Мембранный или шестеренчатый насос для НБК с управлением от ардуино.

Форум самогонщиков, пивоваров, виноделов Оборудование Приборы и электр(он)ика
1 2 3 1
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
03 Авг. 17, 20:10
Делать было нечего, решил соорудить отдельный прибор, который будет управлять мембранным или шестеренчатым насосом с помощью ардуино.
Такой функционал заложен у Максима в автоматике и я сам им пользуюсь в режиме НБК уже год как.
Насос показал себя хорошо, поэтому решил сделать дешевую альтернативу насосу от Игоря223 https://samogon-i-vodka.ru/catalog/1240/49699/.
Я не знаю что внутри этой коробки, но догадываюсь что там регулятор напряжения. Действительно. насос что мембранный, что шестеренчатый работает от 12В и прекрасно управляется напряжением.
То есть нужна скорость 100% подаем 12В и получаем 120-180л/ч, но все прекрасно знают, что для НБК нужна куда меньшая скорость, а еще лучше это стабильность и точность регулировки.
Поэтому я предлагаю собрать недорогой, легкий в повторении и неплохой по надежности управляемый насос в 2-х исполнениях: мембранный и шестеренчатый.
Принципиально разницы в них не вижу, конструктивно они разные. Думается что мембранным лучше всего качать жидкую брагу типа сахарной или мучной, а шестеренчатый справится и с небольшими включениями. Так же мембранный обладает самовсасыванием. а в шестеренчатым с этим хуже. Тем более оба насоса можно разобрать и прочистить. Кстати этому посвящено одно из моих видео
Схема одна и та же, к ней можно подключить любой из этих насосов.
Теперь немного о самой схеме.
Прибор состоит из ардуино нано, пары резисторов, полевого транзистора IRL540, диода, стабилизатора для ардуино на 5В, дисплея, клавиатуры на 4 кнопки, отдельной кнопки, макетка, провода, блока питания на 12В 1А и корпуса(буду использовать разветвительную коробку).
Регулировка происходит подачей импульсов от ардуино раз в 5мс по алгоритму брезинхема, то есть пропусками. Сам алгоритм показал себя хорошо с насосом. В даном приборе регулировать можно с шагом 0.5% от 0 до 100%. Практика показала что мембранный насос при установке 20% подает воду со скоростью 25л/ч на нулевую высоту, если подавать выше будет поменьше скорость, но этого достаточно для любой небольшой НБК.
Схема

Фото прибора, собранного на макетке
img_20170803_135803.jpg
img_20170803_135809.jpg
img_20170803_135824.jpg

Скетч для версии 1.0 прикреплен к посту.
Для заливки в ардуино нано использовалась версия Arduino IDE 1.8.3, скачать можно тут https://www.arduino.cc/...8.3-windows.exe
Так же необходимо установить библиотеки: LiquidCrystal_I2C и MsTimer2, прикреплены к сообщению. Как это сделать почитайте в интернете.
После первой загрузки нужно зайти в меню и установить нужную вам скорость и сохранить.
Как работать с прибором.
У прибора есть 4 кнопки 1,2,3,4. В разных режимах кнопки имеют разное применение. Как правило кнопка 1 это вход, подтверждение, кнопка 2  - выход, отмена, 3 - уменьшение, листание назад, 4 - увеличение, листание вперед.
После запуска на экране видим "Press 1 to menu", "Press 2 to старт". Если вы хотите до запуска настроить скорость, то жмите 1 и входите в меню, там будет один параметр Скорость. Для редактирования необходимо нажать 1 после чего появится звездочка, это значит что мы находимся в режиме редактирования, тут кнопками 3 и 4 можно установить нужную скорость с шагом 0.5%. Если нужно выйти без сохранения жмите 2, если сохранить значение жмите 1. Далее для перехода в режим работы жмите 2.
На главном экране мы видим надпись Скор и значение скорости. Снизу видим подсказки, при нажатии кнопки 1 можно остановить или запустить насос, при нажатии кнопки 2 можно зайти в меню. Во время работы справа будет крутиться значок, значит что насос работает, если нажать остановку то значок пропадет. Во время работы можно менять скорость, но она сохраняться в памяти не будет. Для сохранения значения в памяти нужно зайти в меню и там изменить скорость.
При каждом запуске насоса на 1 сек подается сигнал на полную скорость, затем скорость устанавливается заданная.

Позже выложу фото собранного прибора.

Что нужно купить и примерный бюджет для этого прибора.
1а.Насос мембранный http://got.by/1j34g0 или http://got.by/1puus6 или http://got.by/1j34jp 220-250р
1б.Насос шестеренчатый http://got.by/1j3587(доставка стала платная) или http://got.by/1puvhg 800р
2.Ардуино нано http://got.by/1k48uf или http://got.by/1k48w6 110р
3.Дисплей 1602 зеленый http://got.by/1puw0b или http://got.by/1k492l 75р
4.Адаптер i2c для дисплея http://got.by/1puxkw или http://got.by/1k4csk 30р
5.Стабилизатор http://got.by/1puxxx или http://got.by/1puy3k 40р
6.Клавиатура мембранная на 4 кнопки http://got.by/1puyhd или http://got.by/1puykh 30р
7.Транзистор IRL540 берите сразу 5 http://got.by/1puyvr или http://got.by/1puyya 100р
8.БП 12В 1А http://got.by/1puzox или http://got.by/1puzqo 100р
9.Резистор на 100Ом и на 5кОм
10.Диод 1n4007 10шт http://got.by/1puzwi или http://got.by/1pv000 30р
11.Макетка http://got.by/1pv09x или http://got.by/1pv0hb 35р
12.Кнопка для включения насоса на полную на замыкание
13.Провода
14.Расперд коробка для корпуса
15.Всякая мелочевка
Итого: с мембранным насосом в 900р можно уложиться, с шестеренчатым в 1500р

Позже выложу видео по работе прибора и по сборке
Так же есть в планах если прибор понравится людям доработать функционал до полуавтоматики для НБК. Добавить 2 датчика температуры и датчик давления.
Самое простое это просто выводить показания двух температур(низа и верха) и давления чтобы контролировать работу, плюс регулировать скорость. Мощность предполагается регулировать чем-то внешним типа РМ2.
Возможно даже алгоритм регулирования скорости от давления и температуры верха.
Но это в планах. Пока прибор в версии 1.0 может только управлять насосом.
Если есть вопросы пишите тут или на почту bengoor@gmail.com
LiquidCrystal_I2C.rar (16Кб - загружено 41 раз)
MsTimer2.zip (3Кб - загружено 45 раз)
NBK_pump v1_0.rar (5Кб - загружено 54 раз)
Pump_shema.pdf (26Кб - загружено 63 раз)
Kotische Академик Саратов 6234 1680
Отв.1  03 Авг. 17, 20:48, через 39 мин
А обратная связь по потоку где?
Или по количеству оборотов вала двигателя?
Имхо насос с коллекторным движком будет давать нестабильную производительность и простое понижение напряжения только усугубит нестабильность.
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.2  03 Авг. 17, 20:51, через 4 мин
А обратная связь по потоку где?
Или по количеству оборотов вала двигателя?
Kotische, 03 Авг. 17, 20:48
Можно за 150р поставить датчик потока, по которому можно будет оценить работает или нет насос и примерно оценить его скорость, но думаю это лишнее.
Сам использую такой насос с такой схемой уже год по 6-7 часов на НБК без перерыва. Стабильно работает, ресурс уже больше 2000л. Поэтому и решил выложить сюда.
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.3  03 Авг. 17, 20:52, через 2 мин
Имхо насос с коллекторным движком будет давать нестабильную производительность и простое понижение напряжения только усугубит нестабильность.Kotische, 03 Авг. 17, 20:48
Так никто и не понижает напряжение, стабильно подаем 12В от БП в 1А.
В общем если будут проблемы со стабильностью, поставлю датчик потока на датчике холла.
ys1797 Доктор наук Санкт-Петербург 872 219
Отв.4  04 Авг. 17, 17:20
Я так понимаю, управление производится по принципу ШИМ, ключем по типу мосфета?


Добавлено через 4мин.:

Я это к чему. Просто есть одна система автономного охлаждения от игоря223.
Там скорость насоса регулируется параметрическим методом с помощью транзистора, который я за это лето поменял уже 2 раза ибо перегревается.
Вот тоже думаю на аналоговый вход поставить переменник и с АЦП читать и управлять ШИМ'ом транзистором, подключенного к насосу.
Думаю грется будет значительно меньше.
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.5  04 Авг. 17, 18:07, через 47 мин
Я так понимаю, управление производится по принципу ШИМ, ключем по типу мосфета?ys1797, 04 Авг. 17, 17:20
да мосфетом но не ШИМ, а по брезинхему пропусками, я же писал.
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.6  04 Авг. 17, 18:09, через 2 мин
Я это к чему. Просто есть одна система автономного охлаждения от игоря223.
Там скорость насоса регулируется параметрическим методом с помощью транзистора, который я за это лето поменял уже 2 раза ибо перегревается.
Вот тоже думаю на аналоговый вход поставить переменник и с АЦП читать и управлять ШИМ'ом транзистором, подключенного к насосу.
Думаю грется будет значительно меньше.ys1797, 04 Авг. 17, 17:20
Если управлять насосом с помощью транзистора по брезинхему, то даже через 5 часов непрерывной работы мосфет комнатной температуры при условии что он исправен, открывается полностью, правильно подобран и правильно выбраны сопротивления.
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.7  07 Авг. 17, 09:37
Выложил скетч и описание работы. Позже выложу схему.
Mim Специалист Ульяновск 170 13
Отв.8  16 Авг. 17, 16:52
Ждём)
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.9  18 Авг. 17, 09:42
Ждём)Mim, 16 Авг. 17, 16:52
Схему добавил
Миша Z Кандидат наук Ульяновск 353 175
Отв.10  18 Авг. 17, 10:10, через 28 мин
Думаю грется будет значительно меньше.ys1797, 04 Авг. 17, 17:20
Если режимы на мосфете подобрать правильные, то вообще практически не будет, главное его в линейный участок не загнать..
eson Бакалавр Rostov 97 90
Отв.11  23 Авг. 17, 13:54
bengoorbengoor, 18 Авг. 17, 09:42
привет, собрал на макетке. Вместо циферок значения скорости на экране nan. На кнопки 3 и 4 не реагирует. Куда копать?
Pump.pdf - схема.

Разобрался. Очистил EEPROM.
1.jpg
1024x855 71Кб
Pump.pdf (26Кб - загружено 31 раз)
promcoat Студент Нижний Новгород 37 7
Отв.12  23 Авг. 17, 20:02
А такая приблуда подойдет для работы схемы? https://ru.aliexpress.com/...sAbTest=ae803_3
ys1797 Доктор наук Санкт-Петербург 872 219
Отв.13  23 Авг. 17, 20:57, через 55 мин

Товар с ценой 28 руб и с доставкой 44  Улыбающийся
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.14  23 Авг. 17, 21:56, через 60 мин
На кнопки 3 и 4 не реагируетeson, 23 Авг. 17, 13:54
3 и 4 будут работать только при редактировании значения в меню или во время работы для мгновенного редактирования скорости. Во время остановки насоса не работают
bengoor Доцент Кронштадт 1079 568
Отв.15  23 Авг. 17, 22:08, через 13 мин
А такая приблуда подойдет для работы схемы? https://ru.aliexpress.com/...sAbTest=ae803_3promcoat, 23 Авг. 17, 20:02
Не пойдет, напряжение открытия слишком большое, больше 5В.
Mim Специалист Ульяновск 170 13
Отв.16  27 Авг. 17, 22:51
Адаптер i2c для дисплея http://got.by/1puxkw илиbengoor, 03 Авг. 17, 20:10
а это куда и как?
tin48 Бакалавр Липецк 95 27
Отв.17  28 Авг. 17, 19:57
Что то в схеме я не виду диодов и подключение клавы?... Можно полную?

Добавлено через 2мин.:

Готов сделать корпус для 3д принтера...
promcoat Студент Нижний Новгород 37 7
Отв.18  28 Авг. 17, 20:35, через 39 мин
Может кто сможет нарисовать схему в sprint layout.....
eson Бакалавр Rostov 97 90
Отв.19  29 Авг. 17, 20:07
А чем эта схема не устраивает?
Pump.pdf eson, 23 Авг. 17, 13:54

Pump.pdf (26Кб - загружено 56 раз)