梁工 发表于 2023-8-10 22:19:26

PID 算法来了,视频讲解; PID温控;串口绘图;USB-CDC虚拟串口/就是串口

PID 算法来了,PID温度控制, 有视频讲解
USB-CDC虚拟串口/就是串口,
【D-/P3.0, D+/P3.1】直接接电脑返回数据
AIapp-ISP-V6.95E 的 调试仿真接口 有
【串口绘图 工具】帮助 PID 开发调试
https://www.stcaimcu.com/data/attachment/forum/202308/10/221736v0bdakq0kjj00m3m.png


8H8K64U-P1.3测温P1.0加热-PID温控-USB-CDC返回
/*************      功能说明      **************
本程序演示使用STC8H8K64U的P1.3做12位ADC输入测量温度, 经过PID处理后,从P1.0输出PWM控制MOSFET控制加热,达到恒温目的.
使用STC-ISP的串口助手调试, 可以使用STC-ISP里的串口绘图观察曲线 或 7段数码管观察温度.
程序默认串口绘图观察5条曲线:
1、目标温度(单位度)。
2、当前温度(单位度)。
3、垂直刻度150作为相对误差的0点。
4、当前温度相对目标温度的误差,误差值单位为0.1度,以150刻度为0点,比如140表示当前温度比目标温度低-1.0度,160表示当前温度比目标温度高1.0度。
5、输出PWM的值。

PID整定就是根据具体的项目中的温升速度、散热速度,调整PID采样周期、比例增益、积分增益、微分增益、积分上下限。
PID温控可以只用PI(微分增益设置为0)即可达到稳定,本利测试时微分增益为0.
PID整定是一件繁琐的事,要有耐心,并且要深入理解PID的行为表现。
特别提醒:想要升温快,则就会有过冲,升温越快过冲越大。

串口发送单字符命令:
b或B: 开启PID.
s或S: 停止PID.
0: 不打印信息.
1: 打印绘图曲线。
2: 打印7段数码管显示温度。

串口发送数字字符串设置采样时间、目标温度、pGain、iGain、dGain,数据之间逗号分隔:
200,60,20,10,100,
200: 采样时间, ms.
60: 目标温度, 单位度.
20:pGain比例增益
10:iGain积分增益, 1对应为0.001
100: dGain微分增益

//==================================================================================
NTC 热敏电阻温度计算公式:Rt = Ro *EXP(B/T-B/To),温度单位为绝对温度K,开尔文。
(1) Rt 是热敏电阻在温度T下的阻值。T是绝对温度。

(2) Ro是热敏电阻在To(25度)时的阻值。10K的热敏电阻25℃的值为10K(即Ro=10K)。To = (273.15+25)。
(3) EXP(n) 是 e 的 n 次方。
(4) B值是热敏电阻的材料系数。

通过转换可以得到温度T与电阻Rt的关系:T=1/(1/To+ln(Rt/Ro)/B)
对应的摄氏温度t=T-273.15。

电路连接: Vref -- 10K --ADC-- NTC -- GND, 12位ADC,计算出Rt/Ro的ADC值:
ADC = 4096*Rt/(Rt+Ro), 则
Rt/Ro = ADC/(4096-ADC), 从而
T = 1/(1/To+ln(ADC/(4096-ADC))/B)
******************************************/

例子打包:


验证电路:

上图中 VREF处的电容, C5实际焊 22uF,
TL431/CD431的输出处的电容焊22uF/10uF, 不要再小了
主MCU的电源去耦电容, C1实际焊22uF


上图中 VREF处的电容, C5实际焊 22uF,
TL431/CD431的输出处的电容焊22uF/10uF, 不要再小了
主MCU的电源去耦电容, C1实际焊22uF

测试80度相应曲线:


测试80度数码管显示:


串口调试命令:


相关的视频讲解已发布
视频回放,2023/8/21期,FFT频谱分析/PID算法实现/串口绘图,梁工主讲
【新提醒】视频回放,2023/8/21期,FFT频谱分析/PID算法实现/串口绘图,梁工主讲 - 《单片机原理及应用》教学改革及实践研讨会,实战技术交流会,会务通知,视频回放 - 国芯论坛-STC全球32位8051爱好者互助交流社区 - STC全球32位8051爱好者互助交流社区 (stcaimcu.com)

延伸阅读:
三相无刷电机驱动-32G12K128-无HALL-PID控制-OLED显示-串口绘图
三相无刷电机驱动-STC32G-无HALL-PID控制-OLED显示-串口绘图 - BLDC/144MHz时钟源PWM/45路PWM+3路CCP/7组不同周期的PWM/DAC - 国芯论坛-STC全球32位8051爱好者互助交流社区 - STC全球32位8051爱好者互助交流社区 (stcaimcu.com)



ryhyc 发表于 2023-8-16 08:54:59

梁老师:您好!
我使用的是 32G12K128芯片,改变芯片后编译错误太多,是哪里的问题?

能否请梁老师转换到屠龙刀上供大家学习呢?

奥古斯朱 发表于 2023-8-16 12:02:33

梁工,你好。请问能否发一下温度探头和发热元件热耦合的照片。另外能否提供这两款物料的购买链接。谢谢

ezj2008 发表于 2023-8-16 12:02:53

绝对牛叉,之前手工编写的PID调温,很心累,现在有官方例程,绝对靠谱

wangxiangtan 发表于 2023-8-16 14:46:19

可以再超调点,速度更快,收藏备用

梁工 发表于 2023-8-16 16:46:08

ryhyc 发表于 2023-8-16 08:54
梁老师:您好!
我使用的是STC32G12K128芯片,改变芯片后编译错误太多,是哪里的问题?



已改好、测试好,放在主楼了。

梁工 发表于 2023-8-16 16:51:24

奥古斯朱 发表于 2023-8-16 12:02
梁工,你好。请问能否发一下温度探头和发热元件热耦合的照片。另外能否提供这两款物料的购买链接。谢谢 ...

我就是随便找一个大功率水泥电阻,8欧姆10瓦的,然后将0K@25度C、B=3950的NTC用胶带绑在一起即可。



梁工 发表于 2023-8-16 16:52:43

wangxiangtan 发表于 2023-8-16 14:46
可以再超调点,速度更快,收藏备用

用户根据自己的项目调整,升温快,则过冲大,只要项目允许,没有问题。

梁工 发表于 2023-8-16 16:53:31

ezj2008 发表于 2023-8-16 12:02
绝对牛叉,之前手工编写的PID调温,很心累,现在有官方例程,绝对靠谱

我就是写一个最基本的PID,用于学习原理。

ryhyc 发表于 2023-8-16 16:55:23

梁工 发表于 2023-8-16 16:46
已改好、测试好,放在主楼了。

谢谢梁老师!{:4_201:}{:4_201:}{:4_201:}
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