A máquina de café expresso

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Ultra Modern

EM 4.03 Como funciona um PID

Neste vídeo, mostraremos como funciona um controlador PID e explicaremos o que significam P, I e D. 

As primeiras máquinas com múltiplas caldeiras controlavam a temperatura da infusão com um simples termostato. O termostato ativava os elementos de aquecimento quando a temperatura da caldeira caía abaixo de um certo ponto e depois os desligava novamente quando atingia a temperatura necessária. 

Normalmente, nas máquinas de café expresso, esses dois pontos de ajuste estão a uma curta distância, de modo que os elementos ligam a uma temperatura mais baixa, mas não desligam até atingirem uma temperatura mais alta, um pouco acima do ponto de ajuste de temperatura. Este é um exemplo do conceito conhecido como histerese. Isso resulta na flutuação contínua da temperatura em torno do ponto de ajuste.

Flutuações de temperatura em uma caldeira controlada com um termostato.

A temperatura da caldeira também ultrapassaria continuamente o ponto de ajuste superior, pois, no momento em que os elementos de aquecimento são desligados, eles ainda estão quentes e fornecendo energia para a água. Assim que a caldeira esfria até a temperatura mínima, a temperatura também "fica abaixo do ponto de ajuste" devido ao tempo que os elementos levam para aquecer novamente antes de poderem começar a aquecer a água.

Este atraso significa que mesmo que os pontos de ajuste superior e inferior sejam muito próximos ou idênticos, a temperatura ainda irá flutuar em torno do ponto de ajuste, limitando a precisão de um termostato-sistema controlado.

O PID (pproporcional euintegral dO algoritmo (derivativo) permite que a temperatura seja controlada com mais precisão. Desde que Andy Schecter, Gregory Scace e David Schomer (ver lesson 4.01) adaptaram os primeiros controladores PID às suas respectivas máquinas, os controladores PID tornaram-se comuns em máquinas com uma ou várias caldeiras, tornando a temperatura muito mais estável e fácil de controlar.

Os controladores PID funcionam variando a quantidade de energia usada, em vez de ter os elementos totalmente ligados ou totalmente desligados,