Projeto do Mês: [PARTE 1] Controle PID de temperatura com Arduino e Scilab

Olá meus queridos caiçaras! Hoje, começamos um novo projeto que vai ajuda-los bastante! Como prometido, todo mês apresentaremos um projeto para você fazer com o passo a passo e aplicação prática, utilizando o Arduíno ou outra plataforma de hardware. Bom, se você ainda não viu o projeto passado, de uma olhada, rs . Enfim, vamos ao que interessa…

Iniciaremos um projeto que já existe e que foi adaptado para você, leitor, entender melhor. O projeto apresenta o controle PID de temperatura, utilizando Arduíno e a ferramenta Scilab.

Ele funcionará da seguinte maneira: através da comunicação serial, o Scilab irá interagir com o Arduíno e realizará o controle PID da temperatura, mantendo a mesma dentro do desejado e, com um motor DC, para evitar aquecimento do circuito. Mas, por que isso?

Imagine uma estufa, ou um ambiente em que você deva manter a temperatura sob controle, a fim de evitar que ocorram problemas com o seu produto. É necessário um sistema que faça essa medição e, caso necessite, acione atuadores para manter tudo sob controle. Uma das técnicas mais utilizadas é o PID (Proporcional Integral Derivativo), mas o que raios é isso?

pid-digrama

O que é o PID(Proporcional Integral Derivativo)?

É uma técnica de controle de processos, que une as ações derivativa, integral e proporcional, fazendo com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, zerado pela integral e antecipado pela ação derivativa. Essa variável na prática pode ser:

Temperatura;
Pressão;
Rotação;
Luminosidade;
Entre outros:

Pode ver que, existem n aplicações para o algoritmo. E sua linda definição matemática está abaixo:

 

equacao-pid-1

Onde:

Kp – ganho proporcional;

Ki – ganho integral;

Kd – ganho derivativo;

e – erro;

t – tempo;

τ – tempo de integração

Pode-se aplicar a Transformada de Laplace, assim obtém:

laplace-1

Onde:

s – frequência complexa

Em resumo, um controlador PID é basicamente um algoritmo matemático obtido a partir de uma equação, para controlar uma variável em um sistema.

O controle PID é largamente utilizado, inclusive fabricantes de microcontroladores, microprocessadores e de compiladores, disponibilizam exemplos de código fonte aplicando essa técnica de controle.

 

Quer saber mais sobre controle PID?

Veja alguns links que separei para você!

Bom, agora que apresentamos o problema e o objetivo do nosso projeto, vamos falar, na próxima etapa, do hardware necessário para montagem e o sketch do Arduíno. Conto com você por aqui, viu?!

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Muito obrigado e até a próxima!

Yhan Christian

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