Sustituir a la PT100.

Temas generales de física. Obtención de vacío, operación, medición, materiales y accesorios. Producción y medición de radiación y partículas
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fusion
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Re: Sustituir a la PT100.

#11 Mensaje por fusion »

Propondría este diseño. Se puede usar un Arduino nano o una Teensy que también es compatible con arduino aunque cuesta algo más.

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Lo bueno de la teensy es que es de 32 bits y va a 600MHz por lo que hay mucha precisión en cálculos y generación del PWM

He hecho una hoja excel preliminar con cálculos para hacer el software

Me faltaría el control del LCD, que quisiera hacer por SPI para no distraer mucho al PID del micro pero nunca he programado un LCD

El integrado de Micrel tiene dos drivers y sube casi a 15 voltios (tiene una caida de solo 25 milivoltios) y tiene muy poca resistencia serie (7 ohmios)
El amplificador no lo tengo claro aún, conviene que tenga muy poco error de offset y sea de más de 50MHz de producto ancho de banda x ganancia

La resistencia Rup recomendada es de 300 ohmios. Yo pondría tres grandes en serie de poco error, así se calentarán menos y tendrán menos error.

He hecho una hoja excel preliminar con cálculos para hacer el software, sale algo complicada y aún no quiero compartirla, como no sé cuantos grados por watio dá la sonda esa he puesto 80ºC/W como las PT100 de tamaño 1206, ya lo mediremos cuando venga.

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heli
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Re: Sustituir a la PT100.

#12 Mensaje por heli »

Madremía la que estais liandoooooo... Micrcontroladores, PWM, PIDs... ??????

Para hacer un buen diseño primero hay que documenarse bien y despues aplicar el principio KISS (https://en.wikipedia.org/wiki/KISS_principle).
Para el caso que nos ocupa, el pfdc ya tiene un diseño que funciona http://www.cientificosaficionados.com/t ... 0vacio.htm:
Imagen
Por si fuera poco Anilandro estuvo preparó su propia versión con componentes más acesibles y varias escalas: https://sites.google.com/site/anilandro ... nda-pirani
Sergi hizo una mejora usando un segundo operacional para proporcionar una salida amplificada y referenciada a masa (también se me había ocurrido a mí, pero ya lo había inventado él..) http://www.sktevents.com/prometeo/silve ... html#PT100
En cuanto a la calibración y linealización, Baldo ya lo hizo por su lado: http://www.cientificosaficionados.com/b ... rani%20Pt/
Por si fuera poco hay una evolución de este medidor con Arduino y LCD: http://llimalabs.blogspot.com/2012/12/vacuometro.html
Por no hablar de algunos hilos de este foro, con más de 120 mensajes, tratando este mismo tema...

Por todo esto, sin pretender liarlo más, yo propongo:
1) Comenzar con el esquema de Sergi.
2) Intentar eliminar los potenciómetros, ajustando los valores de los componentes y usando resistencias del 1%.
3) Opcional: para lectura digital de precisión (linealizada), y más importante, controlar unos relés de alarma (para poder comandar el encendido o apagado de HV, válvulas etc) usar un microcomputador.
Arduino UNO (ATMEGA328P) solo tiene 10 bits de resolución en los A/D, algo ruidoso... Teensy tiene 16 bits (usables 14 si no se usan las técnicas adecuadas). Yo uso mucho el ADS1115 (convertidor por I2C de 16 bits, 4 canales), Hay miles de opciones...

Dicho esto, hago la croqueta, y me escondo...
¡No es imposible, lo que pasa es que no sabes como hacerlo!
Aka: no es difícil si sabes como.
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fusion
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Re: Sustituir a la PT100.

#13 Mensaje por fusion »

Como quieras, el problema es que el transistor amplifica el error de la corriente de offset del operacional, y además no hace falta en el rango de 0.1-100 pascales, por eso propuse quitarlo.
La calibración consiste medir la resistencia a una temperatura conocida y pasar una corriente hasta que suba 10º a una presión conocida y meter los dos datos :)
Al usar PWM y con ADC de 14 bits se tiene una precisión del 1.5% en ambiente y 2% a 15 Pa, y no hay que hacer tabla, :)
Con la teensy puedes tener 16 bits subiendo el número de muestras para hacer redondeo: adc->adc0->setAveraging(16);

El esquema propuesto es super sencillo, lleva un operacional (doble) y un driver del mismo tamaño

Se puede hacer totalmente desacoplado de tierra usando DC/DC aislado (2kV aislamiento) :)

Ya tengo la hoja excel hecha y chequeada :)

Falta el LCD spi

Aprovecho para preguntarte si se puede usar el serial.printf para imprimir en un terminal del PC y no usar LCD

El PWM no es complicado:
analogWrite(32768); mete un duty cycle del 50.002% si el PWM es de 16 bits
A presión de ambiente trabaja al 100% y a 15 pascales está al 1.2%. Tanto el amplificador como el ADC trabajan siempre cerca de mitad de rango máximo para evitar errores de linealidad

El PID es también super simple, se calcula cuanto debe ser el PWM para que suba 10ºC pero se mete solo el 20% de la diferencia con el valor anterior

OJO, los potenciómetros meten muucho error y no recomiendo usarlos

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pfdc
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Re: Sustituir a la PT100.

#14 Mensaje por pfdc »

Primero cazamos el oso. No?

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Re: Sustituir a la PT100.

#15 Mensaje por pfdc »

fusion escribió:Como quieras, el problema es que el transistor amplifica el error de la corriente de offset del operacional, y además no hace falta en el rango de 0.1-100 pascales, por eso propuse quitarlo.
No había caído en este comentario.....

Es una auténtica barbaridad.

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Re: Sustituir a la PT100.

#16 Mensaje por pfdc »

El jueves pasado recibí la sonda y ya tengo bastantes conclusiones sobre ella, pero mientras tanto doy unas observaciones.
Aparte de la sonda en Aliexprex se puede comprar tambien el controlador: https://es.aliexpress.com/item/40002654 ... web201603_

Como veréis el precio sugerido es de 220 euros, a lo que supongo que habrá que incrementar un 21 % de IVA y gastos de importación con lo que se pone en unos 280 €. Si te lo puedes permitir es un buen precio. Los medidores comerciales serios están en unos 600...800 €. La especificaciones que dan del aparato como suele ser habitual son un cuento chino. Hablan de precisiones del 1%, MENTIRA. No hay medidor de vacío que de esta precisión. Las medidas de presión indirectas, ya sea por efectos térmicos como es este caso o por ionización o de cátodo frío, no suelen tener una precisión mayor del 20 % y eso si corregimos para la composición del gas. Normalmente los medidores suelen venir referenciados para nitrógeno, el aire se comporta más o menos igual, pero si pasamos a Argón , hidrógeno u otro gas el error puede ser del 200% salvo que apliquemos correcciones para ese gas.

Si no te puedes gastar ese dinero, con la sonda y sin muchas complicaciones por menos de 30 € y la sonda te puedes construir un medidor de vacío razonable. Ahora si te quieres complicar la vida casi es mejor que te compres el mencionado. A mi los medidores de vacío que mas me gustan son los de aguja, en mi laboratorio tengo 8 de aguja y 2 digitales y no hay cosa que me ponga mas nervioso que andar viendo como saltan los números y las escalas en vez de deslizarse suavemente la aguja.

Primeras impresiones de la sonda ZJ-52T:
La construcción mecánica es buena, el conector octal es bastante habitual en estos medidores. La construccion electrica es otra cosa. La medida se realiza en base a un filamento de wolframio de 87 ohmios de resistencia. El wolframio no es un metal noble, por lo que se oxida a más de 400ºC y a esta temperatura el óxido no lo protege de posterior oxidación como puede pasar con otros metales. Yo he decidido mantener la temperatura del filamento por debajo de los 250ºC para evitar la oxidación pero obtener la máxima sensibilidad. De esa manera esta sonda es bastante mas sensible, como era de esperar, que la fabricada con la PT100 y tiene una buena resolución en el rango 0,001 a 1 mBar que es la parte más interesante de vacío.
Continuará.....

Salud!!

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pfdc
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Re: Sustituir a la PT100.

#17 Mensaje por pfdc »

Tengo el tema bastante avanzado. Me faltaría comprobar la dispersión de las medidas con diferentes sondas de este tipo para decidir un procedimiento de calibracion. Asi que si alguien ha comprado una me interesaria compararla con la mía. Cuantas mas mejor.
Estoy pensando en diseñar el circuito impreso, pero solo lo hare si realmente hay suficientes interesado en hacer el medidor. Con este circuito se hace un medidor de aguja. Si alguien quiere emplear un arduino, puede tomar la salida analogica y emplear el arduino en pasar la medida a digital. Yo eso no lo voy a hacer. Espero respuestas.
Salud!!

Luis A. de Prado
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Re: Sustituir a la PT100.

#18 Mensaje por Luis A. de Prado »

Hola Gerardo.
Tal y como te comentara hace poco por teléfono, yo estoy interesado en construirlo también de modo que cuenta con mi sensor también para calibrar.
Un cordial saludo.-

alberttoy
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Re: Sustituir a la PT100.

#19 Mensaje por alberttoy »

Estoy interesado. Voy a pedir la sonda.
Veo que hay dos modelos la 54 y la 52.
¿Cual es la diferencia?
Los otros dos contactos ¿son una resistencia fija?

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Diego Gonzalez
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Re: Sustituir a la PT100.

#20 Mensaje por Diego Gonzalez »

Hola.

Sigo de vacaciones pero a ver si al final me hago una también para colaborar con el proyecto jejeje

Saludos
Mi humilde rincon web

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