Temperature Control of a Small Volume-Thermal System in Heating and Cooling Processes with Arduino
Abstract
Sıcaklık kontrolünün önemli bir uygulama alanı malzemelerin mekanik karakteristiklerinin tanımlanmasındaki
kullanımıdır. Bu çalışmada sıcaklık kontrollü bir ısıtma ve soğutma sisteminin tasarımı sunulmaktadır. Çok geniş
sıcaklık aralıklarında çalışmaya izin veren bu sistem bir çekme-basma test cihazı için tasarlanmıştır. Çekmebasma deneylerinin yapıldığı haznenin sıcaklığı testler sırasında istenilen sıcaklık aralıklarında tutulması
amaçlanmıştır. Bu termal sistem yalıtılmış metal hazne, kuru rezistans, güç ayarlayıcı, ısıl çift, hava fanı, röle,
yükseltici, mikro kontrolcü ve bilgisayar gibi temel elektrik ve mekanik elemanlardan oluşmaktadır. Krojenik
sıcaklıklarda soğutma işlemi için ise bu elemanlara ek olarak solenoid valf, DC motor sürücü ve sıvı azot tankı
sisteme eklenmiştir. Haznenin içinin sıcaklığı geri beslemeli bir sistem ile kontrol edilmektedir. Bu geri beslemeli
kontrol sistemi sıcaklığı bir K-tipi ısıl çift ile ölçmekte olup hataları telafi etmek için tablo destekli PID, P ve onoff kontrolcülerin bir kombinasyonu kullanılmaktadır. Soğutma kısmında ise sıcaklık kontrolü valf karakteristiğine
uygun olarak oransal kontrol işlemi ile yapılmaktadır. Bu sitemde basit, ucuz ve programlanması kolay olduğu
için mikro kontrolcü olarak Arduino işlemci kartı kullanılmıştır. Bilgisayar ve deney düzeneği arasındaki tüm
haberleşmeler bu kart aracılığı ile gerçekleştirilmiştir. Gerçek zamanlı uygulamalar için MATLAB programı
üzerinde yazılan programlar hem haberleşmede hem de kontrolde büyük bir başarı göstermiştir. Bu çalışmada,
yalıtılmış haznenin sıcaklığı +450 oC ila –100 oC arasında kolay bir şekilde tutulabilmiştir. Bazı deneysel
çalışmaların uygulanmasıyla, kullanıcı tanımlı değişik sıcaklık profilleri başarılı bir şekilde test cihazı üzerinde
gerçekleştirilmiş ve sonuçlar ısıtma ve soğutma sisteminin matematiksel modelinden elde edilen sonuçlar ile
karşılaştırılmıştır. Oluşan sapmaların çekme-basma test cihazı uygulaması için kabul edilebilir bir seviyede
oldukları görülmüştür.
Collections

DSpace@BEU by Bitlis Eren University Institutional Repository is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Unported License..