Видео от 15.03.2019
Руководство по эксплуатации
Инструкция по сборке
Программа для обновления прошивки
Программа для конфигурации
Прошивка 2.129
Прошивка ESP8266-01S для брокера(сервера)https://www.cloudmqtt.com/
Тоже, для http://mqtt.by/
Данное устройство, с момента опубликования первого поста, претерпело много изменений. Не считаю правильным править задним числом уже опубликованное. Поэтому лучше ознакомиться в форуме с новыми публикациями. На ключевые моменты даю ссылки в начале данного поста.
Скрытый текст
03.10.2021 Как подключить симистор припаяв один проводок20.12.2020 PUSH уведомления на телефон
30.08.2020 Добавляем безопасность.
16.02.2020 Пояснения по подключению датчика давления MPX5010
01.02.2020 Модуль расширения.
30.12.2019 Удаленный контроль работы через интернет., ____пост со списком топиков.
01.11.2019 Видео поясняющее как сконфигурировать БАРС для варки пива.
13.10.2019 Обновление 117
07.05.2019 Пробное испытание ПИД регулятора по поддержанию давления в кубе
15.03.2019 Новый видео обзор, новая прошивка и новое РЭ
26.02.2019 Успешное применение перистальтики.
18.12.2018 О поддельных датчиках температуры
08.12.2018 Обновление х.80
03.12.2018 Расширение некоторого функционала и новое РЭ
13.10.2018 Борьба с помехами, защита от пробоя симистора и РЭ 1.4
09.08.2018 Руководство по эксплуатации от 08.2018
07.08.2018 Перистальтический насос
06.07.2018 Датчик давления и поправка температуры куба.
25.06.2018 Корректирование метода отбора по температуре куба и расчета спиртуозности.
09.05.2018 Отбор по температуре куба и контроль изменения спиртуозности.
05.05.2018 Если кратковременное отключение силового питания.
01.05.2018 Руководство по эксплуатации в одном файле.
10.04.2018 Версия 1.49
26.03.2018 Версия 1.44 Варка сусла и сохранение нескольких конфигураций.
20.03.2018 Как подключить сервомашинку к БАРС.
08.03.2018 Как перегнать брагу с газовой паузой БАРСом.
26.02.2018 Версия 1.39
24.02.2018 Версия 1.38
07.02.2018 Видеобзор БАРС с распределителем из трехходовых краников.
26.11.2017 Версия 1.16
11.11.2017 Версия 1.12
31.10.2017 Версия 1.10
30.10.2017 Приложение для обновления и инструкция.
21.10.2017 Изменения в схеме.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
12.07.17
I. Введение.
Блок автоматической ректификации (БАРС) предназначен для автоматизации процесса ректификации с поддержанием стабильного напряжения на ТЭНе. Представляет собой моноблок с монохромным графическим дисплеем 84x48 и клавиатурой на 4 клавиши.
Технические характеристики:
- питание 220В 50Гц
- нагрузочная мощность 2500Вт (у меня ТЭН такой, на нем и испытано)
- задание напряжение на ТЭН с дискретностью 0.1В
- измерение (true RMS) и стабилизация (фазовый ШИМ) напряжения на ТЭН с дискретностью 0.1В
- выход на управление клапаном отбора - открытый сток
- выход ШИМ для управления сервоприводом 3.3В, 50 Гц, длительность импульса (0.8... 2.2) мс, назначение сервопривода - управление распределителем потока жидкости
- два дискретных выхода открытый сток для управления дополнительного оборудования (например клапан охлаждающей жидкости и разгонный ТЭН)
- три дискретных входа для подключения датчиков типа сухой контакт
- UART , программно пока не реализован, держу в резерве, возможно будет управлять перистальтическим насосом.
- трехпроводная линия 1-Wire, для подключения до 8 датчиков температуры DS1820, DS18S20, DS18B20
- дискретность измерения температуры 0.1гр.Ц при использовании DS18B20. Неисправный (отсутствующий) датчик отображает температуру 150 гр.Ц.
- USB для обновления прошивки,
- встроенный внутрь датчик атмосферного давления BMP180
- встроенный звуковой оповещатель
- пять режимом отбора продукта. Режимы отбора могут быть запущены серией, т.е. при окончании одного режима, автоматически запускается следующий.
II. Описание структуры меню и функций БАРС.
БАРС управляется с помощью 4х кнопочной клавиатуры (ввод, вниз, верх, назад). Управление интуитивно понятное, с помощью перемещения мигающего курсора по дисплею.
Основное меню.
-Меню - вход в меню настроек.
-Нагрев - выбор напряжения нагрева (8 различных напряжений). Режим нагрева №0 - нагрев выключен. Если номер нагрева отображен инвертно, значит БАРС перешел (однократно) на напряжение из-за сработки дачтика на дискретном входе или превышении температуры в кубе.
-Отбор - включение отбора № 1..5 или серии отборов. Если отбор включен, то отображается ниже или оставшееся время на стабилизацию или скважность отбора % и период сек. Если скважность зачеркнута верхней чертой, отбор приостановлен из-за превышения дельты в царге, если нижней, то из-за превышения температуры в царге.
-Стр№ - в основном меню так же отображаются различные параметры работы, т.к. экран маленький они распределены на несколько страниц.
Стр1. Отображается подобие колонны, внутри нее текущее параметры. Сверху вниз. Температуры в дефлегматоре, верха царги, дельта, низ царги, кубе. Напряжение на ТЭНе.
Стр2. Запомненные температуры в царге и заданное напряжение.
Стр3. Атмосферное давление и температура датчика давления. Пока только для индикации, но скорее всего сделаю поправку температуры в кубе от атмосферного давления.
Стр4. Состояние дискретных входов/выходов и положение сервопривода.
Стр5. Время работы нагрева и лимит времени нагрева.
Стр6. Условие окончания отбора. Может быть по времени, количеству, температуре в царге, температуре в кубе.
Стр7. Причина остановки работы. Всего может быть шесть причин.
Войдя в настройки, на дисплее отображается экран выбора настроек.
Пойду по этому меню сверху вниз.
Настройки каналов температуры.
Как я уже и говорил, датчиков температуры может быть до 8 включительно (собственно можно и больше, но и это то перебор). При включении питания, БАРС ищет датчик на шине 1-wire и распределяет их по каналам. Если использовать одни и те же датчики и одно и тоже количество, то датчик будет привязан всегда к одному своему каналу. В данном меню настроек привязываются каналы к местоположению в колонне или можно просто поглядеть на каком канале какая температура (150 градусов - датчика нет).
Настройка останова.
Здесь настраиваются шесть параметров, по которым отключится нагрев и отбор.
Первые три параметра если температура превысит установленные значения; если сработал сухой контакт на дискретном входе № 1-3, если нагрев происходил слишком долго или же завершен отбор №1-5.
Уставки нагрева.
Располагаются в двух экранах.
Выше я писал, что напряжение нагрева устанавливается в корневом меню. Может быть восемь различных напряжений. Тут можно для каждого режима нагрева установить нужное напряжение. Например для на фото дисплея видно, что для первого режима задано 70в.
Так же нагрев может однократно перейти на некое напряжение, если сработал дискретный вход или температура куба превысило определенное значение.
Второй экран - настройка вольтметра trueRMS. Самое лучшее, если множитель будет равен единице. Если множитель больше 1, значит заужен диапазон АЦП. Если меньше единицы, то при фактическом напряжении 230В в сети, возможен зашкал АЦП. Приблизится к единице можно подбором сопротивления R16 из силовой части схемы.
Уставки отбора.
Режимом отбора может быть пять. Для каждого можно установить свои настройки.
Первый экран. Положение сервопривода,период работы клапана,скважность работы клапана, после каждого приостанова отбора скорость может понижаться, но не ниже заданной.
Второй экран. Условия при которых приостанавливается отбор и восстанавливается (по температуре в верхней точки царги и разницы). Немного побольше поясню про параметр стабилизация.Если этот параметр отличный от нуля, то при старте режима отбора происходит стабилизация в течении этого времени. Если за время стабилизации температура царги понизиалась, то отчет времени стабилизации начинается сначала. Повышение температуры игнорируется. Как только время вышло, запоминаются температуры в царге и контроль отбора ведется от запомненных температур.
Третий экран отбора. Тут выбирается по какому критерию заканчивается отбор. Или по времени, или количеству отборов или по превышению температуры в кубе или царге.
Дискретный выход.
По-моему тут пояснения не требуются.
Сохранить.
Сохранить настройки в энергонезависимой памяти.
III. Схема электрическая принципиальная.
Мозгом данного устройства является микроконтроллер STM32F103C8T6. Я приобрел его сразу на платке -Minimum System Development Board Module Arduino. Ниже схема этой платки.
Не смотря на то, что устройство практически выполнено на одной плате (вынесены дисплей, кнопки, "пищалка" и симистор), схему я разбил на логические блоки.
Схема простая, начну с силовой ее части.
Обращаю внимание на красный пунктир делящий схему на две части. Левая часть - схема имеет гальваническую связь сетью 220в и представляет опасность при прикосновении. Справа - гальванически развязанная от сети схема. Все остальные схемы так же развязаны от сети. Еще акцентирую внимание на общие вывода. Слева он обозначен как жирный корпус, справа тонкий, это не случайно, они не соединяются.
Поясняю данную часть схемы сверху вниз.
-блок питания 5В, я повадился их выдергивать из корпуса от зарядки гаджетов. Такие блоки питания дешевы и компактны.
-диодный мост и оптопара - это детектор фазы.
-симисторная оптопара и непосредственно сам симистор управляют напряжением на нагрузке (ТЭНе)
-конденсаторный блок питания. Хотя я применил электролитические конденсаторы 47мкф, но лучше будет установить на 100мкф. Можно вместо него поставить опять же БП из зарядки. Я так уже применял в схеме "Котофеича". Данное напряжение питания не должно быть ниже 5В и не больше 32В.
-на операционных усилителях OP1 собран двухполупериодный выпрямитель.
-OP2, OP3 и комплементарная диодная оптопара IL300 выполняют гальваническую развязку. Вместо IL300 по идее можно установить HCNR200 или АОД176А, но я не проверял.
Схема входов и выходов.
В принципе тут пояснять особо нечего. Разве что пояснить назначение выводов Upower(12В) на разъеме "дискретные выходы". В устройстве нет 12В и эти 12В условные. Можно больше, можно меньше, в зависимости от напряжения питания внешних устройств, например клапана отбора. Для подключения клапана, внешний блок питания подключается к Upower(12В) и GND. Сам клапан подключается к Upower(12В) и Doza. Аналогично подключаются другие устройства к дискретным выходам OUT1 и OUT2. Управляющий вывод сервопривода подключается к PWM.
Клавиатура (четыре тактовые кнопки),дисплей (Nokia5110) и "пищалка" вынесены на крышку корпуса. Подсветка дисплея на разных платах может быть организована по разному, т.е. светодиод подсветки может придется подключать к питанию, может к земле, сопротивление уже может стоять на плате, возможно нужно будет внешнее, китайцы их по разному собирают.
По датчикам температуры думаю пояснения никакие не нужны.
Ну и конечно же, сам МК, к которому все это подключается. Батарейка пока не нужна и наверное не будет нужна. Входы A4,А5,А6 подключать не нужно, это задел на возможные изменения, но эти входа не предназначены для подключения к 5В.
IV. Устройство в сборе.
Вот такое устройство у меня получилось.
Так как это опытный экземпляр, то на нем есть и проводочки и перерезанные дорожки.
Все это собрал на щите.
Вместо клапана у меня перистальтический насос с коллекторным двигателем, но он работает в том же режиме клапана.
Наверное тут самое интересное, это обрезанный шприц.
А это у меня и есть распределитель потока. Поворачивает его сервопривод MG995. Этот сервопривод достаточно мощный и имеет внутри металлический редуктор. Но такой тут не нужен (просто он у меня есть), думаю пойдет и самый маленьки пластмассовый.
Шприцевый распределитель (который следует запатентовать
) ) отправляет поток в одно из трех направлений, в зависимости от угла наклона. В средний поток, жидкость уходит со "дна" шприца, крайние потоки отбирается сверху.Вообще то я хотел изначально сделать распределитель что-то вроде конусного (самоварного) крана, только с тремя выходами. Ничего готового подобного я не нашел, самому такой мне не на чем сделать, разве что заказать, дык чертеж опять делать надо. Может у кого будет идея какая или есть что то подобное готовое? Опять же шприцОвый распределитель за 15 рублей работает же... Вернее работал на воде, на спирте стал протекать через поршень-затычку, так что пока выкинул, что-то другое надо будет придумать.
V. О прошивке БАРС.
Не смотря на то, что БАРС испытан. Испытан он всего-лишь однократно. Наверняка могут вылезти какие-то недочеты, может какие баги. Если наберется несколько человек, кому будет интересен данный проект, то я его продолжу. Сделаю загрузчик для обновления прошивки и буду высылать прошитые МК за небольшое вознаграждение, но об этом слегка рано говорить. Было бы неплохо, чтобы еще нашелся человек который захочет тестировать данное устройство. Т.е. тот кто может делать ректификацию достаточно часто для проведения тестов и может или имеет возможность для изготовления БАРС. Я бы ему выслал МК по его стоимости, а он, какие бы не были результаты тестов, выкладывал сюда их. Сам я ректификацией занимаюсь крайне редко,наверное буду делать спирт следующий раз уже в 2018 году, так что и тестировать полноценно не могу. Выявленные баги (если такие будут) буду исправлять по возможности оперативно. Есть еще мысля сделать плотномер и подключить к БАРС, но пока нет даже прототипа еще рано говорить об нем. Времени все это много отнимает, но с другой стороны интересно.
В данный момент идет третий день перегонки, из них два ректификация, пока нареканий нет.
-----------------
