに電力を供給できます。Arduino自体から制御できます。リレーの設計では、磁気コイルを使用してスイッチを作動させ、モーター、ソレノイド、または私の場合はペルチェなどのコンポーネントに独立した電源を使用できるようにします。しかし、実際にArduinoでリレーの電圧を調整する方法は見つかりませんでした。 だから私は調査を続け、トランジスタの使い方、正確には特定のMOSFET、ベースがArduino出力に接続され、コレクタ/エミッタが必要なものの電源ループに接続されている方法を示すいくつかの回路図に出会いましたより高い電圧で電力が供給され(ここの電流は不明)、これにより電圧の制御が可能になりました。 これらのコンポーネントのいずれかを台無しにしてから非常に長い間、私の記憶は非常に荒く、すべてがどのように機能するかを完全には結び付けていません。Arduinoを介した高出力デバイスの電源供給および電圧制御の完全な例への参照に満足しますが、ここで誰かがこのすべての仕組みと理由を説明できるなら、それが最も理想的です。概念を理解したいので、パターンに従うだけでなく、後で再適用できます。

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このサーミスタを特定するにはどうすればよいですか
亡くなったガジェットのコンポーネントを清掃していて、将来使用したいサーミスタを見つけました。問題は、シリアルコードが印刷されていないことです。メーカーを知らないと、データシートを見つけるのは難しくなります。私はEEではなく、初心者です。サーミスタであると想定しているのは、抵抗が温度によって変化することを経験的に確認しており、安価なプロモーションギフトの中にあったため、より高価なコンポーネントを使用したのではないかと思います。これがその写真です。 それについて私が確実に言えることは、それが負の温度係数のサーミスタであることです。私は安いマルチメーターを使用していくつかの測定を行いました、そしてここに値があります: だから私の質問: このようなものを見たことがありますか?あなたはたまたまそれがどのブランド(または可能なブランド)なのか知っていますか? 画像とおおよその抵抗を使用してコンポーネントを特定できるように、オンラインカタログまたはDBはありますか? 識別に失敗した場合、プロットから関数を推測できますか?つまり、これらの測定値は動作またはサーミスタと一致していますか?(私は線形の動作を期待していましたが、私の結果を考慮すると、値の1つが異常値であるか、関数が線形ではありません) 注: 最初の測定は、アイスキューブ内の抵抗を使用して行われました(複数の読み取り値を確認しました)。ここの気温は0℃に近いと思います。 最後の測定は、温水コップ内のサーミスタで行われました。デジタル体温計を使用して温度を測定しました。 これら2つの測定値は、私が自宅で利用できる手段で取得できた最も正確な測定値です。体温計アプローチを使用してさらにいくつかの測定値を取得しましたが、34〜44ºCの範囲の値しか表示されないため、あまりにも近すぎて有用ではありません。沸点(100ºC)での再測定を考えていましたが、これらの水温を測定する手段がありませんでした。したがって、中間の読み取りは周囲温度で行われました。私のACサーモスタットによれば、約26度でした(これは整数のみを示しています)。 私の安価なマルチメーターには、測定ケーブルの固有の抵抗があります。0.5オームで、精度は+ -0.8%ですが、これは温度読み取りのエラーと比較して何もないので、この情報は意味がないと思います。

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サーミスタを校正する最も簡単な方法は何ですか?
実験装置にアクセスできない趣味家として、私が持っているサーミスタを校正することは私には本当に不可能に思えます。 もちろん、DS18B20のようなキャリブレーションされた温度センサーがありますが、Aruino UNO(新しいMCUと比較して)のような遅いMCUの特別なサーミスタはより高速です。 ラボ機器を使用せずにサーミスタを校正するには、どのようなオプションがありますか?

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多くのウィンドウコンパレータの簡素化
私は8つのサーミスタを使用していますが、それぞれが温度ウィンドウ内にあることを確認する必要があります。それらはすべて同じウィンドウを持ち、どれが何個が有効範囲内にあるかは気にしません。それらすべてが(同じ)ウィンドウ内にあるかどうかを知る必要があります。これはハードウェアのみのソリューションであるため、ADC読み取りのソフトウェアシーケンスは問題外です。 現在、私の最善の解決策は、多数のコンパレータICを使用し、サーミスタごとに個別のウィンドウコンパレータを実装することです。ソリューションを最適化するために、それぞれにオープンドレイン出力を備えた複数のクワッドコンパレーターを使用して、それらをすべて接続することができます。それでも、本質的には同じ回路です。私が作成できるリファレンス/トリガー電圧は、バッファリングしてからすべてのコンパレータに供給します。 私は問題にコンパレーターの束を投げるだけで愚かだと思います。これ以上の方法がないかどうかはわかりませんが、私は主にボードスペースを最適化しようとしています。あなたが知っている創造的な方法はありますか?たとえば、すべてのサーミスタの最小/最大電圧を選択し、単一のウィンドウコンパレータを使用します(編集:2つのコンパレータofc)。これは、IMHOがより大きなソリューションをもたらすため、良い答えではありません。インスピレーションを得るためにこれについて言及します。 編集:私はソフトウェアベースのソリューションが最善であることを知っています。それが、誰もがそれを示唆するのを防ぐために、冒頭と前にそれを述べた理由です。問題がこのように定義されている理由は、これは安全回路であり、仕様ではソフトウェアモニターに加えてハードウェアのみのソリューションを実装する必要があるためです。したがって、ソフトウェアベースのソリューションはすでに存在しています。ハードウェアベースのソリューションを実装するための最良の方法を見つける必要があるだけです。

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オペアンプ回路が期待どおりに動作しない
私が望んでいること(冷却ファンを制御する)を正確に実行するはずの回路がネット上に見つかりましたが、常に「オン」になっています。回路図にエラーがあるのか​​、それとも他に見逃していないのかわかりません。 サーミスタが「冷たい」場合は、ファンをオフにする必要があります。加熱すると、ファンが作動するはずです。現時点では、ファンは常にオンです。私は私の配線などを再確認しました、そして私は写真に従ってそれを持っていると確信しています。一時的なトリガー調整を可能にするために、R4を10Kトリマーに置き換えました。 これは回路図です: これは私が働いている記事です。 UPDATE: 回路がどのように参照するには(Qucsを使用して)シミュレーション作らなければならない振る舞いを。マルチメータで測定した抵抗の実際の値を使用しました(以下の説明を参照)。ここにスクリーンショットがあります: (注:パーツビンにファンが見つからなかったため、効果のためにダイオードを挿入しました) 電圧レベルをめちゃくちゃにしているオペアンプの端子の問題はありますか?まったく新しいものですが、静的に圧縮されていないわけではありません。 別の更新: サーミスタが「加熱」された場合の回路の動作を確認するためにQucsを使用することを決定しました。R1の値をランダムに選択すると、次のようになりました。 このシミュレーションは、オペアンプバイアスが変化して「低」出力を生成することを示していますが、Q1のベースはまだ高く、ファンで約2.4Vの低下を引き起こしています。以下の@vicatcuとの会話をフォローしている人にとって、これは回路にデザインフロアがある可能性があることを示唆しています。Q1を「オン」の位置に保持している可能性のある他のことを誰かが知っていますか 741 OP-AMP データシート 更新#3: 与えられたポインターのいくつかを使用して、回路の実際のシミュレーションを作成することができました。 一番上の回路はサーミスタが「コールド」であり、リーク電流以外は、ファンは実質的に「オフ」です。下の回路は、サーミスタが「ホット」で、快適な11.4Vで駆動していることを示しています。ここでの秘訣は、単一の電源を使用してこれを実現する方法です。回路を駆動するために単一の12V電源パックを使用するつもりでした。これらの回路には2つの電源があります。私は分圧器を使用してシミュレーションを試みて、単一の電源から電圧を分割しましたが、サーミスタが「高温」になると、回路全体の電圧が約2Vになり、ファンは約0.8Vになります。正確に「ON」ではありません。予備の9V電源パックがいくつかあるので、上記の構成で12Vと9Vパックを使用して回路に電力を供給できますが、単一の電源で済むのであれば理想的です。 更新#4:これ は、温度変化(摂氏度)としてのサーミスタ抵抗の大まかなプロットです


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Arduino sous-videプロジェクトの温度センサー
このようなsous-vide用のPIDコントローラーを作成していて、取得する温度センサーを決定しようとしています。 優先事項: 費用:英国で25ポンド未満の配送 精度:+/- 0.5C 範囲:0-100C 出力:最小限の追加回路でArduinoが読み取れるもの(例:0〜5VDC、簡単に測定できる抵抗、またはOneWireなどのデジタル出力) 物理的:防水性、食品安全(理想的には)、少なくとも1メートルのリード付き-理想的には、このフォームファクターを作成するには余計な労力をかけない(ワークショップはありません) 故障モード:故障が温度の低下ではなく過熱の読み取りを引き起こした場合に理想的です 必要に応じて上記のいずれかについて妥協して満足していますが、これは私の理想です。また、他に何を妥協すべきかについての提案も受け付けています。私は特に、kタイプ、pt100、TMP36チップ、および「標準」10Kサーミスターなどのセンサーに関する考えに興味があります(これらの名前が十分に具体的でない場合は、私が何であるべきかを知らせてください代わりに探しています)。

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Arduinoで監視されるサーミスタ回路の落雷/サージ保護
私は、太陽熱温水器の市販の温度差調節器を、独自設計のArduinoベースの調節器に置き換えるかどうかを検討しています。私はそのようなことについて危険であるほど十分に知っています。 最初の質問:古典的な5V / 10Kohmサーミスタ電圧スプリッタ回路は、雷雨の間に何かを吹き飛ばしますか?サーミスタは、屋根に取り付けられた太陽電池パネルの60フィート離れたところにあります。ケーブルはシールドおよび接地されています。必要なもの-サーミスタ回路のサージプロテクタ、サーミスタリ​​ードへのいくつかのRC接続、サーミスタへのより多くの電流フローのためにベース抵抗を減らす.... 2番目の質問:Arduino Atmegaマイクロプロセッサは、電源が切れた後にソフトウェアの実行を自動再起動して再開しますか?別の言い方をすると、停電後にリセットボタンを押す必要がありますか?
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