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 вклвыкл, 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.
Вид автоматики:
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.
Скетч (скачать)
Скетч на этой странице
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)))
Источник: distsys.ru
Поделюсь своим опытом автоматизации домашних распашных ворот. Порыв просторы интернета понравилась система на стеклоподъёмниках. Вот и мне попались на вид стеклоподъёмники от ГАЗ и подобрались два двигателя б/у от стеклоочистителей квадратных бусов мерседесов. Двигатели Правда пришлось разобрать и перепаять чтобы щетки были расположены на 180 градусов, как следствие повышается мощность, падает скорость до 30об/мин. и плюс редукция в 11 раз на стеклоподъёмниках получаем заветные 3об/мин на механизме. Рычаги сделал с нержавейки полосы 30х4 благо есть на работе аргон. В принципе все наружные части и кожух, плюс метизы с пищевой нержавейки, я думаю что это оптимальный вариант борьбы с каррозией, да и не так много стоит, зато красить не нужно, варится красота. По электрике всё заказано в Китае на Али. Я категорически против релейных схем для таких механизмов, ЭДС самоиндукции и как следствие подгорание контактов реле никто не отменял. Поэтому я нашел отличный вариант для меня это Н-мост да и ещё 2 канальный за 14$ с доставкой. Главный плюс это управление ШИМ а значит плавный старт, стоп, изменения скорости. Учитывая что ворота не лёгкие и имеют не малую инерцию это просто сказка для снятия нагрузки с механизма. Управление на Ардуино Нано. Поигрался со скетчем пару дней, плюс правки пару дней и все заработало. Управление пультами на 433 частоте самое главное найти на HCS301 чипе, а именно плавающем коде чтобы всякие не хорошие люди не открыли твои ворота после твоего отъезда. Приемник этого устройства я кстати вытащил под крышу, таким образом добился срабатывания на очень приличном расстоянии. Щеколда работает от советского шагового дши. Нержавеющая шпилька М10 и гайка в механизме подъёма я надеюсь прослужит долго и счастливо. А так что осталось это дождаться сигнальной лампы для сигнализации работы системы и весной покрасить сами ворота. Видео по ссылке :
Ссылка на скетч, библиотеки (местами без комментов, нет времени привести все в порядок) и условную электросхема yadi.sk/d/OTH0Mrk6-vT3hw
Из основных на Али :
-драйвер моторов US $10.42 13%СКИДКА | Двойной Двигатели модуль доска Н-моста DC MOSFET irf3205 3-36 В 10A пик 30A
s.click.aliexpress.com/e/v0bJn5u
— модуль измерения силы тока US $1.20 | 1 шт. Шэньян Новый 5A 20A 30A зал Текущий Сенсор модуль ACS712 модель для arduino
s.click.aliexpress.com/e/b0ZlglOK
— приемник 433 US $16.99 21%СКИДКА | Для автомобиля 4 шт. HCS301 433 мГц плавающий код удаленного Управление + 12 В Беспроводной релейный ресивер mayitr
s.click.aliexpress.com/e/b0LCfCk2
В итоге все чего не хватало обошлось в 150-180$
PS Вот уже почти полгода эксплуатации минимум каждый день по 2 открытия/закрытия полет нормальный. Я честно говоря не очень то верил в механизм стеклоподъемников, особенно в шестерни и втулки, но видимо плавный старт-стоп и подбор скорости на моторах продлевают жизнь. В очень сильный ветер я конечно не испытывал судьбу, благо перевести на ручное открытия дело пары минут. Но точно скажу среднюю ветровую нагрузку механизм выдерживает…бывало несколько раз отрабатывала защита по току в ветер, но затем она там и установлена!
Источник: www.drive2.ru
Составление проекта Arduino
- Крыльцо. Здесь необходимо сделать включение света при приближении хозяина к дому в тёмное время суток. Также необходимо сделать автоматическое включение света при открывании входной двери при выходе из дома.
- Прихожая. Автоматическое включение света при наступлении тёмного времени суток и обнаружения движения. В ночное время включаться должна маломощная лампочка, чтобы резким светом не будить других проживающих.
- Санузел. Нагревание воды в бойлере происходит в зависимости от того, обнаруживает ли автоматика нахождение в доме хозяина. Сам бойлер снабжён внутренним выключателем электричества — при достижении водой предельной температуры он отключается. Когда заходит человек в санузел, то необходимо автоматически включать вытяжку и свет.
- Кухня. Свет на кухне включается и выключается вручную. Но имеется возможность выключения света при фиксации длительного отсутствия движения. При готовке пищи автоматически включается вытяжка.
- Комната. В комнате, как и на кухне свет включается вручную, но при фиксации отсутствия движения есть возможность автоматического выключения света.
Отопительные приборы и рекуперация воздуха. Отопительные приборы работают на поддержание заданной температуры в доме. При фиксации отсутствия хозяина, минимальная поддерживаемая температура снижается на определённое количество градусов. Как только происходит фиксация присутствия хозяина в доме, автоматически нижний порог переключается в нормальный режим поддержки температуры. Рекуперация воздуха происходит при фиксации присутствия хозяина, но не реже чем 10 минут в час.
Какие решения предлагает Arduino
Как видно из данной постановки задач нам, кроме платы Arduino, понадобятся: датчики движения, датчики открывания двери, датчики температуры и освещённости. Для включения электрических приборов нам могут понадобиться реле. В качестве датчика фиксации открытия двери может быть применён обычный геркон. Все датчики можно купить для платы Arduino.
Так как количество датчиков достаточно большое для такого маленького дома, то для платформы Arduino существуют платы расширения. Всё, что необходимо, это правильно подключить датчики к прибору и написать программу, которая будет являться «сердцем» «умного» дома.
Программа, которая прошивается в Arduino, пишется на языке Си. Безусловно, есть ограничения на количество байт этой программы. Для реализации поставленной задачи объёма памяти вполне хватит.
Визуализация «умного дома» и расширение возможностей на Ардуино
Безусловно, для визуализации процессов «умного» дома можно было бы использовать ЖК-дисплей, любые цифровые табло. Но всё-таки, для «умного» дома это не является хорошим решением.
Для визуализации процессов и состояний автоматики на платформе Arduino лучше всего использовать отдельный сервер обработки состояний. Этот сервер может быть реализован на программной технологии Node.js, позволяющей реализовать любой сервер, в том числе и для обработки состояний платы Arduino.
Node.js используется для решения задач Интернета вещей, поэтому для визуализации автоматики «умного» дома он точно подойдёт. Достаточно создать сервер и обработчик на языке JavaScript, и можно будет отображать результат в браузере компьютера или планшета.
В качестве «железа» сервера можно использовать микрокомпьютер Raspberry Pi или обычный стационарный компьютер или ноутбук. При этом расширяются возможности самой системы автоматизации.
Если на плате Arduino ограниченный объём физической памяти, то на сервере этот объём ничем не ограничен. Саму программу сервера можно написать так, что она будет полностью управлять платформой Arduino.
Например, можно расширить функционал нашего «умного» дома и приблизить его к умному дому без кавычек. Есть возможность написать такой алгоритм, который будет вести статистику нахождения хозяина в доме и его возвращение домой. Если хозяин обычно возвращается домой в районе 17:30, то за час можно включить бойлер для нагрева воды. Также, ориентируясь на это время, можно заранее включить отопительные приборы, чтобы возвращение было уже в тёплый дом, а не в тот, где температура ниже на 10 градусов из-за экономии электричества в отсутствии хозяев. Программа может понять когда хозяева обычно ложатся спать и заранее переставать греть воду, так как ею уже никто не будет пользоваться до утра. И таких нюансов может быть множество. Именно внешний компьютер может дать продвинутые «мозги» контроллеру на Arduino, который превратится больше в исполнительный механизм.
Дистанционное управление «умным» домом
Как уже упоминалось выше, с помощью сервера на Node.js можно связать вещи друг с другом. Это касается и визуализации процессов автоматики дома в Интернете через облачные сервисы. Это один способ управления своим домом через Интернет. Можно включить бойлер или отопительные приборы вручную заранее перед приездом в дом.
Другой способ — это получение данных и управление «умным» домом на платформе Arduino с помощью SMS и MMS сообщений. Ведь далеко не всегда может быть Интернет под рукой. И, если включение какого-либо прибора может быть не критичным, то получение сообщения о протечке воды может оказаться просто необходимым. И здесь, на помощь в разработке своими руками полнофункционального «умного» дома на платформе Arduino может прийти плата Edison компании Intel.
И что же мы получаем?
Как видно, Arduino — это не просто плата для разработки каких-то простых устройств автоматики. На платформе Arduino можно легко создать своими руками даже автоматику «умного» дома. При этом нет необходимости переплачивать деньги за устройства от компании Simens, которые дороги и обойдутся в 5-10 раз дороже Arduino.
Arduino можно подключить к компьютеру и получить визуализацию процессов на экране монитора или планшета. Автоматикой «умного» дома на платформе Arduino можно управлять через Интернет или с помощью SMS и MMS сообщений. На Arduino можно создавать своими руками достаточно сложные устройства.
Источник: UmnieDoma.ru