Ventilator met temperatuurmeting op basis van een Arduino.

[benvo]

Door de berichten van @Barwaz en @tuinkabouter over koeling problemen kwam dit weer naar boven.
Al wat eerder heb ik een technisch bouwwerkje in elkaar geknutseld om mijn aquarium te koelen. Omdat ik geen mogelijkheden heb om het huis te verbouwen besloot ik maar om een ventilator boven mijn bak te zetten. Maar ik doe dit nooit zomaar. Want ik ben een prutser. Omdat ik al een aquarium computer bouwde en een doseer apparaat moest ook dit iets anders worden. Mijn fan werkt met een sensor die ik in het water kan hangen en die dus voortdurend de watertemperatuur meet. Dan kan heel precies want ik heb een kalibratie mogelijkheid ingebouwd. Op dit apparaat stel ik een minimum temperatuur in waaronder er niets gebeurd. Maar boven die minimumtemperatuur begint de fan langzaam te draaien met een minimum snelheid die ik kan instellen. Daarnaast kan er een maximum temperatuur ingevoerd worden waarbij de fan een maximale snelheid heeft. En ook die maximale snelheid leg ik vast in de instellingen. Tussen de minimum en maximum temperatuur past de snelheid van de fan zich dus ook aan de temperatuur aan. De fan vertraagt of versneld ook weer op een ingestelde waarde die ook ingesteld kan worden. Hieronder heb ik een filmpje gezet waar jullie e.e.a. kunnen zien. Ik heb geen spanning op de fan gezet, ik neem aan dat jullie wel eens een draaiende ventilator hebben gezien.

 

[RensY]

De fan blijft draaien tot de temperatuur onder de ingestelde minimum temperatuur is, alleen steeds trager, waarom is dit? Dit betekent neem ik aan dat naarmate de temperatuur dichter bij de minimum temperatuur komt er ook steeds trager gekoeld wordt waardoor het proces langer duurt.

 

[benvo]

De fan blijft draaien tot de temperatuur onder de ingestelde minimum temperatuur is, alleen steeds trager, waarom is dit? Dit betekent neem ik aan dat naarmate de temperatuur dichter bij de minimum temperatuur komt er ook steeds trager gekoeld wordt waardoor het proces langer duurt.

De manier van koelen is gekozen omdat ik niet alles plotseling wil doen. Een temperatuur wordt langzamerhand hoger. En stopt ook ergens. Stel ik heb het ding ingesteld dat hij moet beginnen met koelen boven de 25 graden en het wordt 26 graden dan blaast hij niet hard maar voldoende om die graad te drukken. Je kan dus eigenlijk op elke temperatuur je snelheid inpassen. Daar komt ook bij dat je niet meer lucht boven je bak wilt wegblazen als nodig om, bijvoorbeeld CO2 levels vast te houden. Bij een sterke bovenlucht verschuiving versneld namelijk ook de interactie met de bak. E.e.a. blijkt ook te werken als bedacht.

 

[tuinkabouter]

De fan blijft draaien tot de temperatuur onder de ingestelde minimum temperatuur is, alleen steeds trager, waarom is dit? Dit betekent neem ik aan dat naarmate de temperatuur dichter bij de minimum temperatuur komt er ook steeds trager gekoeld wordt waardoor het proces langer duurt.

Het is andersom bedoeld.
Het “systeem” zorgt door de variabele snelheid voor minder schommeling.

Een kleiner temperatuur verschil resulteert automatisch in een lagere koelvraag, waardoor de ventilator minder hard hoeft te werken om de gewenste temperatuur te halen.

Dat betekent op zijn beurt weer dat je minder start/stops hebt wat de levensduur van je ventilatoren ten goede komt.
Ook betekent het minder temperatuur schommelingen wat weer prettiger is voor je vissen (althans dat denken we)

 

[RensY]

De manier van koelen is gekozen omdat ik niet alles plotseling wil doen. Een temperatuur wordt langzamerhand hoger. En stopt ook ergens. Stel ik heb het ding ingesteld dat hij moet beginnen met koelen boven de 25 graden en het wordt 26 graden dan blaast hij niet hard maar voldoende om die graad te drukken. Je kan dus eigenlijk op elke temperatuur je snelheid inpassen. Daar komt ook bij dat je niet meer lucht boven je bak wilt wegblazen als nodig om, bijvoorbeeld CO2 levels vast te houden. Bij een sterke bovenlucht verschuiving versneld namelijk ook de interactie met de bak. E.e.a. blijkt ook te werken als bedacht.

Is het dan niet zo dat bij een bepaalde buiten temperatuur er een evenwicht ontstaat die hoger kan zijn dan de minimum temperatuur? Bij 27 graden draait de fan met een bepaalde snelheid, afhankelijk van de omgevingstemperatuur is dat genoeg om de temperatuur van het water te laten stijgen of dalen. Als de snelheid te laag is voor daling zal de temperatuur oplopen waardoor de fan sneller gaat draaien, net zo lang tot er een evenwicht is bereikt. Of is de fan sterk genoeg om bij minimale percentages te koelen met alle omgevingstemperaturen die je redelijkerwijs mag verwachten?

 

[RensY]

Een kleiner temperatuur verschil resulteert automatisch in een lagere koelvraag, waardoor de ventilator minder hard hoeft te werken om de gewenste temperatuur te halen.

Het verschil met de omgeving wordt toch juist groter.

 

[tuinkabouter]

Het verschil met de omgeving wordt toch juist groter.

Nee verschil tussen actuele water temperatuur en gewenste watertemperatuur

 

[benvo]

@tuinkabouter heeft het heel juist omschreven hierboven. De sensor meet de watertemperatuur en dus het systeem is niet afhankelijk van de omgevingstemperatuur.

 

[RensY]

@tuinkabouter heeft het heel juist omschreven hierboven. De sensor meet de watertemperatuur en dus het systeem is niet afhankelijk van de omgevingstemperatuur.

Nee dat begrijp ik, maar de mate waarin de fan op een bepaalde stand effectief is, is wel afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Als het 30 graden in je kamer is dan koelt de fan op bijv. 50% makkelijker dan dat het 35 graden is.

 

[tuinkabouter]

Nee dat begrijp ik, maar de mate waarin de fan op een bepaalde stand effectief is, is wel afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Als het 30 graden in je kamer is dan koelt de fan op bijv. 50% makkelijker dan dat het 35 graden is.

Dat is zo, maar dan zal de actuele watertemperatuur vanzelf verder af gaan van gaan gewenste watertemperatuur en gaat de fan harder werken

 

[RensY]

Ik vind het overigens wel een super cool idee en mooie uitvoering! Heb je deze computer ook zelf gebouwd?

 

[Xammy39]

Nee dat begrijp ik, maar de mate waarin de fan op een bepaalde stand effectief is, is wel afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Als het 30 graden in je kamer is dan koelt de fan op bijv. 50% makkelijker dan dat het 35 graden is.

Da's niet helemaal waar, de temperatuur zal voornamelijk dalen doordat het water verdampt en zo warmte onttrekt, ongeveer zoals een airco werkt. Bij 35ºC verdampt het water sneller en onttrekt zo ook meer warmte aan het water, ondanks dat de snelheid van de fan mogelijk nog laag is.

 

[RensY]

Da's niet helemaal waar, de temperatuur zal voornamelijk dalen doordat het water verdampt en zo warmte onttrekt, ongeveer zoals een airco werkt. Bij 35ºC verdampt het water sneller en onttrekt zo ook meer warmte aan het water, ondanks dat de snelheid van de fan mogelijk nog laag is.

Ik heb niet genoeg kennis van dit soort processen om hier echt iets zinnigs over te kunnen zeggen. Maar toch ga ik het proberen Voor mijn gevoel klopt dit niet. Het zou betekenen dat hoe hoger de omgevingstemperatuur hoe sneller het water afkoelt en dat kan ik me haast niet voorstellen.

 

[Xammy39]

Ik heb niet genoeg kennis van dit soort processen om hier echt iets zinnigs over te kunnen zeggen. Maar toch ga ik het proberen Voor mijn gevoel klopt dit niet. Het zou betekenen dat hoe hoger de omgevingstemperatuur hoe sneller het water afkoelt en dat kan ik me haast niet voorstellen.

Nee, dat is niet wat ik schrijf. Wanneer je een ventilator op het wateroppervlak richt zal de verdamping van dat water sneller verlopen. De koeling die je ermee bewerkstelligd komt doordat verdampend water warmte onttrekt aan het aquarium. Bij een groter temperatuur verschil tussen water en omringende lucht zal dat water makkelijker verdampen en daardoor ook meer warmte aan het aquarium onttrekken. Het effect van de koeling wordt dus groter bij een hogere luchttemperatuur bij eenzelfde snelheid van de ventilator.

 

[RensY]

Nee, dat is niet wat ik schrijf. Wanneer je een ventilator op het wateroppervlak richt zal de verdamping van dat water sneller verlopen. De koeling die je ermee bewerkstelligd komt doordat verdampend water warmte onttrekt aan het aquarium. Bij een groter temperatuur verschil tussen water en omringende lucht zal dat water makkelijker verdampen en daardoor ook meer warmte aan het aquarium onttrekken. Het effect van de koeling wordt dus groter bij een hogere luchttemperatuur bij eenzelfde snelheid van de ventilator.

Dat is toch precies wat ik zeg? Hoe hoger de omgevingstemperatuur, hoe groter het verschil met de watertemperatuur en volgens die logica dan een snellere koeling. Dat zou betekenen dat in een ruimte van 50 graden het water sneller koelt dan in een ruimte van 30 graden als je gebruikmaakt van exact dezelfde fan met dezelfde snelheid. Dat is volgens mij niet het geval. Als het andersom is, en de omgevingstemperatuur is lager dan de watertemperatuur dan gaat het wel op.

 

[Xammy39]

Dat zou betekenen dat in een ruimte van 50 graden het water sneller koelt dan in een ruimte van 30 graden als je gebruikmaakt van exact dezelfde fan met dezelfde snelheid. Dat is volgens mij niet het geval.

Dat is wel degelijk het geval, je onttrekt meer warmte aan het aquarium. Aan de andere kant warmt het ook sneller op maar dat gaat door convectie en dus relatief langzamer.
Je kunt het vergelijken met het COP getal van een warmtepomp. Dat getal is de energie factor, bij een COP van 1 krijg je 1kW aan warmte als je 1kW aan energie toe voert. Hoe hoger de buitentemperatuur, hoe hoger het COP getal, als het buiten -10ºC is dan is het COP getal 1, is het buiten +10ºC dan kan het COP getal zomaar 4 zijn, je krijgt dan 4kW aan warmte voor 1kW aan elektrische energie.

 

[benvo]

Ik vind het overigens wel een super cool idee en mooie uitvoering! Heb je deze computer ook zelf gebouwd?

Ja.

 

[benvo]

Nee, dat is niet wat ik schrijf. Wanneer je een ventilator op het wateroppervlak richt zal de verdamping van dat water sneller verlopen. De koeling die je ermee bewerkstelligd komt doordat verdampend water warmte onttrekt aan het aquarium. Bij een groter temperatuur verschil tussen water en omringende lucht zal dat water makkelijker verdampen en daardoor ook meer warmte aan het aquarium onttrekken. Het effect van de koeling wordt dus groter bij een hogere luchttemperatuur bij eenzelfde snelheid van de ventilator.

En dat nu geeft ondermeer de reden aan waarom ik deze ventilator liet werken op deze manier. Want door het toenemen van de warmte in je water neemt ook de verdamping en daardoor uitwisseling tussen de bovenlaag en het aquariumwater toe. Wanneer de opwarming nog in het beginstadium is een krachtige blaaswerking nog niet noodzakelijk en kan je die uitwisseling nog beperken wat een voordeel kan zijn op allerlei gebied.

 

[RensY]

Dat is wel degelijk het geval, je onttrekt meer warmte aan het aquarium. Aan de andere kant warmt het ook sneller op maar dat gaat door convectie en dus relatief langzamer.
Je kunt het vergelijken met het COP getal van een warmtepomp. Dat getal is de energie factor, bij een COP van 1 krijg je 1kW aan warmte als je 1kW aan energie toe voert. Hoe hoger de buitentemperatuur, hoe hoger het COP getal, als het buiten -10ºC is dan is het COP getal 1, is het buiten +10ºC dan kan het COP getal zomaar 4 zijn, je krijgt dan 4kW aan warmte voor 1kW aan elektrische energie.

Oh wauw, hier schiet mijn kennis op dit gebied duidelijk tekort. Dit gaat echt tegen m'n gevoel van logica in, maar wel super interessant. En een mooi topic om me verder in te verdiepen, thanks.

 

[RensY]

Ja.

Hoe heb je dit voor elkaar gekregen? Heb je kennis op het gebied van automatisering en/of regeltechniek dat je weet hoe je zelf een computer maakt?

 

[benvo]

Hoe heb je dit voor elkaar gekregen? Heb je kennis op het gebied van automatisering en/of regeltechniek dat je weet hoe je zelf een computer maakt?

Vroeger al in de tijd van de eerste home computers, ergens in 1980, ben ik begonnen met in Basic te programmeren. Daarna heb ik cursussen gevolgd wat betreft programmeren met andere talen. Een Arduino werkt met een programmeer taal C. Maar eigenlijk is een Arduino geen computer maar een microcontroller. Een Arduino heeft geen processor en is eigenlijk een apparaat dat je door het te programmeren schakelingen uit laat voeren. en op die manier allerlei processen tot stand kan laten komen. Op De foto's zie je mijn aquarium computer voor belichting temperatuur en CO 2 beleiding en een doseerapparaat met de mogelijkheid voor 4 verschillende voedingspatronen. En die apparaten werken ook op de basis van een Arduino.

 

[RensY]

Vroeger al in de tijd van de eerste home computers, ergens in 1980, ben ik begonnen met in Basic te programmeren. Daarna heb ik cursussen gevolgd wat betreft programmeren met andere talen. Een Arduino werkt met een programmeer taal C. Maar eigenlijk is een Arduino geen computer maar een microcontroller. Een Arduino heeft geen processor en is eigenlijk een apparaat dat je door het te programmeren schakelingen uit laat voeren. en op die manier allerlei processen tot stand kan laten komen. Op De foto's zie je mijn aquarium computer voor belichting temperatuur en CO 2 beleiding en een doseerapparaat met de mogelijkheid voor 4 verschillende voedingspatronen. En die apparaten werken ook op de basis van een Arduino.

Dit is wel het neusje van de zalm hoor, heel gaaf om het allemaal zo inzichtelijk te hebben. Dit is voor iemand zonder die ervaring niet te doen neem ik aan?

 

[benvo]

Dit is wel het neusje van de zalm hoor, heel gaaf om het allemaal zo inzichtelijk te hebben. Dit is voor iemand zonder die ervaring niet te doen neem ik aan?

Jawel, want er zijn heel veel mensen die zich hier mee bezig houden. En er soms ook heel erg goed in zijn. Kennis die ik ook nog lang niet heb. Maar je kan met Arduino heel eenvoudig beginnen. Een ledje laten knipperen of te dimmen bijvoorbeeld. En het mooie is, dat spul kost geen drol. Met uitzondering van Nextion schermen die ik ook wel gebruikt heb voor mijn doseerapparaat en Aquarium computer. Maar die ben je ook niet beslist nodig, je kan ook, zoals ik deed met die Fan, werken met een LCD scherm.

https://nl.aliexpress.com/w/wholesale-Arduino-uno.html?catId=0&initiative_id=SB_20221222045850&SearchText=Arduino%2Buno&spm=a2g0o.home.1000002.0&dida=y

3.97€ |5V 2004 Lcd Digitale Display Module HD44780 Lcd Controller Board Blauw/Geel Backlight Lcd scherm Module Voor Arduino|LCD Modulen| - AliExpress

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

nl.aliexpress.com

 

[Xammy39]

Oh wauw, hier schiet mijn kennis op dit gebied duidelijk tekort. Dit gaat echt tegen m'n gevoel van logica in, maar wel super interessant. En een mooi topic om me verder in te verdiepen, thanks.

Het is ook heel interessante materie, een warmtepomp lijkt op het eerste gezicht een perpetium mobilé, je voert minder energie toe dan je aan warmte energie terug krijgt. Maar het is simpel de natuur die een handje helpt door onttrekken van verdampingswarmte. Overigens zijn genoemde COP getallen min of meer willekeurig, het juiste getal hangt af van het gebruikte koelmedium.

 

[Xammy39]

Jawel, want er zijn heel veel mensen die zich hier mee bezig houden. En er soms ook heel erg goed in zijn. Kennis die ik ook nog lang niet heb. Maar je kan met Arduino heel eenvoudig beginnen. Een ledje laten knipperen of te dimmen bijvoorbeeld. En het mooie is, dat spul kost geen drol. Met uitzondering van Nextion schermen die ik ook wel gebruikt heb voor mijn doseerapparaat en Aquarium computer. Maar die ben je ook niet beslist nodig, je kan ook, zoals ik deed met die Fan, werken met een LCD scherm.

https://nl.aliexpress.com/w/wholesale-Arduino-uno.html?catId=0&initiative_id=SB_20221222045850&SearchText=Arduino%2Buno&spm=a2g0o.home.1000002.0&dida=y

3.97€ |5V 2004 Lcd Digitale Display Module HD44780 Lcd Controller Board Blauw/Geel Backlight Lcd scherm Module Voor Arduino|LCD Modulen| - AliExpress

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

nl.aliexpress.com

Het is inderdaad geweldig om dit zo te bouwen. Groot nadeel is wel dat als je het klaar hebt en na een jaar krijg je ergens een storing of je wilt het uitbreiden of wijzigen het heel veel tijd kost om het weer te doorgronden als het een eenmaling project is.

 

[benvo]

Het is inderdaad geweldig om dit zo te bouwen. Groot nadeel is wel dat als je het klaar hebt en na een jaar krijg je ergens een storing of je wilt het uitbreiden of wijzigen het heel veel tijd kost om het weer te doorgronden als het een eenmaling project is.

Mijn ervaring heeft inmiddels wel aangetoond dat in een storing het altijd iets technisch is, een losgeraakt draadje of zo. Juist omdat een Arduino een controller is en geen computer maakt dat je programmering vastligt in het ding. Dus daar zal je ook nooit een hapering krijgen. Je kan er ook geen wijziging in veroorzaken zonder iets te uploaden. Natuurlijk kunnen er wel fouten gemaakt worden, bijvoorbeeld door het aanbrengen van latere bedachte verbeteringen, in het al bestaande programma.

 

[benvo]

Het is ook heel interessante materie, een warmtepomp lijkt op het eerste gezicht een perpetium mobilé, je voert minder energie toe dan je aan warmte energie terug krijgt. Maar het is simpel de natuur die een handje helpt door onttrekken van verdampingswarmte. Overigens zijn genoemde COP getallen min of meer willekeurig, het juiste getal hangt af van het gebruikte koelmedium.

Nou, in een warmtepomp stop je juist heel veel energie, spanning/stroom, om warmte uit de lucht te halen door compressie. Maar die energie die je er instopt kan voordeliger uitpakken dan andere benodigde energie die eruit komt. Hoewel dit in deze uitzonderlijke situatie nu ook weer wat anders uitpakt. Maar een perpetuum mobile zou ik het niet willen noemen...

 

[Xammy39]

Maar een perpetuum mobile zou ik het niet willen noemen...

Ik schrijf ook dat het, voor een leek, op het eerste gezicht een perpetuum mobilé lijkt. Je comprimeert een gas die je vervolgens door een kleine opening perst waardoor deze verdampt en op die manier warmte onttrekt. Aan de andere kant laat je de damp weer condenseren waardoor de warmte weer af wordt gegeven. Bij een warmtepomp plaats je de condenser binnen en de verdamper buiten, bij een airco draai je het proces om.

 

[RensY]

Jawel, want er zijn heel veel mensen die zich hier mee bezig houden. En er soms ook heel erg goed in zijn. Kennis die ik ook nog lang niet heb. Maar je kan met Arduino heel eenvoudig beginnen. Een ledje laten knipperen of te dimmen bijvoorbeeld. En het mooie is, dat spul kost geen drol. Met uitzondering van Nextion schermen die ik ook wel gebruikt heb voor mijn doseerapparaat en Aquarium computer. Maar die ben je ook niet beslist nodig, je kan ook, zoals ik deed met die Fan, werken met een LCD scherm.

https://nl.aliexpress.com/w/wholesale-Arduino-uno.html?catId=0&initiative_id=SB_20221222045850&SearchText=Arduino%2Buno&spm=a2g0o.home.1000002.0&dida=y

3.97€ |5V 2004 Lcd Digitale Display Module HD44780 Lcd Controller Board Blauw/Geel Backlight Lcd scherm Module Voor Arduino|LCD Modulen| - AliExpress

Smarter Shopping, Better Living! Aliexpress.com

nl.aliexpress.com

Ik ga me denk ik wel een keer in verdiepen. Het bouwen van een eigen controller zoals jij gedaan hebt lijkt me echt gaaf.