2017.11.29
1万円でサーマルサイクラー(PCR装置)をDIY！その4。温度一定に維持するプログラムの動作に成功、だが温度ブレ大きい
前回までに作製したサーマルサイクラーのユニットを動作させてみました。上記は70℃一定に保つように後述のプログラムで「70℃を上回ると冷却、70℃を下回ると加熱」と動作させてみたところです。プログラムはpythonです。
↓実験風景、温度センサーをペルチェに耐熱アルミテープで貼り付けています。ペルチェに流す電源は12V
温度ログを見ると温度上昇は55℃〜65℃まで12秒かかっています。まあこんなものでしょうか？ただ、その後70℃一定に保つところがイマイチ、70℃超えると冷却、70℃超えると加熱とプログラムしていますが、-4℃〜+5℃まで大きく増減しています。温度を安定させるためには、目的温度に達するちょっと前に加熱、冷却を穏やかにするなどプログラムを工夫する必要がありそうです。
更に問題がありモータードライバには下記のように放熱フィンを貼り付けたのですが
↓これを使用
温度をサーモグラフィーで見ると
モータードライバの温度が114℃を超えていて、ちょっと上昇しすぎかなと思います。データシートには85℃以下になるように使えと書いてあります。170℃を超えると安全停止する仕組みも搭載されています。前回の実験だと12V流した場合には1.8Aぐらい流れているはず。放熱フィンにファンを付けて強制冷却させるか、連続通電するのを止めてペルチェに流す電力量を減らすかする必要があります。
あとは異常停止した後にペルチェへの電力供給をカットした方が良いのですが、どうやって実現しようかな。。。
これまでの記事↓
Category:PCR装置を作ろう
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コメント
いいっすね！=527
001 [11.29 17:56]ななしさそ★42:とりあえずPID制御でぐぐるよろし。そして、オムロンとかの既存の温度調節器の有難味を思い知りましょう＜いや、一定温度ならともかく、プログラム対応だとラズパイよか大分高くなりますｗ ↑(86)
002 [11.29 18:47]わ@OCN:せめてPI制御ぐらい組みましょう。簡単だよ。 ↑(76)
003 [11.29 21:31]とおりすがり@InfoWeb:温度制御に関しては、前の方のとおり、ＰＩＤでぐぐってください。モータードライバの放熱は、この放熱器ではついてないのと変わらないので、もっと大きな物が必要なはずです。ファンを使わない前提だと秋月のhttp://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05.... くらいは欲しいはず。放熱器、熱抵抗、計算 あたりでぐぐってみて。 ↑(41)
004 [11.29 22:41]通りすがり:切る温度と入れる温度にディファレンシャル設ければ、比較的容易に温度安定する。データ見る限り温度センサの温度結合が甘い気がする。 ↑(32)
005 [11.30 00:50]匿名@Dion:if文でset==tempの処理を入れていないのはワザと？ ↑(33)
006 [11.30 09:07]通りすがり@OCN:on/off制御で苦労してんのわろた。オムロンあたりの安い指示調節計買ってこいよw それかon/offでブレるのわかってるなら、他にも工夫できるよ。制御系の基本を学べ。中学生レベルで解る話だ。 ↑(30)
007 [11.30 09:09]通りすがり@OCN:アマゾンで1000円2000円で売ってるチャイナ調節器で作られた低温調理器より精度悪いぞ。 ↑(31)
008 [11.30 10:41]匿名@OCN:100km/hの速度を維持するためにアクセル全開かアクセルOFFで調整しているようなモンでしょう。やり直し。 ↑(32)
009 [11.30 12:29]y:熱時定数が大きいのに対し、対象の熱容量が小さいからでしょう。バンバン制御のままでも温度センサの他に制御対象の液体を取り付け、ペルチェの間にグリス塗るなど熱抵抗を減らせばもう少しマシになるのでは? PI制御した方がよりよいのは確かだけど、PWM出すようにしなきゃいけないし、ゲイン決めるのにも実際の制御対象をつないだ環境が必要でしょう。 ↑(28)
010 [12.01 08:56]ヒートシンク@Asahi-Net:写真を見る限り、ヒートシンク側に全然熱が伝わってないような？どうやってつけていますか？ネジ穴のないヒートシンクのようなので接着？両面？自分は昔の人間なので、シリコングリス塗ってネジで締め上げるのが一番と信じています。 ↑(25)
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