Sistema embarcado de controle de temperatura

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Data

2022-03-04

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado de controle de temperatura. Explica-se como fazer a interface do sensor com um microcontrolador por meio de um circuito de medição de temperatura comercial, e também como implementar um controlador PID discreto para controlar a temperatura do sistema. A motivação deste trabalho é garantir a estabilidade térmica de um sistema de medição de propriedades de líquidos por ultrassom, e a ideia é implementar uma plataforma de mais baixo custo do que a utilizada atualmente, que emprega um medidor de temperatura de bancada, de elevada precisão e acurácia, mas de custo elevado. Utilizando a medição de temperatura implementada e o controlador implementado, obteve-se um desvio menor que 0,02°C em torno da temperatura estabilizada, sendo esta medida feita pelo sensor de precisão, que é uma variável externa ao controle. Esse desvio depende dos parâmetros do controlador, o qual foi sintonizado manualmente durante o projeto. O erro de exatidão foi menor que 0,04°C para a temperatura de 25°C, mas foi maior que o esperado para outras temperaturas. A medição de temperatura depende diretamente da qualidade de calibração, e tanto a calibração quanto a sintonia do controlador podem ser melhoradas futuramente.
This paper presents the development of an embedded temperature control system. It explains how to interface the sensor to a microcontroller using a commercial temperature measurement circuit, and also how to implement a discrete PID controller to control the temperature of the system. The motivation of this work is to ensure the thermal stability of a system for measuring liquid properties by ultrasound, and the idea is to implement a lower-cost platform than the one currently used, which employs a benchtop temperature meter, of high precision and accuracy, but of high cost. Using the implemented temperature gauge and the implemented controller, a deviation of less than 0,02 °C was obtained around the stabilized temperature, this measurement is made by the precision sensor, which is an external variable to the control. This deviation depends on the parameters of the controller, which was tuned manually during the project. The accuracy error was less than 0,04 °C for the temperature of 25 °C, but it was higher than expected for other temperatures. The temperature measurement directly depends on the calibration quality, and both the calibration and the tuning of the controller can be improved in the future.

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Palavras-chave

Medição de temperatura, Controle PID discreto, Microcontrolador, Temperature measurement, Discrete PID controller, Microcontroller

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