ペルチェ素子を2つ動作させるプログラムがうまく動かないです

Arduinoの別のポートに繋いだペルチェ素子(シーケンス制御)を1つのプログラムで同時に動作させたいです．このペルチェ素子はPID制御で36度を保ちます．

・リレーを制御するピン　それぞれ2と3ポート
・サーミスタのピン　　　それぞれA0とA1ポート

調査したこと・試したこと

はじめ，ペルチェ素子1つで動作させてみました．それぞれA0とA1のポートにつないだまま個々に動かした場合，うまく36度を保つように動作しました．以下にそのコードを示します．

C
1#include <math.h>
2
3//目標の温度
4double targetTemperature = 36.0;
5
6//リレーを制御するピン
7int enablePin = 3;
8
9
10//サーミスタ関係
11double T; //サーミスタの温度(T)
12int currentTemperture = A1;//サーミスタのピン
13int thermistorPin = A1;
14const float DIVIDER = 10000.0; // 分圧抵抗10kΩ
15const float T0 = 273.15;
16const float R0 = 27700.0; //サーミスタの特性で変わる
17const float B = 3435.0; //サーミスタの特性で変わる
18
19int count = 0;
20double input = 255.0;
21double preinput = 255.0;
22double deltainput = 0;
23double e = 0;
24double e1 = 0;
25double e2 = 0;
26
27double kp = 3.5; //比例ゲイン
28double ki = 1.0; //積分ゲイン
29double kd = 1.4; // 微分ゲイン
30
31void setup() {
32  Serial.begin(9600);
33  pinMode(A1, INPUT); //A0番ピンを入力用に設定する
34  pinMode(enablePin, OUTPUT);
35  pinMode(thermistorPin, INPUT);
36
37  digitalWrite(enablePin, LOW);
38  Serial.println("プログラム開始");
39}
40
41void loop() {
42
43  currentTemperture = getTemperature();
44
45  Serial.print(targetTemperature);  //目標温度表示
46  Serial.print(", ");
47  Serial.print(currentTemperture);  //今の温度表示
48  Serial.println("  at " + String(millis()));
49
50  //Serial.println("Temperature: " + String(currentTemperture) + "C");
51
52
53  if (targetTemperature <= 24.0) {
54    e = currentTemperture - targetTemperature;
55  } else {
56    e = targetTemperature - currentTemperture;
57  }
58
59  controlRelay();
60
61  if (count == 0) {
62    e1 = e;
63    preinput = input;
64  } else {
65    e1 = e;
66    e2 = e1;
67    preinput = input;
68  }
69
70  count++;
71  delay(1000);
72}
73
74
75double getTemperature() { //現在の気温を求める
76  float Aout =  float(analogRead(thermistorPin)); //アナログピンの電圧を読み取る
77  Serial.println(Aout);
78  float Rt = DIVIDER * Aout / (1024.0 - Aout);  //サーミスタの抵抗値を求める
79
80  float result = calcTemp(Rt);
81  return result;
82}
83
84float calcTemp(float Rt) {
85  float T_bar = 1 / T0 + (log(Rt / R0)) / B;  //抵抗値から温度1/Tを求める(NTC)
86  return 1.0 / T_bar - 273.15;  //温度Tを求める　T=t(度)+273.15
87}
88
89void controlRelay() {
90  if (count >= 2) {
91    if (pid() > 255 / 1.3) {
92      digitalWrite(enablePin, HIGH);  //電流を流す
93    } else {
94      digitalWrite(enablePin, LOW);   //電流を止める
95    }
96  }
97}
98
99
100int pid(void) {
101  deltainput = kp * (e - e1) + ki * e + kd * ((e - e1) - (e1 - e2));
102  input = preinput + deltainput;
103  input = constrain(input, 0, 255);
104  return input;
105}

問題となるプログラム

次に，2つ動作させるために書き換えたものを以下に示します．この場合，2つのどちらのペルチェ素子の温度も上がっていきませんでした(温度変化がない，HIGHになっていない感じ)．いろいろ試行錯誤したため，関数の賢い使い方ができていませんがご了承ください．

C
1#include <math.h>
2
3//目標の温度
4double targetTemperature = 36.0;
5
6//リレーを制御するピン
7int enablePin1 = 2;
8int enablePin2 = 3;
9
10
11//サーミスタ関係
12double T1; //サーミスタの温度(T)
13double T2;
14int currentTemperture1 = A0;//サーミスタのピン
15int thermistorPin1 = A0;
16int currentTemperture2 = A1;//サーミスタのピン
17int thermistorPin2 = A1;
18const float DIVIDER = 10000.0; // 分圧抵抗10kΩ
19const float T0 = 273.15;
20const float R0 = 27700.0; //サーミスタの特性で変わる
21const float B = 3435.0; //サーミスタの特性で変わる
22
23int count1 = 0;
24int count2 = 0;
25double input1 = 255.0;
26double preinput1 = 255.0;
27double deltainput1 = 0;
28double input2 = 255.0;
29double preinput2 = 255.0;
30double deltainput2 = 0;
31double e_1 = 0;
32double e1_1 = 0;
33double e2_1 = 0;
34double e_2 = 0;
35double e1_2 = 0;
36double e2_2 = 0;
37
38double kp = 3.5; //比例ゲイン
39double ki = 1.0; //積分ゲイン
40double kd = 1.4; // 微分ゲイン
41
42void setup() {
43  Serial.begin(9600);
44  pinMode(A0, INPUT); //A0番ピンを入力用に設定する
45  pinMode(enablePin1, OUTPUT);
46  pinMode(thermistorPin1, INPUT);
47  pinMode(A1, INPUT); //A0番ピンを入力用に設定する
48  pinMode(enablePin2, OUTPUT);
49  pinMode(thermistorPin2, INPUT);
50
51  digitalWrite(enablePin1, LOW);
52  digitalWrite(enablePin2, LOW);
53  Serial.println("プログラム開始");
54}
55
56void loop() {
57
58  currentTemperture1 = getTemperature1();
59  currentTemperture2 = getTemperature2();
60
61  Serial.print(targetTemperature);  //目標温度表示
62  Serial.print(", ");
63  Serial.print("No.1 ");
64  Serial.print(currentTemperture1);  //今の温度表示
65  Serial.print(", ");
66  Serial.print("No.2 ");
67  Serial.println(currentTemperture2);  //今の温度表示
68  //Serial.println("  at " + String(millis()));
69
70  //Serial.println("Temperature: " + String(currentTemperture) + "C");
71
72
73  if (targetTemperature <= 24.0) {
74    e_1 = currentTemperture1 - targetTemperature;
75    e_2 = currentTemperture2 - targetTemperature;
76  } else {
77    e_1 = targetTemperature - currentTemperture1;
78    e_2 = targetTemperature - currentTemperture2;
79  }
80
81  controlRelay1();
82  controlRelay2();
83
84  if (count1 == 0) {
85    e1_1 = e_1;
86    preinput1 = input1;
87  } else {
88    e1_1 = e_1;
89    e2_1 = e1_1;
90    preinput1 = input1;
91  }
92
93  if (count2 == 0) {
94    e1_2 = e_2;
95    preinput2 = input2;
96  } else {
97    e1_2 = e_2;
98    e2_2 = e1_2;
99    preinput2 = input2;
100  }
101
102  count1++;
103  count2++;
104  delay(1000);
105}
106
107
108double getTemperature1() { //現在の気温を求める
109  float Aout1 =  float(analogRead(thermistorPin1)); //アナログピンの電圧を読み取る
110  //Serial.println(Aout);
111  float Rt1 = DIVIDER * Aout1 / (1024.0 - Aout1);  //サーミスタの抵抗値を求める
112
113  float result1 = calcTemp1(Rt1);
114  return result1;
115}
116
117double getTemperature2() { //現在の気温を求める
118  float Aout2 =  float(analogRead(thermistorPin2)); //アナログピンの電圧を読み取る
119  //Serial.println(Aout);
120  float Rt2 = DIVIDER * Aout2 / (1024.0 - Aout2);  //サーミスタの抵抗値を求める
121
122  float result2 = calcTemp2(Rt2);
123  return result2;
124}
125
126float calcTemp1(float Rt1) {
127  float T_bar1 = 1 / T0 + (log(Rt1 / R0)) / B;  //抵抗値から温度1/Tを求める(NTC)
128  return 1.0 / T_bar1 - 273.15;  //温度Tを求める　T=t(度)+273.15
129}
130
131float calcTemp2(float Rt2) {
132  float T_bar2 = 1 / T0 + (log(Rt2 / R0)) / B;  //抵抗値から温度1/Tを求める(NTC)
133  return 1.0 / T_bar2 - 273.15;  //温度Tを求める　T=t(度)+273.15
134}
135
136void controlRelay1() {
137  if (count1 >= 2) {
138    if (pid1() > 255 / 1.3) {
139      digitalWrite(enablePin1, HIGH);  //電流を流す
140    } else {
141      digitalWrite(enablePin1, LOW);   //電流を止める
142    }
143  }
144}
145
146void controlRelay2() {
147  if (count2 >= 2) {
148    if (pid2() > 255 / 1.3) {
149      digitalWrite(enablePin2, HIGH);  //電流を流す
150    } else {
151      digitalWrite(enablePin2, LOW);   //電流を止める
152    }
153  }
154}
155
156
157int pid1() {
158  deltainput1 = kp * (e_1 - e1_1) + ki * e_1 + kd * ((e_1 - e1_1) - (e1_1 - e2_1));
159  input1 = preinput1 + deltainput1;
160  input1 = constrain(input1, 0, 255);
161  return input1;
162}
163
164int pid2() {
165  deltainput2 = kp * (e_2 - e1_2) + ki * e_2 + kd * ((e_2 - e1_2) - (e1_2 - e2_2));
166  input2 = preinput2 + deltainput2;
167  input2 = constrain(input2, 0, 255);
168  return input2;
169}
170

どなたかご教授ください．

tmp

2023/07/31 10:44

サーミスターの計算等、わかりませんが、わざわざ２つの過去の値のeを保存していることから eの１つ前の値が、e1で、その前がe2ですか？だとすると、 e1 = e; e2 = e1; ではなく、 e2 = e1; e1 = e; 順になるとおもいますが、e2の値がどれだけ影響するか、わかりませんが問題ないですか？