Overshoot na temperatura de fermentação com TIC17

[romulo1]

Povo,

Eu tenho um tic17 instalado na geladeira e to com o seguinte problema.
Regulo meu ST pra 18°. e DF de 0,2°

Acontece que o overshoot (não consigo pensar em uma palavra em português) se dá quando o TIC detecta os 18° e desliga o relé. Como o condensador criou uma massa muito mais fria a temperatura continua baixando em até uns 3 graus e pouco, mesmo com o relé desligado, só na inércia da massa fria gerada. Estava fazendo testes e o tic desligou com 18, o termômetro marcou até 15,3 e começou a subir vindo ligar o tic novamente quando chegou a 18,2.
aí o relé ligou, baixou a temperatura até os 18, desligou e continuou descendo até uns 16 novamente. Desliguei tudo e coloquei uma sonda pra ver se sai um gráfico.

Como melhorar isso usando um TIC17?

 

[BJC]

Cara onde tu ta medindo isso, pq se a sonda ta solta dentro da geladeira ate pode dar essa diferença toda, agora se ela tiver medindo a temperatura do mosto (atraves de poço ou colado na parede do fermentador e +ou- isolado) issa não acontece.
Abraço
Bruno

 

[Tiago]

Povo,

Eu tenho um tic17 instalado na geladeira e to com o seguinte problema.
Regulo meu ST pra 18°. e DF de 0,2°

Acontece que o overshoot (não consigo pensar em uma palavra em português) se dá quando o TIC detecta os 18° e desliga o relé. Como o condensador criou uma massa muito mais fria a temperatura continua baixando em até uns 3 graus e pouco, mesmo com o relé desligado, só na inércia da massa fria gerada. Estava fazendo testes e o tic desligou com 18, o termômetro marcou até 15,3 e começou a subir vindo ligar o tic novamente quando chegou a 18,2.
aí o relé ligou, baixou a temperatura até os 18, desligou e continuou descendo até uns 16 novamente. Desliguei tudo e coloquei uma sonda pra ver se sai um gráfico.

Como melhorar isso usando um TIC17?

Onde está o teu sensor de temperatura? tá grudado na parede do fermentador, bem isolado do meio externo?

 

[ThadeuPenna]

Uma saída simples é ver como está o refrigerador. Tente colocar no mínimo, como o DF é pequeno, não vai ficar muito tempo ligado.

 

[alexandrebarreiro10]

Tenho o TIC colado na parte inferior do fermentador isolado com uma lã térmica ! Isso continua acontecendo, mas numa faixa bem menor porque ele o TIC é um liga - desliga !

 

[romulo1]

Não, O sensor do tic está dentro do mosto, num poço de inox.

A sonda que me refiro é um dataloger que registra e anota a temperatura a cada 30 segundos. Sem querer apaguei o resultado da sonda, mas a média registrada tirando as cabeças de leitura (medidas de início e fim) deu 16,9°.

Vocês entenderam?
Quando o tic liga o compressor, a geladeira forma uma certa quantidade de gelo no condensador, e quando o tic desliga, devido a presença desse gelo (0°) a temperatura continua baixando até acontecer o equilíbrio térmico desse gelo com o mosto. Daí a temperatura equilibra em uns 16 graus e volta a subir até os 18. Quando chega em 18,2 o tic religa a temperatura sobe até uns 18,6, quando começa a descer e repete a formação de gelo e por aí vai...

chato isso. Talvez a geladeira seja muito forte... Vou ter que colocar um PID

 

[ThadeuPenna]

chato isso. Talvez a geladeira seja muito forte... Vou ter que colocar um PID

A geladeira não tem regulagem própria ?

 

[Tiago]

Não, O sensor do tic está dentro do mosto, num poço de inox.

A sonda que me refiro é um dataloger que registra e anota a temperatura a cada 30 segundos. Sem querer apaguei o resultado da sonda, mas a média registrada tirando as cabeças de leitura (medidas de início e fim) deu 16,9°.

Vocês entenderam?
Quando o tic liga o compressor, a geladeira forma uma certa quantidade de gelo no condensador, e quando o tic desliga, devido a presença desse gelo (0°) a temperatura continua baixando até acontecer o equilíbrio térmico desse gelo com o mosto. Daí a temperatura equilibra em uns 16 graus e volta a subir até os 18. Quando chega em 18,2 o tic religa a temperatura sobe até uns 18,6, quando começa a descer e repete a formação de gelo e por aí vai...

chato isso. Talvez a geladeira seja muito forte... Vou ter que colocar um PID

Sim, eu entendi isso.

É estranho, porque uma das minhas geladeiras de fermentação é um freezer vertical, na verdade. É muito mais potente que uma geladeira, e isso não acontece.

O sensor do teu tic está bem isolado dentro do poço termométrico? Qual é o volume da sua leva?

Uma opção pra vc é instalar um aquecimento no NF do tic. Assim ele não vai deixar baixar tanto.

 

[romulo1]

já notei isso em levas de 10 a 30L, mas no momento estou testando apenas com uma bombona de água de 20l. Acredito que com a característica exotérmica do mosto, o overshoot positivo é maior ainda...

Já fiz o teste com dois sensores, com o sensor no poço e direto no líquido, com outro tic, coloquei outro termômetro pra observar a temperatura do mosto e também coloquei um termômetro no condensador da geladeira. Descobri que o condensador chega a -17 em pouco tempo e por aí fica até o tic desligar. Ele vai gradativamente subindo até uns 22-24° quando o mosto chega a 18,2 e religa o tic repetindo o ciclo (lembrando que o mosto tb sobe a temperatura até estabilizar)

seguem os testes.

 

[Mario]

Romulo, também tenho o mesmo problema. Meço a temperatura no poço termométrico.

Comigo, quando media a temperatura fora do fermentador, quase não tinha problema. A capacidade térmica do ar da geladeira é bem menor que a da água do fermentador, daí este demorar tanto a responder e o problema surgir devido ao acúmulo de gelo no congelador.

Acredido que o problema não aconteça nas geladeiras frost-free, uma vez que nessas não há o acúmulo de gelo devido à separação do congelador (freezer) da geladeira, propriamente dita.

O problema, também, é usarmos um controlador on-off e não PID. Se for PID, dá pra caracterizar o processo, especialmente porque tens um data logger, acertar as constantes direitinho e deixar o controlador fazer o serviço. Eu comprei um Rex100, porém ainda não experimentei.

Uma curiosidade: qual a placa que usas para data-logger? Onde compraste e, se puderes, qual o custo?

Abraço,

Mario

 

[romulo1]

Segue um gráfico.
O SP é 21°, mas olhem o overshoot pra baixo...
O Datalogger é um HOBO U12 tá uns 3000. É pra uso industrial.

Notar também que a temperatura do ambiente externo à geladeira tem relação na medição DENTRO do mostro. No overshoot da noite e da madrugada (próximo a medição zero e 400), a temperatura no líquido foi próximo de 19 quando a ambiente estava em 26, já hoje pela manhã, com a entrada de uma frente fria a ambiente está a 22 e a medida no overshoot próximo de 1000 foi a quase 18,5°

 

[Tiago]

@Mario e @romulo,

Voces estão isolando o sensor dentro do poço termométrico? Estão complicando demais, não precisa PID, não precisa mais nada alem do tic17. Alguma coisa está errada. Não é normal uma inércia térmica tão grande pra que a geladeira gele o suficiente pra abaixar 3 ou 4 graus abaixo do SP.

Ja utilizei pelo menos 3 tipos diferentes de geladeira não duplex e freezer vertical, fermentando de 10 a 40 litros e esse tipo de coisa só acontecia quando eu deixava o sensor pendurado solto na geladeira.

 

[romulo1]

O que é isolar o sensor dentro do poço termométrico?

Não sou eu que estou complicando, é o processo.

 

[Tiago]

O que é isolar o sensor dentro do posso termométrico?

Não sou eu que estou complicando, é o processo.

"O sensor do tic está dentro do mosto, num poço de inox."

O poço de inox que vc se refere não é um poço termométrico? preso à parede do fermentador, onde o sensor fica dentro.

 

[romulo1]

sim, é um poço termométrico de inox, 12cms preso horizontalmente no nível 10L de um balde de 24L, onde o sensor do tic está instalado bem no fundo desse poço.

 

[Tiago]

sim, é um poço termométrico de inox, 12cms preso horizontalmente no nível 10L de um balde de 24L, onde o sensor do tic está instalado bem no fundo desse poço.

Ok, voce precisa vedar, encher essa cavidade com algum material isolante, porque o sensor está captando a temperatura ambiente ainda, juntamente com a temperatura do mosto. Esse é o problema. Pode vedar com o material que preferir, silicone talvez seja uma boa opção.

Abraço

 

[rafa_santos]

Da para isolar com glicerina, compra em qualquer farmácia.

 

[romulo1]

Não é esse o problema pq o sensor está com resina térmica, usada em eletrônica. É uma "cola" condutora de calor.
Aliás, lembrando que esse problema também acontece quando o sensor do tic está direto dentro do líquido... Já testei com 6 sensores.

 

[FabioRicardo1]

Rapaz.. isso é uma geladeira ou uma câmara frigorífica!?

Uma solução que estou pensando é usar um segundo TIC em série, com o sensor solto pegando a temperatura da geladeira e setado pra uma temperatura uns 5 ou 10 graus mais baixa que a de fermentação, com diferencial de uns 2 graus e setado pra aquecimento.

O objetivo é desligar a geladeira se a temperatura fora do fermentador cair demais.

Não sei se me fiz entender, mas deve funcionar.

 

[celiougo]

sobre PID... nem pensar com motores, compressores e equipamentos por indução...
com motores e compressores PID em off ou histerese acima de 50 pontos.
nos sistemas PID simples, nesses que vem em controladores relativamente simples como os controladores de temperatura que usamos, ele trabalha de forma diferente aos sistemas com pmw.... ou seja, ele não controla a tenção e corrente mandadas ao dispositivo:

exemplo: em um dispositivo como uma resistência ele (PID simples), não regula a corrente nem a tenção aplicada ao dispositivo, e sim gera uma cadeia de pulsos e intervalos de liga/desliga.... onde o algoritimo faz os cálculos (ele aprende a sua utilização) do tempo que ele permanecerá ligado e o tempo desligado, até alcançar seu objetivo, no caso temperatura.. mas vale para qualquer aplicação onde controle fino se faz necessário.
claro, em sistemas PID mais complexos, onde há a regulagem das correntes e tenções(pmw), necessárias ao dispositivo.... mas são absurdamente caros e em nosso caso desnecessário.
a melhor saída e calcular a histerese de cada caso... faz uma média do tempo de recuperação da temperatura,,,, e como eu fiz(meu caso) tenho um controlador para processo e um termostato digital separado onde ele me passa a temperatura do liquido e não do processo.
a própria fullgauge tem dispositivos que fazem isso, mas eram caros demais, por isso resolvi meu problema dessa maneira.
PID em equipamentos por indução causará a fadiga e até a queima dos induzidos.
imagine um compressor ligando e desligando em espaços de tempo curtos...

 

[BJC]

O engraçado é que coloquei minha geladeira pra esfriar(ta certo que a coitadinha é bem meia boca) e demorou uma hora pra baixar 3 graus com 35 litros no fermentador.

 

[celiougo]

bjc.... para melhorar a distribuição em geladeiras do tipo congelador na parte de cima, a melhor coisa a ser feita(solução caseira), é meter um micro ventilador na parte da frente(abrir um orifício e instala o micro-ventilador na portinhola), aumentaria muito a distribuição do ar refrigerado a baixa temperatura.... se deixar apenas pela convecção térmica(a velha máxima da física... calor sobe, frio desce), a coisa demora muito mesmo, além de diminuir em muito a umidade nas placas.
se tiver muita umidade dentro da geladeira, com certeza a coisa piora.... não adianta a placa estar a -10 e ter uma camada de gelo servindo de isolante térmico, só passará os 0 ou mesmo temperaturas positivas,,,, então se tiver muito gelo, nada de temperaturas abaixo de 0.

 

[FabioRicardo1]

@celiougo

Permita-me discordar.

Acho que você está considerando somente um PID com PWM em KHz. Um controlador PID com saída PWM pode ter seu período configurado pra alguns minutos, ou seja, o compressor da geladeira vai ligar e desligar em intervalos de minutos.
Isso funciona perfeitamente bem para sistemas com uma inércia térmica considerável, como é o caso dos nossos fermentadores. Inclusive seria uma solução para o problema do tópico. A solução que eu dei usando dois TICs seria uma "gambiarra" pra fazer +- o que o PID faria.

E que história é essa que não existe gelo com temperatura negativa?
Não existe gelo derretendo em temperatura negativa, mas existe gelo de 0 até qualquer temperatura negativa.
O problema é que o gelo é mau condutor de calor, mas dizer que não existe temperatura negativa com gelo está errado.

 

[BJC]

celiougo, o que não to conseguindo entender é como que a geladeira do Romulo baixa tanto a temperatura dando essa variação tao grande, alguem comentou nesse post que usa um freezer e não da essa diferença.

 

[Tiago]

celiougo, o que não to conseguindo entender é como que a geladeira do Romulo baixa tanto a temperatura dando essa variação tao grande, alguem comentou nesse post que usa um freezer e não da essa diferença.

Fui eu. Tenho um freezer vertical como fermentador e mesmo fermentando 40 litros, ou 20 ou 10, esse tipo de coisa não acontece. Parei de palpitar quando a ideia de isolar termicamente o sensor do ambiente, que está com uma pasta condutora de calor, provavelmente a base de oxido de aluminio, foi recusada. É mais facil começar as tentativas pelo mais óbvio e simples, mas tudo bem, eu nem sei oq é um pid...

 

[FabioRicardo1]

Tiago, eu acho q se o sensor estivesse pegando um pouco da temperatura ambiente o comportamento seria justamente o oposto. Como fora está muito frio, o controlador iria desligar achando que o mosto chegou na temperatura.
Pelo que eu entendi é justamente o contrario.

Seria interessante este rapaz dizer detalhes dessa geladeira. Vai que ele ta fermentando numa camara frigorifica de açougue! Kkkkkkkkkk

 

[Tiago]

Tiago, eu acho q se o sensor estivesse pegando um pouco da temperatura ambiente o comportamento seria justamente o oposto. Como fora está muito frio, o controlador iria desligar achando que o mosto chegou na temperatura.
Pelo que eu entendi é justamente o contrario.

Seria interessante este rapaz dizer detalhes dessa geladeira. Vai que ele ta fermentando numa camara frigorifica de açougue! Kkkkkkkkkk

De acordo com a minha experiência de fermentar sem grudar e isolar o sensor na parede do fermentador (não sabia, no passado...) era dessa forma que acontecia, as placas resfriavam e o frio delas continuava a resfriar o ar da geladeira mesmo depois dela desligada. Com o sensor isolado isso não acontece mais, porque o frio das placas não é suficiente pra vencer a inércia térmica do líquido. Assim, se baixa além do esperado é no máximo 1 ou 2 décimos de grau.

 

[FabioRicardo1]

Ahh sim.. Agora entendi o que você está falando. O que nós dois falamos está correto: a geladeira vai desligar antes do mosto realmente ter chegado na temperatura correta e o sensor vai marcar uma temperatura mais baixa por estar pegando a temperatura de fora do fermentador..

 

[Tiago]

Ahh sim.. Agora entendi o que você está falando. O que nós dois falamos está correto: a geladeira vai desligar antes do mosto realmente ter chegado na temperatura correta e o sensor vai marcar uma temperatura mais baixa por estar pegando a temperatura de fora do fermentador..

Isso... segundo o Guenther a temperatura do mosto em plena atividade de fermentação tende a estar pelo menos 5ºC mais quente que a temperatura ambiente. Mesmo que o "ambiente" seja uma geladeira controlada.

Isso significa que a geladeira onde está um fermentador corretamente controlado (com sensor isolado marcando a temperatura interna do fermentador) terá a temperatura "ambiente interna" mais baixa que a temperatura do mosto quando ela estiver ligada já por um tempo resfriando e provavelmente mais alta que o mosto quando estiver desligada já por um tempo. Isso é uma questão simples de inércia térmica.

O que eu quis dizer é que, no meu caso, com a minha experiencia e equipamentos, o ar e as placas frias do mosto não conseguem resfriar o mosto muito abaixo do set point definido, porque simplesmente não tem tempo hábil disso acontecer depois que o compressor desliga. Porém se vc tem o sensor não isolado da temperatura "ambiente" da geladeira, aí terá uma interferência. Vai marcar a temperatura do mosto, mas terá interferência da temperatura externa na marcação da temperatura.

 

[BJC]

Opa, não sou o único que não sabe o que é um PID, o Tiago falo que não era pra complica que um simples TIC 17 resolve, se não estiver resolvendo n]ao adianta ir um passo a frente e sim voltar e rever o que ta dando errado.

 

[celiougo]

caro fábio, discorda faz parte de qualquer processo de ensino aprendizagem.
não mencionei a não possibilidade de gelo a temperaturas negativas.... depende muito do sistema, porém como estamos tratando de sistemas caseiros e muitas vezes feito na ''gambiarra', faço muito isso.... a camada de gelo, que nesses sistemas domésticos está invariavelmente entre na casa do zero grau... messa... esqueça tecnica ou situações complexas(densidade do líquido que gerou o gelo e por ae... uma placa de gel fica em -10 (é gelo, mas não é água ou vapor de água congelada,, não....) quanto a sistemas pmw, também não afirmei que controladores não façam, inclusive até mencionei que existem modelos da própria fullgauge que fazem isso, mas alertei que são muito caros, por isso inviável para o nosso fim,,, homebrew).. mas vlw pela msg...
pelo meu pequeno conhecimento, só se consegue um controle tão acurado de temperatura com um sistema que possua ao menos 02 entradas de leitura e com chiller,,, não com gas em expansão.... acho dificil(eu uso soluções em dyi.. mas a experiência pode nos mostrar ao contrário...

....Acho que você está considerando somente um PID com PWM em KHz. Um controlador PID com saída PWM pode ter seu período configurado pra alguns minutos, ou seja, o compressor da geladeira vai ligar e desligar em intervalos de minutos....


se utilizarmos esse princípio, que realmente funciona, o algoritimo de PID, se torna desnecessário, não concorda,,, por isso mencionei PID off... e deixar que o controlador faça seu trabalho assim.. ...
como uma rotina em linguagem básica mesmo...

se temperatura for menor ou igual a ... ligar
porém.... o tempo ainda for menor que .... manter desligado....

isso não faz controle fino... de nada... evita overshot.. claro que evita .. eu uso assim por entender que não altera em nada minha breja....

para alguns uma variação de 2 º de histerese é uma sacrilégio.... mas nunca senti qualquer diferença no copo..

 

[FabioRicardo1]

Celiougo, não me interprete mal. Discutir, concordar e discordar faz parte do objetivo de qualquer fórum.

Continuo defendendo que a placa de gelo num congelador doméstico fica abaixo de zero grau, a nao ser que esteja derretendo.

A maioria dos controladores PID com saída PWM simples tem ajuste do ciclo. Só olhando o manual de cada modelo pra saber a faixa de ajuste. Não precisa ser um controlador caro pra fazer isso.
Se configurar o PWM pra um ciclo alto, a geladeira vai ligar e desligar em períodos de minutos. Isso não quer dizer que o PID não tá fazendo nada e é o mesmo que não usar PID.
Veja, se usa um controle normal (termostato), a geladeira só desliga quando o sensor atingir a temperatura do setpoint. Se usar PID, a geladeira desliga antes mesmo de atingir a temperatura, e vai ligando e desligando pra atingir o setpoint sem overshoot. É pra isso que serve o parâmetro derivativo do PID: ele cria uma ação no controlador proporcional à derivada da variável no tempo. Ele "se previne" quando vê que a variável está "variando muito rápido" e desliga a geladeira antes mesmo de chegar no setpoint.

Então, dá pra fazer um controle "fino" usando o PID com PWM CONFIGURADO CORRETAMENTE controlando uma geladeira doméstica, variando centésimos de grau.

Eu estou satisfeito também com um termostato, variando 2 ou 3 décimos na temperatura. Só estou explicando isso pois acredito ser uma solução para o problema do post.

Abraço!

 

[alexgdias]

Acho que o problema aí é o acúmulo de gelo. Nunca ouvi falar de controlador PID acionando uma saída digital. Na realidade um pwm é uma saída analogia barata, onde o valor da saída é a média do tempo ligado sobre o período total. Por isso as saídas pwm trabalham em alta frequência para que a variável manipulada não perceba esse liga desliga e sim enxergue um valor amortecido, como um sinal analógico tradicional.

 

[FabioRicardo1]

Perfeito, Alex. Essa eh uma das formas de se usar PWM. A forma que eu falei funciona da mesma forma. Pense como se tivesse dado um zoom no tempo. O período do PWM eh 1min. Quando a temperatura do mosto ta muito longe do setpoint, a geladeira fica 1min todo ligada. A medida que a temperatura vai se aproximando da desejada, a geladeira fica 50s ligada, depois 30s ligada, e assim vai ate se atingir o set.
É o mesmo raciocínio.

 

[Tiago]

Perfeito, Alex. Essa eh uma das formas de se usar PWM. A forma que eu falei funciona da mesma forma. Pense como se tivesse dado um zoom no tempo. O período do PWM eh 1min. Quando a temperatura do mosto ta muito longe do setpoint, a geladeira fica 1min todo ligada. A medida que a temperatura vai se aproximando da desejada, a geladeira fica 50s ligada, depois 30s ligada, e assim vai ate se atingir o set.
É o mesmo raciocínio.

Esse negocio de ficar ligando e desligando geladeira durante segundos, seja 30, 40 ou 50... isso não é ruim não? Pra mim era senso comum que não se deve ficar ligando e desligando compressor de forma intermitente assim...

 

[celiougo]

Esse negocio de ficar ligando e desligando geladeira durante segundos, seja 30, 40 ou 50... isso não é ruim não? Pra mim era senso comum que não se deve ficar ligando e desligando compressor de forma intermitente assim...

matou a charada.. como sempre GRANDE TIAGO.... simplicidade e objetividade.. muito bom meu caro...

 

[FabioRicardo1]

GRANDE TIAGO... Kkkkkkkkkkkk

Sim, ligar e desligar tão rápido deve ser evitado (mas não é condenado). Eu dei o exemplo de 1min pra ficar facil de entender. O período pode ser 5min, 10min... enfim.
Toda geladeira e ar-condicionado funciona assim. Pegue um relógio e marque o tempo que seu ar-condicionado liga e desliga...

Mas to vendo que essa discussão tá sem futuro.. deixa pra lá. O autor do tópico já deve até ter resolvido o problema dele.. hehehehehe

Abraços!

 

[romulo1]

Então pessoal,
Odeio ficar alguns dias fora da internet quando estou em um tópico bom... li muitas mensagens e não pude ir respondendo.

Seguinte:
O refrigerador é uma geladeira Consul antiga, de 300L. Normal. Funcionava sempre com o termostato e se eu regular pra funcionar como geladeira, ela vai que brusa. Perfeita.

Nesse feriadão, brassei bastante. E saiu uma lagger, cuja o gráfico é esse que anexei hoje. Vejam agora que o overshoot mudou bastante!
Dei uma geral nas borrachas e nada mudou. fiz um teste com balde de 10L e o resultado foi igual ao anterior. Resolvi fazer um teste com um balde de água de 20L e a variação foi beeeem menor. quase igual ao gráfico, mas como só a água não gera calor, achei que com um lote de mosto o overshoot negativo seria reduzido. E foi.

coloquei a lager pra fermentar em 12° e DF de 0,2°. Tirei do gráfico o tempo que o lote levou pra "estabilizar". Notem também como a variação de temperatura do ambiente altera os overshoots. Coloquei pra fermentar de umas 7 da tarde e retirei a sonda no outro dia por volta das 10:30 da manhã quando a temperatura no gráfico dispara. Sim, coloquei a sonda NO MOSTO. Não se preocupem, ela é de inox e se esse lote bichar, vale pela obtenção do resultado.

Melhorou bastante mas ainda tem uma variação de quase 1°.

Estou bolando um sistema de PID-FAKE, com uma aproximação mais suave à temperatura desejada.

Que acham?

 

[Fdamata]

O ventilador dentro da geladeira deve resolver seu problema, pois vai aumentar a troca de calor convectiva (convecção forçada) e deve evitar a troca exclusivamente por convecção, que leva à necessidade de sobre resfriar o ar. Alguns modelos de geladeiras, principalmente as frost free já vem com essa ventoinha.

 

[alexgdias]

Honestamente, 1°C já me daria por satisfeito. Isso deve ser praticamente o erro do sensor.