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

Olá meus queridos caiçaras! É com muita satisfação que, hoje, encerramos o projeto do mês! Caso não tenha visto as etapas anteriores, não deixe de conferir os posts.

Bom na etapa anterior, demonstrei com instalar o Scilab e os pacotes necessários para funcionamento com o Arduíno. Hoje, demonstrarei o script para o controle PID.

Como funcionará o Controle:

Será demonstrado um gráfico, em tempo real, com a temperatura, obedecendo as seguintes condições:

  • Temperatura abaixo da mínima: verde (condições normais de trabalho);
  • Temperatura acima da mínima mas abaixo da máxima: amarelo (alerta);
  • Temperatura acima da máxima: vermelho (ações corretivas).

A temperatura, ultrapassando a máxima estipulada (esse valor posso alterar mudando as barras laterais para temperatura mínima e máxima), será acionado o atuador a fim de refrigerar o sistema e manter o controle. Além disso, é possível habilitar o controle P(proporcional), controle PI(proporcional integral) e o controle PID (proporcional integral derivativo).

Histórico de Variações:

O script contém o histórico de variação dos últimos 5 minutos, da última hora de toda variação e alterações de parâmetros do meu controle sobre a variável, além dos acionamentos do meu atuador. O layout do projeto está abaixo:

Gráfico instantâneo de variação de temperatura, histórico e controles.
Gráfico instantâneo de variação de temperatura, histórico e controles.
Gráfico exibindo temperatura acima da estipulada.
Gráfico exibindo temperatura acima da estipulada.

Comunicação USB

A primeira coisa a ser verificada é a comunicação: Se é RS-232 ou USB. Como estamos utilizando o Arduíno, a comunicação é USB. Essa verificação é demonstrada no bloco abaixo:

Após a verificação da comunicação, será verificado: o sistema operacional, Windows ou Linux e se o Serial Toolbox está devidamente instalado. Caso você não tenha realizado a instalação, veja o post anterior.

Na etapa de monitoramento:

  • Criam-se variáveis para temperatura máxima e mínima;
  • Determina-se a plotagem e layout do gráfico;
  • E, em seguida, trabalha-se nas funções que definem e permitem alterar o valor de temperatura máxima, mínima e acionamento do atuador, que estão devidamente comentadas no código.

Etapa de Regulagem

Na etapa de regulagem, são tratados os controles P, PI e PID respectivamente, onde se criam as variáveis que são inicializadas zeradas, o range de regulagem, temperatura máxima (setpoint) e temperatura mínima de trabalho:

A habilitação da regulagem é dada pelo check-box “ON/OFF”, onde, se estiver desabilitada (no caso OFF) não haverá o controle PID sobre a carga; Ao habilitar “ON/OFF”, você define qual controle deseja aplicar sobre sua carga, seja P, PI ou PID.

Bom, espero que tenham gostado do projeto desse mês! Se você está se perguntando, por que não foi colocado o código fonte completo no artigo, fique tranquilo! Ele está disponível para download, junto com todos os arquivos do projeto, além de algumas fotos de montagem e maiores detalhes, para isso apenas clique aqui.

Com isso, encerra-se o projeto desse mês. Vou contar algo para você… No próximo projeto, seremos ainda mais dinâmicos e, já adianto, vai ser algo totalmente diferente e sairemos um pouco do Arduíno. Afinal, o nosso intuito é promover a Engenharia e, com isso, traremos sempre conteúdo diversificado, buscando atender mais pessoas! Lembrando que, sempre deixaremos todos os arquivos para download.

Gostou? Compartilhe e de seu feedback! Isso é fundamental para melhorarmos nosso conteúdo e produzir, ainda mais, artigos que possam ajudar mais e mais pessoas.

Muito obrigado e até a próxima!

Yhan Christian

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