Travaux et conseils pratiques ⇒ Composants pour pico brasserie commandée par arduino

[random]

Désolé mais mes bases en électricité (ou -onique) me font un peu défaut et je n'ai peut-etre pas tout compris ce qu'est un "PID". je demanderai à mon entourage si quelqu'un peut me donner une explication détaillée (J'ai un cousin automaticien et travail dans le logiciel embarqué )

C'est clair que si on utilise le composant proposé, il faudrait encore un autre contrôleur pour gérer la puissance .... Mais j'avais en tête d'utiliser une simple plaque électrique "portable" avec une sorte de relais "on/off", ensuite jouer avec "on/off" pour garder une température constante, comme marche déjà la plupart des cuisinières électriques. Naïf? N'existe pas une autre solution avec un potentiomètre commandé electriquement? Ou bien quelques chose basé sur PWM, tel qu'on peut commander des servos moteurs? Bon cas hardcore que je n'implémenterais pas mais qui pourrait être fun, commander le bouton de la plaque avec un servo, yieah!

Probablement qu'on arrive à de bien meilleurs résultats en gérant la puissance mais je voulais rester simple, voir peut-être un peu trop millimaliste. Est-ce que la difference de résultat en vaudrait la peine? A tester!

C'est clair qu'une mini-ITX avec clavier et souris serais le confort total, mais pas assez "embarqué" à mon goût, je pensais vraiment à une interface avec écran tactile (QT framebuffer sous Linux). Cependant c'est clair que l'interface serait développée au préalable pour PC (avec QT ) et ce ne serait pas un boulot perdu! Question interface Web j'y avais pensé mais comme n'aimant pas vraiment programmer le web ... Et pourquoi pas un web service qui permettrait enuite de développer une application cliente sur Android, iOS ou encore ton navigateur préféré?

Merci NicoJ pour ton intérêt et tes chouettes idées!

[lamouette]

salut random,
Sur le papier c'est faisable.
Mais juste comme ça , je trouves que tu devrais essayer de fabriquer dans un premier temps un bon mélangeur sur ta cuve d'empatage , avec une régulation thermique parfaite et avec température homogène en fonctionnement , ça n'est pas si simple , en tout cas peut etre moins que de programmer un Arduino.
Sans un matériel "hardware" performant le software n'est même pas envisagable voire dangereux. Si le mélange est mal fait ou la température non homogène tu peux te croire tranquille parceque ton automatisme "surveille" mais en fait ça peut trés bien cramer.

[Wrendral]

Très bonne remarque de lamouette !
Sinon je pense que le plus dur est la régulation de température tu as plusieurs choix :

- Un système tous ou rien :
Comme son nom l'indique le système de chauffage est soit a fond ou a l’arrêt
Avantage c'est très simple a mettre en place, un simple relais fait l'affaire
Mais je ne sait pas si on peux obtenir un bonne régulation....

- Un système proportionnelle :
La puissance de chauffe est donc proportionnelle a une consigne. Exemple je veux 70°
ma sonde me donne 50 j'ai donc 20° de différence je chauffe a fond, si j'ai 65° je chauffe a 15 % ( enfin c'est un exemple ^^)

- Un système PID (proportionnelle, intégrale, dérivé)

Donc la c'est comme un système proportionnelle mais il y a deux module en plus :

* Intégrale qui permet de réduire l'erreur. J'explique, tu as fixé une consigne, ton système proportionnelle a fait sont taf mais tu n'as pas 70° mais 69° (l’écart peu être du a pas mal de chose) pour corriger cette écart ton système intégré cette erreur dans le temps et augmente doucement la puissance de chauffe
* Dérivé qui permet de ne pas dépasser la consigne. Cela évite les problèmes d'inerties. J'explique, quand tu chauffe vite tu as une inertie et même si tu coupe la chauffe tu risques de dépasser la consigne. Le dérivé « prevoi » cette effet et la corrige ( c'est un simple calcule du coef directeur de la rampe de chauffe si la rampe est trop fort le PID réduit la chauffe)


Bilan : je serrai toi je ferais une chauffe tous ou rien, car c'est très simple a faire et ça vaut le coup de tester avant de se lancer dans un PID qui est très dur a régler

[plut0nium]

On peut très bien utiliser un système tout-ou-rien avec un PID, et avoir une très bonne régulation. A mon boulot je contrôle une résistance chauffante à 800°C +/- 1°C comme ça

Par exemple si le PID donne une puissance de chauffe de 40%, on alimente à fond pendant 40% du temps et on coupe pendant le reste (60%) du cycle. Avec une durée de cycle de 5-10 secondes ou même plus, ça va très bien.
En fait c'est le principe du PWM, mais à une fréquence beaucoup plus basse. L'inertie thermique de la cuve est tellement importante qu'elle fait office de filtre passe-bas et qu'au final ça revient exactement au même que de chauffer à 40% de la puissance max en permanence, pas besoin de jouer avec un actionneur proportionnel à base de Triac & Co

Après, y'a effectivement des contrôleurs à hystérésis, type thermostat. Avec un seuil bas (consigne - 1°C par exemple) en dessous duquel on chauffe à fond et un seuil haut (consigne + 1°C) au-dessus duquel on coupe complètement. Par design, c'est un système qui implique qu'il y aura des variations permanentes de température entre les deux seuils (donc de 2°C dans ce cas), et donc à éviter si possible, si on veut une régulation correcte.

Pour la régulation proportionnelle, je trouve qu'elle n'a pas d'intérêt, si on implémente ça, autant faire un PID tout de suite, c'est pas beaucoup plus compliqué, et c'est vachement plus précis (puis c'est instructif )

Enfin, faut pas avoir peur, paramétrer un PID, c'est pas "très compliqué" non plus.
Sur un PID commercial, y'a généralement une fonction auto-tune qui permet de le laisser chercher tout seul les valeurs optimales. C'est pas parfait, mais ça donne en général de bons résultats.
Sur un PID "maison", une fois qu'un est sur que son algorithme est correct, on peut utiliser une méthode type Ziegler-Nichols, ou en bon bricoleur hardcore, passer par une identification paramétrique

[lamouette]

Encore une fois la difficulté ne vient pas du matériel employé mais plutot de la mise en oeuvre, un régulateur de température c'est assez précis ,en gros il régule bien en fonction de ce qu'il mesure sur sa sonde. Mais ça ne veut pas dire que le système régule bien l'ensemble de la cuve étant donné qu'il peut y avoir de bonnes differences de températures à differents points de celle-ci , ça peut etre 10° si le mélange n'est pas fait correctement , entre le fond de cuve avec un chauffage direct et le milieu de la masse .L'inertie thermique ça existe vraiment aussi comme le dit plutonium.
L'outil magique n'existe pas , c'est le bien pensé qui fonctionne , le mélangeur bien fait, la ou les sonde(s )bien placée(s).
Et là on ne parle que de régulation thermique, des difficultés il y en a bien d'autres.

[plut0nium]

C'est sûr qu'automatiser une brasserie, ou même réguler une cuve de brassage (température, agitation...) c'est un peu plus compliqué que faire clignotter une led sur un arduino.

Le soft c'est une chose, mais comme d'autres l'ont si bien dit avant, sans le hardware kivabien dernnière, autant le faire à la main...

[Wrendral]

L'inertie thermique de la cuve est tellement importante qu'elle fait office de filtre passe-bas et qu'au final ça revient exactement au même que de chauffer à 40% de la puissance max en permanence, pas besoin de jouer avec un actionneur proportionnel à base de Triac & Co

Mais c'est pas con !!! C'est bien plus simple a mettre en place du coup...
Pour PID "maison" je pense que si l'on est néophyte c'est pas facile a réglé, mais c'est toujours faisable

Et là on ne parle que de régulation thermique, des difficultés il y en a bien d'autres.

Aller ne le découragez pas c'est une bonne idée tous de même

PS : c'est quoi "une identification paramétrique" ?

[plut0nium]

PS : c'est quoi "une identification paramétrique" ?

C'est un essai qui permet de caractériser le comportement de ton système (constitué par la cuve et l'équipement de chauffage), en déterminant sa fonction de transfert (ou du moins une approximation correcte) tout ça te permet après de simuler l'ensemble et donc déterminer les paramètres PID pour une bonne régulation.
Bon, je disais ça surtout en boutade, la théorie derrière ça est assez velue... même si c'est pas trop compliqué à mettre en pratique

[random]

Merci pour toutes vos remarques, effectivement, cela n'a pas l'air si simple qu'on pourrait le croire!

Le soft c'est une chose, mais comme d'autres l'ont si bien dit avant, sans le hardware kivabien dernnière, autant le faire à la main...

Haha, mon boss me dit souvent que les bugs hardwares peuvent toujours être corrigés avec un bon software !

[lamouette]

Alors il faut changer de patron, il ne va pas faire long feu