Автоматика
| Всего голосов: |
| Первый голос: |
| Последний голос: |
Эта статья скорей не про автоматику, а про управление ТЭНом. Развитие темы в статье новая автоматика (версия 2).
Я думал что это будет самое простое, однако время показало обратное))). Хотя наверено даже наоборот, я все усложнил и на практике оказалось что нужно относится к этому проще. Так как это не ратификационная колонна, а просто дистилятор, то нет необходимости поддерживать постоянную температуру, управляя тэном по милисекундам. Секундными включениями тэна можно добиться постоянного, но неравномерного (что с нашем случае не принципиально) потока пара из перегонного куба. /Впоследствии, когда управление тэном осуществляется порядком 200-700 милисекунд на вкл\выкл, по струе пара в сухопарнике видно что процесс идет равномерно, не сравнимо с управлением по секундам. Температура на входе в сухопарник достаточно живо откликается на изменение режима нагрева./
Про ТЭНы — только нержавейные ТЭНы. Ни оцинковку, ни латунь с пищевым покрытием (покрытие слезет после 4-5 перегонки) использовать крайне не рекомендуется. Есть еще медные ТЭНы, но смысла именно в ТЭНах из меди не вижу.
Итак, был заказан контроллер ARDUINO UNO R3, релюхи, светодиоды, набор сопротивлений разного номинала, и датчик температуры DALLAS DS18B20 (по моему так). Всего по 2 штуки, чтобы можно было оперативно заменить. После размышлений как доставить температурный датчик в зону пара в перегонный куб, неожиданно на глаза попался стержень от ручки паркер, он идеально подходил для этой цели: тонкие стенки, с одной стороны он цельный( не надо паять, сминать и тд), подходящий по длине и диаметру. Стержень был схвачен, отпилен со стороны пера и рапотрашен. Для того чтобы избавиться от остатков чернил, стержень был замочен в ацетоне на неделю (просто забыл про него))). Потом вытащил его, протер, после чего он опять валялся неделю. Далее датчик был помещен внутрь стержня и герметизирован силиконовыми прокладками. Форма для запекания из силикона очень выручила, хватило на все не экономя и осталось 70% от нее еще. Дальше стержень был «инсталлирован» ))). Ну не внедрен же))). в корпус от выпускного клапана через силиконовые прокладки. Можно было конечно заказать у китайцев готовый термометр в герметичном корпусе, но не заказался как то.
Все было собрано, программулина написана, собран из коробки и лампы стенд для испытаний, отработана логика /уж какая была, исходя из моего тогдашнего опыта и представления о процессе/, но опять же спешка, подходила брага, да и дел кучу никто не отменял, найти и купить градусник для измерения реальной температуры не удосужился.
Схема первого варианта автоматики (во втором варианте убрал блок из 5 светодиодов и поставил экран от нокиа5510, купленный на aliexpress, по программке можно запросто разобраться что куда подключено, схема как пример подключения элементов):
После первой же перегонки был заказан электронный градусник и было обнаружено что:
1. Разность в показании градусника и датчика примерно в 2 градуса (так и не определился чему верить), причем инертность самого датчика на остывание достаточно большая, но это не принципиально.
2. Установленный киловатный тэн, в режиме работы 4/6, 4/7 (нагрев, сек/пауза, сек) практически до конца перегонки поддерживает очень плавное повышение температуры, 0.3-0.5 градусов минут за 20-30, при этом процесс не останавливается и идет постоянно.
3. Выявлен косяк с работой китайских реле.
Реле от стандартного шилда для ардуины на 10А не подойдут. Было непонятно что происходит, какой то промежуток все работало нормально, потом температура начинала быстро расти и спасало только отключение аппарата. Стало понятно что реле не справляется с возложенной на нее функцией. Контакты залипали и в один прекрасный момент контакты реле просто приварились. Срочно реле была заменена для окончания перегонки на новую, после чего начались поиски более надежного варианта.
Было решено управлять симистором с помощью реле или оптопары. Сначала был установлен небольшой симистор, в последствии он был утерян и по маркировке ничего сказать и посмотреть уже не могу, но он достаточно сильно грелся. После этого был раздобыт монстрячий симистор BTA41-800B (40А по даташиту) и прикрутил его к достаточно большому радиатору. Но и эта связка при работе ТЭНа на полной мощности нагревается, без вентилятора как то страшновато, поставил вентилятор — проблем нет.
Схема:
Вердикт: работает прекрасно, без нареканий и неожиданностей. Пока включаю вентилятор на первичный нагрев, далее автоматизирую этот процесс (в дальнейших модификациях выполнено).
После того как я перестал думать что контакты релюхи могут залипнуть и процесс превратится в неуправляемый, пошла дальнейшая модернизация.
Принцип модульности мне показался заманчивым, но в последствии я понял что меня ломает постоянно вытаскивать несколько компонентов, расставлять, соединять их, а после всего все действия производятся в обратном порядке, да и проводов куча — поэтому в след версии все скомпановано в одном корпусе.
Цель: насколько это возможно оптимизировать процесс и устраниться от контроля за ним (очно-визуальным по крайней мере).
Сейчас идея программки (скетча) такая:
- вначале цикла делаем запрос температурному датчику, засекаем время обращения по прошествии секунды получаем от него температуру. Это делаю потому что иначе с кнопками траблы получаются, если delay (1000) выставить.
- дальше кнопками определяем переменные, которые потом обрабатываются условиями.
- и собственно сами условия.
Строго не судить, я понимаю что можно было сделать красивее, можно было применять функции. но так как я его кучу раз допиливал и писал иногда в автобусе на планшете — так получилось. Коментарии некоторые тоже старые и неактуальные — обещаю разобраться /не сделано — не вижу смысла, новый скетч хорошо комментирован и более функционален/.
К этому моменту проведено достаточно много перегонок и опытным путем было определено, что для отбора голов оптимален режим нагрева (тем же киловатным тэном, нагрев, сек/пауза, сек) 4/7 — это и есть мощность старта перегонки после начала процесса. Далее я определился что две прегонки — это минимальное количество. Соответственно первая перегонка может быть автоматизирована от окончания отбора голов и до достижения заданной, определенной мной температуры. Вторая перегонка по определению дробная, празничная и подлежащая дегустации))). здесь автоматика лишняя (неправильно думал, вторую перегонку тоже можно автоматизировать и прекратить по достижению 45-50%), но необходимо в ручном режиме влиять на мощность нагрева, не часто, но нужно. Также было бы неплохо оповещать звуком о наполнении очередного поллитра (а то бегай смотри как там))) — это решается достаточно просто, если есть свободные пины на контроллере. В дальнейшем есть еще мысли по модернизации — внедрение веб-сервера для контроля с дивана за процессом, но это попозже)))
Что-то переделать (модернизировать) — сложней чем сделать заново. Установленный ЖК-экран, 4 кнопки, 3 светодиода, бипер, термодатчик и реле отъели все пины на контроллере, оставив только 2 аналоговых. Все это изначально не задумывалось и не планировалось, поэтому получился такой затык. 2 пина конечно хватит для внедрения контроля за наполнением емкости, но не спасет от полной переделки, т.к. есть задумка как это все сделать более компактно и с большим функционалом и комфортом опять же)))
На этом с данной верстей закончено, собрана версия 2, о ней в другой статье, а этот » прототип» разобран.
Источник
Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560
Как и обещал, начинаю выкладывать подробную инструкцию по сборке универсального контроллера HelloDistiller на базе ардуино.
Сначала выражаю благодарность коллеге alekslug за подробное описание алгоритма автоматизации ректификации, а также неоценимые советы и отладку программы и железа его колонне.
Итак, про контроллер.
Какие у него преимущества — Там есть Все! Дистилляция, Ректификация, Регулятор мощности, Термостат, Разваривание зернового сырья. Появилась программа пивоварения.
То есть не нужно покупать ни РМ-2 ни какую-либо другую автоматику.
Из программного обеспечения Вам понадобится библиотека Arduino IDE, качать здесь.
http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-r2-windows.exe
(обратите внимание что для версий скетчей ранее, чем 3.10 качать именно версию 1.0.5, скетчи начиная с версии 3.10 могут работать также на новых версиях Arduino IDE)
, а также библиотека OneWire, прилеплена к этой теме, вот и прямая ссылка https://cdn.homedistil.ru/fs/1503/14/21231.62097.zip .
Библиотека устанавливается следующим образом:
Файл OneWire.zip надо разархивировать и получившуюся в результате разархивации папку OneWire необходимо скопировать в папку libraries программы Ардуино.
Перед компилированием надо выбрать тип платы Mega 2560 
Viborplati. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Также скорее всего Вам понадобятся драйвера на ардуино https://cdn.homedistil.ru/fs/1412/13/21231.70328.zip.
Кто желает сделать автоматику быстрее и без пайки, смотреть упрощенный вариант [Простая автоматика на Ардуино Мега 2560 из готовых элементов]
Инструкция по работе в облаке, вот ссылка ( к чтению обязательно ) : https://cloud.mail.ru/public/MFhp/mVFktDHjt
Хорошая подборка по основным направлениям, проблемам, настройкам, подключению и прочему здесь ( перед тем, как задать вопрос, сначала туда ): [сообщение #12493929]
Для желающих оформить все в виде печатной платы, вот ссылка
[сообщение #13405797]
Скетч и предложенные решения могут использоваться для любых Ваших личных, некоммерческих целей с условием ссылки на источник. Использование в коммерческих целях, а также публикация допускается только с разрешения автора.
К сообщению также прилеплены драйвера для некоторых версий чипов Ардуино CH341SER.ZIP, а также стандартная программа HyperTerminal HYPERTERM.ZIP для записи логов работы в файл.
Подключение веб-интерфейса.
Для работы веб-интерфейса нужна NodeMCU 1.0 (ESP-12E module).
Проще всего их купить на алиэкспресс.
1) Среду Ардуино качать здесь IDE https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Все работает, начиная с версии 1.8.5 по 1.8.8 другие не проверял.
2) Запускаем среду Ардуино и идем в меню Файл/Настройки. Копируем ссылку http: //arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
в поле «Дополнительные ссылки для Менеджера плат» и нажимаем «OK». 
Bezimyannii1. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
3) Переходим в папку, куда установлена Ардуино. Например путь «C:\Program Files (x86)\Arduino»
В папке C:\Program Files (x86)\Arduino\tools\ распаковываем архив ESP8266FS.zip, приложенный к данному сообщению
В папке C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\ распаковываем архив libraries.zip, приложенный к данному сообщению
4) Идем в пункт меню Инструменты/Плата/Менеджер плат, где находим плату ESP8266 и устанавливаем ее. 
Bezimyannii3. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
5) Выходим из среды ардуино и заходим в нее снова.
6) Выбираем плату и остальные настройки, как на скрине ниже. 
Bezimyannii4. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
7) Скетч качаем из облака https://cloud.mail.ru/public/MFhp/mVFktDHjt/Скетчи/
На момент написания данной статьи последний скетч HelloDistillerESPWeb_v002
Компилируем и загружаем скетч в NodeMCU обычным образом, после чего загружаем данные веб-интерфейса через пункт меню Инструменты/ESP8266 Sketch Data Upload
Посл. ред. 18 Июня 19, 04:14 от msg31
Микроконтроллер ATmega2560 
Am1. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Рабочее напряжение 5В
Входное напряжение (рекомендуемое) 7-12В
Входное напряжение (предельное) 6-20В
Цифровые Входы/Выходы 54 (14 из которых могут работат также как выходы ШИМ)
Аналоговые входы 16
Постоянный ток через вход/выход 40 mA
Постоянный ток для вывода 3.3 В 50 mA
Флеш-память 256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика)
ОЗУ 8 KB
Энергонезависимая память 4 KB
Тактовая частота 16 MHz
покупал в Терраэлектронике,-это дорогой, неоптимальный вариант. Но если немного поискать в интернете, точек продаж обнаружится много. Есть дорогие оригинальные Arduino Mega 2560 R3 и есть копии сделанные в Китае, которые на мой взгляд, ничем не хуже оригинала. Вот. совсем недорого Mega 2560 http://www.tinydeal.com/. ue-p-94889.html Посылка от этого продавца пришла довольно быстро, за 15 дней.
Более подробно с техническими характеристиками можно ознакомится здесь
Дисплей,
2 строчный, 16 знаков в строке,
использовал WH1602B-YGH-CTK. 
displ.jpg Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Буква К в конце маркировки говорит нам, что он умеет отображать не только латинские буквы, но и кириллицу.
Уважаемые коллеги!
Пользуйтесь поиском обязательно хотя бы по первой странице данной темы и обязательно поиском в скетче. Поиск обычно вызывается нажатием комбинации клавиш Ctrl + F. Вот что дает поиск по слову НПГ по первой странице данной темы (похожие результаты даст и поиск по скетчу) :
1) Реализована нормальная работа подпитки НПГ, датчик НПГ должен быть на замыкание (герконовый).
Аналоговый пин уровня НПГ подтянут к +5В резистором на 10 Ком.
Нижний уровень (осушение) включает делитель на 1.1 Ком, рабочий уровень на 2.2Ком, верхний уровень (переполнение) резистор на 3.3Ком,
Уровни напряжений можно наблюдать для настройки и отладки на второй странице в режиме разваривания зерновых (Razvar). Там же можно наблюдать текущий уровень датчика паров спирта.
Уровни сработки датчиков настраиваются в функции ProsessNPG().
СХЕМА
автоматики от Косой 3 марта 2014 года 18:05 [сообщение #11913848]
здесь моя, 17 февраля 2014 года 10:48 [сообщение #11900238]
от roslav Апреля 18, 2015, 22:07:42 [сообщение #12291112]
Платы печатные.
17 февраля 2014 года 10:48 [сообщение #11900238]
Вариант 2, в сообщении от Ноября 10, 2014, 16:13:54 , печатные платы от mitya [сообщение #12104339]
Вариант 3 от 9 января 2015, 00:43 Самогонов, [сообщение #12168005]
Вариант 4 от bengoor, Ответ #1725: Февраля 18, 2015, 13:50:08 [сообщение #12217979]
Универсальный контроллер для дистилляции и ректификации на Ардуино мега 2560 из готовых элементов
можно собрать самостоятельно [Простая автоматика на Ардуино Мега 2560 из готовых элементов]
============================================================================================= 
Foto-0058. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Silovaya_plata_raspinovka. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Plata_dat_s_npg_raspinovka. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Foto-0027. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Klapani. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Foto-0082. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика. 
Datchik_1. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Посл. ред. 26 Мая 15, 19:53 от alekslug
Подключение модуля GPRS
Ниже идут ссылки на Али, ссылки надо проверять перед покупкой, зачастую продавец меняет содержимое, например вместо готового модуля продает комплект для пайки
http://ru.aliexpress.com/. ommendVersion=1
http://ru.aliexpress.com/. ttp_swift_null=
Podkliycheniemodylya. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Красный провод — питание +5В (не стоит использовать питание от платы ардуины, по многочисленным сообщениям плата ардуины может не выдержать, необходимо организовать питание через отдельный стабилизатор, например через 7805)
Коричневый провод — общий провод питание.
Черный провод — общий провод арудины.
Зеленый провод — к RX2 (PIN 17) ардуино.
Желтый провод — к TX2 (PIN1 16) ардуино.
Немного про подключения сотового телефона от коллеги bengoor
Хочу рассказать как правильно подключить телефон Siemens к нашему контроллеру.
Подключать научился только Siemens, кто хочет поэкспериментировать с другими телефонами пишите о результатах.
Сименсы различаются сериями(35 серия, 45,55,65,75 и т.д.) и классами(A,С,М,S,CX и т.д.), а так же разъемами(старый толстый и новый тонкий).
В зависимости от класса может различаться и подключение телефона, а в зависимости от серии телефон может быть пригоден или не пригоден для подключения(работает или не работает в режиме модема). Так же схема подключения различаются от разъема.
Реально удалось подключить следующие телефоны A75, C65, S55.
Вот так выглядят 2 разъема 
Telefon1. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
А вот такая схема их подключения 
Telefon2. Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Хочу уточнить что класс S начиная с 45 серии можно подключить без дополнительных 4 кОм резистеров. S55 работает при подключении только 2,3,4 контактов.
А75 и С65 пришлось подключать по схеме с подтянутыми резисторами на 4 кОм к земле, иначе они не переключались в режим модема и не принимали АТ команды.
С другими классами и сериями надо экспериментировать, если будут работать по 3 проводам хорошо, если нет то подключать по 5 проводной схеме.
но зачем два реле клапана воды и как они регилируются и т.д.? Вообщем Спасибо за спецификацию, но это не совсем то. ладно ждем краткую инструкцию автора. я бы не задавал вопрос, но у меня Брагин, 28 Янв. 14, 20:51
Два реле на воду — это так, я для себя сделал. У меня хитрая подпитка НПГ горячей водой из обратки холодильника, описывать которую нет смысла, поскольку я сейчас не уверен в ее эффективности. Холодильник я слепил из того что было, пайкой, без применения стандартных фиттингов (не нашел таких) и этот клапан сделан на случай протечки холодильника или каких-либо соединений холодильника с водой. Остальные могут просто игнорировать выход 23 контроллера, который включает воду при старте системы и не ставить клапан на общий вход воды.
Итак, коллеги реализовал последний писк автоматизации — фракционная перегонка.
Реализовано два режима — фракционная ректификация и фракционная дистилляция. Максимум у дистилляции 8 фракций, у ректификации — 5. В ректификации первой фракцией считаются головы, последней — хвосты.
В дистилляции задается либо температура окончания в кубе (положительные значения , либо время отбора фракции в минутах (отрицательные значения). Также задается мощность отбора каждой фракции и угол поворота фракционника.
В ректификации задается либо температура окончания в кубе (положительные значения , либо время отбора фракции в минутах (отрицательные значения). Также задается угол поворота фракционника.
Также переключение на следующую фракцию в любом случае приведет сработка датчика уровня в приемной емкости.
Фракционник сделан на этом сервоприводе http://ru.aliexpress.com/. 32264508918.htm .
Управление фракционником сделано на том же пине, что и насос НБК, то есть на 12 пине.
img_20150920_214411.jpg Доступная автоматика HelloDistiller на Ардуино Мега 2560. Автоматика.
Отбор идет через клапан отбора тела.
видео смотреть здесь
Источник