Optimerad eldning

PIC, AVR, Arduino, Raspberry Pi, Basic Stamp, PLC mm.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

Lambda-sond och Arduinokod
För att testa lambdasonden med arduinon tänker jag använda den kod som Bylund lagt upp på Github.

https://github.com/Bylund/Lambda-Shield-2-GUI-Example

Där är "algoritmen" för översättning från "lambda-signal" in till Arduinons A/D-omvandlare en tabell. Det som kommer ut från A/D-n är ett heltal 0-548. Heltalet används som index i en tabell med 548 flyttal som representerar koncentrationen av syrgas.
Så här ser början och slutet av tabellen ut:

Kod: Markera allt

const PROGMEM float Oxygen_Conversion[548] {
  00.00, 00.04, 00.08, 00.13, 00.17, 00.21, 00.25, 00.30, 00.34, 00.38, 00.42, 00.47, 00.51, 00.55, 00.59, 00.64, 00.68, 00.72, 00.76, 00.81,
  00.85, 00.89, 00.93, 00.98, 01.02, 01.06, 01.10, 01.15, 01.19, 01.23, 01.27, 01.31, 01.36, 01.40, 01.44, 01.48, 01.53, 01.57, 01.61, 01.65,
...
  20.05, 20.08, 20.11, 20.15, 20.18, 20.22, 20.25, 20.28, 20.32, 20.35, 20.38, 20.42, 20.45, 20.48, 20.52, 20.55, 20.58, 20.62, 20.65, 20.68,
  20.72, 20.75, 20.78, 20.82, 20.85, 20.88, 20.92, 20.95
};
I tabellen ovan så betyder 0 in till Arduinon via A/D-n syrehalt 0%. 548 betyder syrehalt 20,95%, dvs. atmosfärens syrehalt.

Eftersom tabellen representerar ett matematiskt samband mellan vad som kommer ut från lambda och sedan passerar controllerkretsen på "shielden" till Arduinons A/D-ingång så går tabellen att representera med en formel. Jag skulle vilja ha en formel, där parametrar i formeln kan kalibreras, i stället för en tabell. Att kalibrera mot luftens syrehalt, 20,95%, är enkelt. Jag skulle vilja kalibrera i intervallet 5% till 10% syrehalt, eftersom det är det intervall som är mest intressant i vedpannans rökgaser, men vet inte riktigt hur det ska gå till.

Jag vill ligga på toppen av den röda kurvan i den här bilden (högerklicka).

https://ibb.co/51xnfG2

Kanske nöjer jag mig med Bylunds översättningstabell? Till att börja med...

/Pi
Användarvisningsbild
mrfrenzy
Co Admin
Inlägg: 14819
Blev medlem: 16 april 2006, 17:04:10

Re: Optimerad eldning

Inlägg av mrfrenzy »

För en Arduino med klen CPU och som saknar matteprocessor för flyttalsberäkningar är det mycket lämpligare med en översättningstabell än att ha en formel som beräknar.

Även om jag förstår att det känns elegantare och trevligare med en formel, det kan du använda om du kör någon STM32-baserad arduino med hundratals MHz.
För att skapa en formel använder jag då ofta exempelvis https://mycurvefit.com/
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Optimerad eldning

Inlägg av danei »

Det går utmärkt att svetsa rostfritt med vanlig järntråd.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

mrfrenzy skrev: 27 november 2021, 20:43:25 För en Arduino med klen CPU och som saknar matteprocessor för flyttalsberäkningar är det mycket lämpligare med en översättningstabell än att ha en formel som beräknar.

Även om jag förstår att det känns elegantare och trevligare med en formel, det kan du använda om du kör någon STM32-baserad arduino med hundratals MHz.
För att skapa en formel använder jag då ofta exempelvis https://mycurvefit.com/
Alternativa metoder att beräkna syrehalten
Det är sant, men...

Tabellen tar plats. Jag tror inte att jag kommer att få utrymmesbrist, men vem vet?
En Mega 2560, om det blir en sådan, har 256 KB flash, 4 KB EEPOM och 8 KB RAM, så där kan jag väl lägga in några spel tillsammans med styrningen av pannan om bara processorn räcker till... :)

Jag har egentligen tre alternativ som jag överväger.
1. Tabellen från Bylund.
2. En formel som Bosch har publicerat.
3. En formel som jag tagit fram från publicerade data som jag hittade.

Jag behöver ta fram syrehalten baserat på lambdasignalen kanske en gång varannan eller var femte sekund. I varje fall inte oftare än en gång per sekund. Med en formel som innehåller en multiplikation, en division och ett par subtraktioner.

Jag har några Mega 2560 ligger, så kanske tar jag en sådan.

Här är några tider för flyttalsberäkningar i Mega 2560. Tiderna är i mikrosekunder.
+: 13 µs
*: 15 µs
/: 34 µs
Lite akademiskt här, men här är siffrorna i alla fall:
sqrt: 50 µs
sin: 110 µs
log: 150 µs

Tiderna hittade jag här, men det är ju enkelt att göra en liten snurra och testa själv.
https://forum.arduino.cc/t/math-executi ... ino/191501

Hur som, med en Mega 2560 tar min eller Boschs beräkning knappt 100 µs. Jag kan göra 10000 sådana beräkningar på en sekund. Men det räcker gott med 1 beräkning per sekund för mig.

Flera orsaker att räkna istället för att använda en tabell
Jag har "simulerat" resultatet med dom tre metoderna ovan. Bosch formel och den jag använt ger nästan identiska resultat. Bylunds tabell är lika de två formlerna nära 0% och 20,95% syre, men avviker en hel del i hela intervallet däremellan. Det är delvis därför jag vill kalibrera så att jag vet att det jag får fram är den faktiska syrehalten. Jag vet ju inte vad om är rätt och vad som är fel, om jag inte har något att stämma av emot. Atmosfärens syrehalt, 20,95% syre har jag runt omkring mig, men hur ska jag göra för att kalibrera mot t.ex. 6-7% syrehalt? Utan att leta på någon som har en professionell kalibreringsutrustning.

Kalibrering som resulterar i att ett par parametrar i en formel ska justeras kan enkelt göras internt i Arduinon. Om kalibrering resulterar i att en konstanttabell med 548 flyttal ska beräknas så ligger det kanske nära till hands att göra det utanför Arduinon. En olägenhet om man t.ex. vill kolla kalibreringen i samband med sotning. I mitt fall troligen oftare, när jag håller på och labbar.

Man kan IOFS argumentera att absoluta värdet på syrehalten är inte så viktig, bara det brinner bra. Men, jag vill gärna veta vad jag gör och att det jag gör ska vara repetitivt. Om jag gör det igen, t.ex. på en annan panna med en annan lambda, så ska jag veta vilken syrehalt jag har i rökgaserna jämfört med vad jag vill ha.

Jag kommer ju troligen att initialt experiementera med lite olika syrehalter för att se hur resultatet varierar. Då vill jag att det ska vara den korrekta syrehalten som jag för till protokollet och inte ett värde som kan ha ett fel på flera procent.

Ungefär så har jag tänkt...

Men, som jag skrev tidigare. Att ta Bylunds tabell rakt av är ju ett sätt att enkelt komma igång. "Förfining" med lambdakalibrering kan ju läggas till senare. Styralgoritmen kommer att ha "börvärde O2" som en parameter som kommer att vara lätt att ändra. I alla fall när jag testar ut styralgoritmen.

/Pi
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

danei skrev: 27 november 2021, 21:36:02 Det går utmärkt att svetsa rostfritt med vanlig järntråd.
Som jag skrev tidigare är jag nära totalt okunnig när det gäller svetsning. I så fall kan ju Biltemas svetsmutter användas.

Men...

Så var det det där som ems-shop skrev. Att man inte ska sätta en lambda i en rostfri svetsmutter.

https://ems-shop.se/givare/lambda-svetsmutter

Är det inte det ena så är det det andra... :lol:

/Pi
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Optimerad eldning

Inlägg av danei »

Om du ska kalibrera måste du ju ha en referens gas. Hur ska du få till den?
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16719
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Optimerad eldning

Inlägg av grym »

i praktiken kan man göra det enkelt för sig, elda normalt, logga värdena och du ser hur det ska vara, behöver inte kalibreras mot annat

med vedeldning kommer inget vara perfekt, men man kan kolla när det börjar bli sämre
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

danei skrev: 28 november 2021, 07:34:56 Om du ska kalibrera måste du ju ha en referens gas. Hur ska du få till den?
Det var den frågan jag hoppades att någon kunde komma med råd om.

Att leta på någon som kan utföra en kalibrering är att alternativ. Att kalibrera mot luftens syrehalt, 20,95%, är enkelt och görs rutinmässigt. Jag skulle vilja ha möjlighet att kalibrera i en punkt i närheten av 6-8% syrehalt, där jag vill ha god noggrannhet.

Jag har t.ex. funderat på möjligheten att blanda luft och kväve i lämpliga proportioner, för att t.ex. få något med runt 6-10% syre att mäta i. Kanske 50/50 duger?

Kanske kan man hitta någon annan typ av syresensor att jämföra med? Det finns lite olika tekniker, även om i varma avgaser så är lambdasensorer väl etablerade.

Några olika typer av syresensorer:
https://gaslab.com/blogs/articles/how-d ... ensor-work

Men, detta med "mid range" kalibrering av lambda betraktar jag som "överkurs" och det finns inte med på min "att göra"-lista nu. Kanske kommer det dit senare. Kanske inte.

/Pi
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

grym skrev: 28 november 2021, 09:15:33 i praktiken kan man göra det enkelt för sig, elda normalt, logga värdena och du ser hur det ska vara, behöver inte kalibreras mot annat

med vedeldning kommer inget vara perfekt, men man kan kolla när det börjar bli sämre
Många säger att när man får mindre effekt ur en given mängd ved så är det dags att se över pannan. Kanske räcker det att sota? Att då och då väga veden och se hur mycket energi man får per kg ved genom att, antingen ha flödes- och temperaturmätare, eller stänga shunten och "kalibreringselda" bara i pannan är ganska enkelt. När kalibreringen är klar kan man ju släppa upp "den goa värmen" i huset. :tumupp:

Jag har inte kollat alls ännu och har ingen aning om vilken verkningsgrad jag har idag. Det jag läst om vedeldning är att under vissa omständigheter så kan 30-50% vara vanligt och med bra förutsättningar i en bra panna så kan man nå en bit över 90%. Jag återkommer med mina siffror när jag har mätt. Eftersom min mätmetod kommer att vara enkel så blir den inte exakt. Enstaka procent ser jag nog inte, men om jag lyckas höja verkningsgraden med 10-20%, säg från ca 60% till ca 80%, bara för att hugga ett par siffror i luften, så kommer jag nog att kunna mäta det och skulle dessutom vara helnöjd.

/Pi
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16719
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Optimerad eldning

Inlägg av grym »

har eldat med ved länge, snart 50 år, men jag började tidigt :)

med modern panna så är verkningsgraden ok

du behöver först elda med torr ved, lagom storlek, och även sätta i veden så den inte blir för kompakt, det är bra med vridna vresiga bitar som skapar lite luft
att ekonomisota hjälper mycket, och är lätt att man bara eldar på lite för länge

börja med elda med torr bra ved
ha koll på utgående temperatur på rökgaserna

jag själv har en annan fundering som jag skulle vilja prova, men det verkar bli svårt i framtiden
nu har jag en trefas cirkulationspump , med frekvensomformare, som styrs via en termostat i pannan, ganska b lösning
man skulle kunna styra frekvensaaren på vattentemperaturen på utgående vatten från pannan, det är en del sjävlcirkulation så man får upp temperaturen där ändå
att ha så att frekvensaren håller en viss temperatur via regulator och håller koll på förbränningseffekten som resultat av hastighet på pumpen, funkar bra i mellandelen på eldningen, en bite efter man satt igång allt , tills man tacctankarna är fulla och pumpen går för fullt för att toppa tankarna

där får man ut eldningseffekten rent praktiskt
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5678
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Optimerad eldning

Inlägg av pi314 »

grym skrev: 28 november 2021, 10:09:09 har eldat med ved länge, snart 50 år, men jag började tidigt :)

med modern panna så är verkningsgraden ok

du behöver först elda med torr ved, lagom storlek, och även sätta i veden så den inte blir för kompakt, det är bra med vridna vresiga bitar som skapar lite luft
att ekonomisota hjälper mycket, och är lätt att man bara eldar på lite för länge

börja med elda med torr bra ved
ha koll på utgående temperatur på rökgaserna

jag själv har en annan fundering som jag skulle vilja prova, men det verkar bli svårt i framtiden
nu har jag en trefas cirkulationspump , med frekvensomformare, som styrs via en termostat i pannan, ganska b lösning
man skulle kunna styra frekvensaaren på vattentemperaturen på utgående vatten från pannan, det är en del sjävlcirkulation så man får upp temperaturen där ändå
att ha så att frekvensaren håller en viss temperatur via regulator och håller koll på förbränningseffekten som resultat av hastighet på pumpen, funkar bra i mellandelen på eldningen, en bite efter man satt igång allt , tills man tacctankarna är fulla och pumpen går för fullt för att toppa tankarna

där får man ut eldningseffekten rent praktiskt
@grym:

Varför blir det svårt i framtiden?

Effektreglering i en vedpanna, som jag uppfattar att du vill ha, är som jag har uppfattat det svårt att göra utan att man tappar verkningsgrad. Det bör IOFS inte vara något problem att "ösa på" om man har ack-tankar, som du har. Så länge dom inte är "full-laddade".

Såvitt jag vet finns det inget sätt att sänka effekten i en vedpanna, med spjäll eller lufttillförsel, som inte innebär sänkt verkningsgrad. Rätta mig gärna om jag har fel.

Det enda sätt som jag känner till att begränsa energimängden som kommer ut när man eldar utan att tappa effektivitet, är att anpassa vedmängden efter hur mycket energi man vill ha. Sedan elda "optimalt" tills det är klart.

När man "stryper" pannan, vare sig det sker med primär lufttillförsel, sekundär lufttillförsel eller med spjäll i rökgaserna (eller en kombination av dessa) så lämnar man optimal eldning och sänker verkningsgraden, som jag uppfattat det. Stryper man lufttilllförseln så ökar också mängden gifter i rökgaserna snabbt. Kanske främst CO?

Jag tror att jag haft den här bilden med i tråden ett par gånger tidigare, men den är lite av en ledstjärna för mig, så jag kör den igen.

https://ibb.co/51xnfG2

Jag vill ligga på topp, med max verkningsgrad. Genom hela förbränningen.
Om man stryper luften kommer man snart in i en region med sämre verkningsgrad och betydligt mer farliga avgaser, t.ex. CO.
Om man har för mycket luft så brinner det bra, men verkningsgraden är sämre. Man "eldar för kråkorna".

"På topp" är man om man har ungefär 6-9% syre i rökgaserna. Som jag uppfattat det. Olika källor rekommenderar olika mål, men ca 7-8% har jag uppfattat som "nära koncensus". Kanske något lägre när man kör med lambdastyning eftersom styrningen förhoppningsvis ser till att det inte blir för lågt. För lågt är så dåligt, så hellre lite för mycket O2 än lite för lite. I rökgaserna.

/Pi
Roger_Soderblom
Inlägg: 164
Blev medlem: 23 juni 2008, 10:24:30
Ort: Bro

Re: Optimerad eldning

Inlägg av Roger_Soderblom »

Nu har jag inte läst denna tråd supernoga, men om du behöver svetsa så kan du komma över till mig.
Jag har både mig och tig.

Bor utanför Kungsängen i sthlm.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Optimerad eldning

Inlägg av danei »

Pi314: Det du missar är att du i princip reglerar bränslemängden i brännkammaren med primärluften. Så du kan strypa pannan men ändå ha rätt lambdavärde.
Det som blir problem är att man får lägre temperatur i brännkammaren om man drar ner effekten för mycket. Det ger sämre förbränning. Dessutom kan verkningsgraden bli för bra, med kondensproblem som följd.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16719
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Optimerad eldning

Inlägg av grym »

svårt för att jag inte hittar cirkulationspumpar modell vanlig trefas längre
alla verkar ha gått över till elektroniska varianter, som funkar bra som cirkulationspumpar, men som laddpump från panna till acctank så är det inte det man vill ha

går att moderera förbränningen med vedgrovleken, enbart finhugget brinner fortare än grovt
och vilken sorts ved, det är lite olika energivärden, men ofta eldar man ju det man kan hugga
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Optimerad eldning

Inlägg av danei »

För att inte få skiktning i pannan cirkulerar man vattnet och reglerar laddtakten med en laddomat. Vill man reglera elektroniskt kan man använda en shuntventil med motor.
Skriv svar