[loook]

Cześć,

szukam speca od Arduino, który udzieliłby mi kilku porad.

Jestem zaangażowany w prace projektowo/konstrukcyjne prototypu silnika Stirlinga. Silnik ten docelowo miałby konwertować ciepło (o małym potencjale energetycznym - np.: 300C) w prace mechaniczna, a ta z kolei ma być bezpośrednio przetwarzana na prąd elektryczny.

Jestem w posiadaniu silnika Stirlinga, który pracuje na wyższych temperaturach (600C). Aby zasilić silnik, zbudowałem małą komorę spalania, gdzie ciepło ze spalania gazu ziemnego wykorzystywane jest do zasilania silnika. Na tym etapie prac pojawiła się potrzeba opomiarowania całego stanowiska badawczego. W mojej wizji, projekt systemu pomiarowego można by podzielić na dwie części:

1) Pomiary termodynamiczne w komorze spalania - ta część wydaje się prosta. Potrzebuje monitorować temperaturę spalin (w zakresie 100 - 1000C) oraz ich wydatek objętościowy. W kwestii temperatury znalazłem termoparę (typ K) pracującą w interesującym mnie zakresie temperatur (tutaj moze sie pojawić problem z odpowiednim napięciem pracy). Jeśli chodzi o wydatek objętościowy, to sprawa się komplikuje. Takiego pomiaru można dokonać wyznaczając profil prędkości spalin. Prędkość można by zmierzyć przy użyciu sondy Prandtla, która daje sygnał w postaci różnicy ciśnień na króćcach. Fakt ten wymusza (tak mi sie bynajmniej wydaje) konieczność zastosowania pewnego rodzaju konwerterów. Czy ktoś z szanownych wykopowiczów zna alternatywny sposób dokonania tego typu pomiarów? Ewentualnie, czy mogłby mi ktoś udzieli porady, czy stosowanie Arduino do systemów "ala" PLC to dobry pomysł? (dodam, ze jestem początkowym elektronikiem, a Arduino wybrałem gdyż wydaje się "możliwe" do przyswojenia)

2) Pomiary w silniku Stirlinga - tutaj bajka jest zupełnie inna. W typowym silniku Stirlinga można wydzielić kilka charakterystycznych miejsc, jak np. nagrzewnica, chłodnica i regenerator. Chciałbym badać pracę silnika poprzez analizę sygnałów z tychże charakterystycznych obszarów. W tym celu chciałbym monitorować i zbierać dane o takich wielkościach fizycznych jak temperatura i ciśnienie gazu roboczego. Wspomnę, iż temperatura pracy silnika będzie oscylować w zakresie 20-600 stopni Celcjusza. Obawiam się jednak innego problemu związanego z częstotliwością pracy silnika (20-60Hz). Co nasuwa pytanie.. jaką maksymalną częstotliwość dokonywania pomiarów można uzyskać z układami Arduino. Drugi problem to czujniki ciśnienia - czy wie ktoś może czy istnieją rozwiązania dot. pomiaru ciśnienia (na bazie Arduino) w zakresie kilka do kilkudziesięciu bar?

Będę wdzięczny za jakąkolwiek pomoc i sugestie.

#arduino #pomoc

[n.....l]

@loook: 1. Tak możesz stosować arduino do systemów ala PLC, jednak pamiętaj, że Arduino nie jest przystosowane do zakłóceń elektromagnetycznych, itp.

2. Zależy co dokładnie chcesz mierzyć, sygnał analogowy, cyfrowy, itp. W arduino jest atmega taktowana 16MHz, musisz zobacz w datasheet ile taktów procesora zajmie odczytanie wartości i ewentualne przetworzenie jej. Jeśli będziesz musiało to być wykonywane szybko to możesz to napisać w asemblerze.

[gromwell]

@loook: kwestia czujników, nie wiem czy do takich rzeczy stosuje się jeszcze kostki za 5 zł, gdy ten czujnik zapewne będzie kilka(dziesiąt?) razy droższy

[zachwiej]

@loook: do termopar jest chip maxima bardzo fajny i do tego darmowy w samplach

do roznicy ciśnień czujnik róznocowy od freesale (mpx7000 chyba)

predkosc bedzie wystarczajaca 20-60hz arduino lekko weźmie

Jak coś to pisz pw :)

[A.....k]

@loook: 1. Jeśli chodzi o wydatek objętościowy musiałbyś wszystko zrobić "od nowa" bo te rzeczy, o których mówisz - rurka Prandtla - są skalowane raczej dla bardziej umiarkowanych temperatur - wysoka temp. spalin, "kocioł" czy inny wymiennik ciepła, spadek temp spalin (więc i gęstości, lepkości itd) moim zdaniem (to tylko moje zdanie więc może nie jest tak źle) eliminuje ten sposób. Lepiej wyjdzie oszacowanie zużycia paliwa, nawet tymczasowe. Temperatura spalania bez

[loook]

mpx7000

@zachwiej: dzieki wielkie, zaraz sie przyjze temu czujnikowi. Chce kupic ktorys z ukladow Arduino i sie troche pobawic w celach edukacyjnych. Czy sugerowalbys ktorys konkretny moduł arduino do takich zastosowan?

[zachwiej]

@loook: arduino mega 2056 z ebaya kosztuje ~50zł ;) ew kup arduino DUE ono jest na ARM i duzo szybsze (70-90MHZ) ale 250zł licz

[zachwiej]

poprawka due na ebayu 100zł :D IMO weź i mega i due :D

[loook]

zględu na inne okoliczności powinna być maksymalna (chyba, że robisz testy silnika w określonej temp.). Jeśli interesują Cię wyniki bardziej niż cena to raczej Pt100/500/1000 niż termopara

@Analityk: Dzieki za sugestie. Jesli chodzi o rurki Prandtla, to tez sa takie pracujace w b. wysokich temperaturach (chyba wykonuja je z ceramiki). Jesli chodzi o dokladnosci pomiarow to tylko w silniku wymagal bede duzej dokladnosci. Jednak pomiary w komorze potrzebuje tylko szacunkowo. Chce

[A.....k]

@loook: znasz kalorycznosc paliwa, przyjmij stosunek nadmiaru powietrza 1.2 - masz strumien spalin i strumien ciepla. Z bilansu wyznaczysz temperature spalin. Termometr zawsze pokaze troche mniej stopni ale masz juz teoretyczny wskaznik oceny poprawnosci obliczen.

btw: silnik stirlinga pracuje pomiedzy trzema roznicami temperatur. (wymiennik ciepla zimny, goracy i temp. gazu w silniku pomiedzy tym co gwarantuja dwa wymienniki). Dlatego praktyczna sprawnosc bedzie mizerna.

[loook]

@Analityk: Oczywiscie masz racje. Zainteresowalo mnie jednak to Arduino :) i chcialbym sie troche podszkolic w tym temacie. Robilem dwie analizy (symulacje fluent) zakladajac stosunek nadmiaru powietrza 1.1 i 1.2, roznica w temperaturze na wylocie wynosila ponad 100 stopni. W ostatecznosci bede musial wlasnie tak to wyznaczyc jak sugerujesz, ale wpierw sprobuje zabawy z arduino (widze wiele przyszlych zastosowan w potencjalnym nabyciu takich umiejetnosci). Co do sprawnosci oczywiscie masz racje -

[A.....k]

@loook: chodzi o cos innego. procesy niskotemperaturowe jesli maja niska sprawnosc genrowania energii sa drogie/nieoplacalne jesli liczyc koszt inwestycji/eksploatacji dla pozyskania kWh. to termodynamiczna bariera, nie do obejscia.