Ненавязчивая автоматизация ректификационной установки

А вот интересно где замечательные Si7051 берут? И есть ли "народный" (китайский) аналог?OldBean, 06 Сент. 21, 11:32

Заказал тут на Алибабе. Сегодня...
Пока вариантов нет.

где замечательные Si7051 берут?OldBean, 06 Сент. 21, 11:32

Я на фарнеле брал, что-то порядка двух евро за единицу обходилось.

Платками могу поделиться безвоздмездно -- китаец их пару сотен прислал за минимальных пять долларов заказа..
Платка свободно заходит в гильзу 6 мм вн., с минимальной доработкой напильником -- в 5 мм.

Я на фарнеле бралmakh, 06 Сент. 21, 12:29

Мда... Обещают только в конце следующего года допоставки. Дефицитный оказался чипчик :(
А за предложение платок - спасибо! Если разживусь Si-шками - обращусь.

А за предложение платок - спасибо! Если разживусь Si-шками - обращусь.OldBean, 06 Сент. 21, 14:36

Сергей, как получу от makh посылочку, перешлю тебе...

Вот как-то так мне представляется блок-схема устройства (в данном случае перистальтического насоса)и его согласование с шиной I2C крейта.

Кажется ничего не забыл. Устройство может работать как автономно, так и легко подключаться к шине I2C крейта для работы в составе автоматики.OldBean, 04 Сент. 21, 03:19

А нельзя один (левый) МК поставить рядом с "Малинкой", а кнопки ручного управления подключить ко второму МК? UART ведь метров на 15 можно сделать...

UART ведь метров на 15 можно сделать...ruslan_ka, 06 Сент. 21, 15:00

Нет интерфейса менее помехозащищенного, чем стандартный порт UART.
Изобретали бы другие интерфейсы, если бы было не так.

А вот интересно где замечательные Si7051 берут?OldBean, 06 Сент. 21, 11:32

Есть еще такой вариант по I2C с аналогичными параметрами: AS6221. На корпус только смотрите сразу, без печки припаять вряд ли выйдет.
Правда 3-й месяц уже из Европы приехать не могут, хотя цена вышла по 68 руб. за шт.
По точности так выходит:

Для Si7051 графиков не нашел, только сноска:
±0.1 °C: +35.8 °C to 41 °C
±0.13 °C: 20.0 °C to 70.0 °C
±0.25 °C: –40 °C to +125 °C.

Мда... Обещают только в конце следующего года допоставки. Дефицитный оказался чипчик
А за предложение платок - спасибо! Если разживусь Si-шками - обращусь.OldBean, 06 Сент. 21, 14:36

Друг в Германии пообещали купить. Пока мониторит рынок. Как получится, так купит. По ситуации, сообщу. Я 10 шт. заказал. 5 тебе и 5 мне.

По ситуации, сообщу. Я 10 шт. заказал. 5 тебе и 5 мне.BogAD, 06 Сент. 21, 18:41

OK. Спасибо! С удовольствием повожусь с ними, если нам удастся их приобрести.

Есть еще такой вариант по I2C с аналогичными параметрами: AS6221.serjrv, 06 Сент. 21, 18:16

AS6221 и Si7051 - шикарные датчики!

Но, уважаемые коллеги, мне кажется, что мы уже немножко выходим за пределы "home made". Большинству наших коллег такие решения (для самостоятельного повторения) будут просто недоступны. Не каждый SOIC-то распаяет, а уж что говорить о WLP.

"Это первое", как любят говорить наши политологи :)))

Второе - даже при хорошей теплоизоляции распределения температур в кубе, в дефлегматоре и даже в поперечном сечении колонны неоднородно. Думаю, неоднородности заметно превышают 0.1°. С помощью этих замечательных датчиков мы можем точно измерить температуру. Но только в одной точке распределенной и неоднородной системы. ИМХО, немного сомнительные измерения. Другое дело, что разрешения простеньких датчиков не всегда хватает для более-менее плавного цифрового регулирования. Квант бывает великоват. Ну хотя бы для того же ПИД. Ну так это не так сложно решить другими методами. Ну если уж сильно приспичит. Связкой "аналоговый датчик + 16/24-разрядное АЦП". Кстати, точность тоже можно немного поправить дополнительной калибровкой (если, конечно, стабильность самого сенсора, достаточна).

Ну и третье. Датчики - это, конечно, ужасно интересная тема, но, ИМХО, мы немножко отвлеклись от обсуждения архитектуры, схемы и софта исполнительных устройств "двойного назначения". Предлагаю потихоньку возвратиться. Александр, может глянем на схему? Чтобы можно было бы ее смакетировать и на досуге повозиться с софтом. Интересно же посмотреть удобно/неудобно получится и т.д....

А нельзя один (левый) МК поставить рядом с "Малинкой", а кнопки ручного управления подключить ко второму МКruslan_ka, 06 Сент. 21, 15:00

Вы предлагаете превратить левый МК просто в преобразователь интерфейса I2C-UART. Это понятно и, конечно, возможно. Но тут дело-то совсем в другом. Мы, на двух МК, пытаемся смоделировать как бы "двухъядерный" микроконтроллер :))), у которого разделены функции RealTime (правый МК) и не-RealTime (интерфейсы с малинкой и пользователем - на левом МК). А UART в этой связке - всего лишь удобный внутренний канал связи между "ядрами". Двухъядерные МК, конечно же есть в природе (ну, например, те же ESP). Но AVR -хорошо освоенные и изученные МК. Их можно легко запрограммировать при помощи обычного текстового редактора и прошить. У них уже нет каких-то неожиданных сюрпризов. Но вот "силенок" немножко уже не хватает. Поэтому вот и возникло такое решение. Посмотрим как оно будет-то. На таком синтетическом двухъядерном МК. Потом, если получится удобно, можно и разделяемую память добавить... Параллельные вычисления/процессы - это же ведь так интересно! :)))

---

PS
Кстати, еще одну поднятую выше тему мы в суете позабыли - о визуальнм программировании :(((

Я тут на днях заглянул в соседнюю ветку ("Недоавтоматика на Arduino + Nextion") и узнал об интересном проекте визульного программирования ардуинок для непрограммистов. Проект называется FLProg. Вот здесь про него подробнее. Главный тезис разработчиков "Чтобы программировать микроконтроллеры не обязательно знать языки программирования!", конечно сомнителен, но, как инструмент для быстрого и удобного вхождения в предметную область, с первого взгляда представляется очень даже интересным. Глубоко еще не смотрел. Как-нибудь на досуге. Но, возможно кого-нибудь всерьез заинтересует.

Ну и третье. Датчики - это, конечно, ужасно интересная тема, но, ИМХО, мы немножко отвлеклись от обсуждения архитектуры, схемы и софта исполнительных устройств "двойного назначения". Предлагаю потихоньку возвратиться. Александр, может глянем на схему? Чтобы можно было бы ее смакетировать и на досуге повозиться с софтом. Интересно же посмотреть удобно/неудобно получится и т.д....OldBean, 07 Сент. 21, 00:42

Согласен с тобой, Сергей.
Набросал первый вариант схемы двухъядерного насоса.

Если будут замечания, учту..

Если будут замечания, учту..BogAD, 07 Сент. 21, 16:42

Есть вопросы.

1. Что за энкодер (марка, или ссылочку)?
2. Может имеет смысл добавить кнопочку, при нажатии и удержании которой щелчок энкодера будет давать +10 вместо +1. Иначе долго крутить придется, если, например, нужно устанавливать величину с точностью 0.1% (аж 50 оборотов при количестве щелчков на оборот - 20).

По левой части пока все. Теперь по правой.

3. Какой модуль на LM393 (марка или ссылка) предполагается поставить? Компаратор что ли? Я что-то не въехал во фрагмент схемы с датчиками и компаратором. По насосам - я не в теме. Поэтому желательно поподробнее.

Остальное вроде бы понятно.

Да и еще. Можно чуток увеличить рисунок схемы? А то мелкие слова на схеме совсем не читаются :(

1. Что за энкодер (марка, или ссылочку)?OldBean, 07 Сент. 21, 17:48

Обычный инкрементальный энкодер. У желтых братьев как модулем купить можно, как и отдельно.
Как душа пожелает. Главное обвязка чтоб была с конденсаторами. Иначе надо программно бороться с дребезгом контактов, а это ресурсы МК.

2. Может имеет смысл добавить кнопочку, при нажатии и удержании которой щелчок энкодера будет давать +10 вместо +1. Иначе долго крутить придется, если, например, нужно устанавливать величину с точностью 0.1% (аж 50 оборотов при количестве щелчков на оборот - 20).OldBean, 07 Сент. 21, 17:48

Тут урок по коду на энкодер. Тут или тут тоже можно почитать
По поводу дополнительной кнопки. С ходу не найду пример кода. Смысл такой - если вращать быстро, программно включается множитель. Быстро на 25, средняя скорость - 10, медленно - не умножаем...

3. Какой модуль на LM393 (марка или ссылка) предполагается поставить? Компаратор что ли? Я что-то не въехал во фрагмент схемы с датчиками и компаратором.OldBean, 07 Сент. 21, 17:48

Задумка такая. Если использовать аналоговый вход AtMega328Р, то можно по порогу, задаваемой программой, определять "влажность" с датчика. Чуйки должно хватить, но, если нужно экономить ресурсы МК, можно установить компаратор дополнительным модулем, к примеру такойМодуль влажности.
У него 2 выхода - аналоговый и цифровой. Подключил цифровой выход, а порог на срабатывание устанавливаем подстроечным резистором. Если ставим модуль, то убираем два резистора и конденсатор, помеченные звездочкой. как говорится - чуток универсальности.

По насосам - я не в теме.OldBean, 07 Сент. 21, 17:48

Тут практически стандартно.
Перистальтический насос описывать не буду, почитать можно как тут на форуме, так и погуглить.
Добавлю, что в лучшие результаты по стабильности и точности перекачивания при использовании шагового двигателя. Для правильного управления шаговыми двигателями есть специальные драйвера, к примеру ТВ6600.
Я указал мощный, т.к. использую мощный шаговик, купленный с "головой".
По укрупнению схемы - сделаю, но на днях - флеху на работе оставил. Поправлю при наличии времени завтра.

Набросал первый вариант схемы двухъядерного насоса.
Если будут замечания, учту..BogAD, 07 Сент. 21, 16:42

Защиту линии еще раз глянь в даташит...
Стабилитроны прямиком в линию связи не ставят из за довольно большой паразитной емкости (у типового ширпотреба).

To BogAD

Александр, с частью вопросов разобрались. Часть осталась.

1. С энкодерами определились - модификация инкремента - по скорости вращения. Трудности перенесли в софт ;)))

2. По датчику протечки - не совсем понятно. Его назначение - регистрировать порыв трубки в насосе. Данный датчик работает на проводимости среды, которая сильно зависит от перекачиваемой жидкости (от почти нуля, для чистого спирта, до почти бесконечности для бражки или барды). Т.е. протечка для спирта - это всего лишь мелкий шум для барды. А нет ли каких-то более "толерантных" по перекачиваемой среде датчиков? Например (я фантазирую), по давлению от трубки, сбоку, где-нибудь между роликами? Или еще что-нибудь? Ну и подвопрос - почему не используется внутренний компаратор МК?

3. По насосам вопрос в другом. Интерфейс к силовой части (драйверу) на схеме ориентирован на одну марку/тип драйвера (3 сигнала: направление, разрешение и импульс на шаг). Но двигатели и драйверы бывают разные. Где-то драйверы - это вообще просто усилители. Вопрос: можно ли обобщить используемые драйверы для нескольких популярных шаговиков, разной мощности/размеров. Чтобы сформировать какое-то более-менее универсальной решение интерфейса "контроллер-драйвер", которое можно было бы настраивать, например перемычками?

---

PS
Дополнение к вопросу 3.
Пока ехал на работу, еще кое-какие мыслишки "завелись".

Лучше бы еще расширить список исполнительных устройств (и их драйверов), подключаемых к правому ядру. Чтобы можно было подключать: 1) клапаны отбора (одна линия ШИМ, а драйвер - просто моська для 220-вольтового клапана или MOSFET с обвязкой - для низковольтного клапана постоянного тока), 2) сервы (просто линия ШИМ, для кручения заслонок парового отбора, или приводов натекателей), 3) двигатели постоянного тока (для те же целей).

Все эти устройства с концептуальной точки зрения абсолютно изоморфны и во всех наших процессах решают всего две задачи: 1) перекачать/пропустить такое-то количество жидкости с такой-то скоростью и 2) просто качать/пропускать непрерывно жидкость с такой-то скоростью. Единственное исключение - перистальтический насос. Поскольку он сам создает движущую силу (перепад давления), то он может качать в обе стороны. В том числе и против силы тяжести. Но это всего лишь один бинарный параметр. Для других устройств этот параметр неактивен или просто игнорируется.

Кстати, левое (интерфейсное) ядро для всех этих устройств (качателей/пропускателей :))) вообще одинаковое. Ну мы к нему еще вернемся попозже.

В результате мы получим унифицированный контроллер "двойного назначения" (т.е. работающий как автономно, так и в рамках автоматики) практически для всех наших устройств отбора. Ну а для перистальтического насоса есть еще и "бонусный" ;))) функционал - перекачка бражки для НБК. ИМХО, такая задача гораздо интересней, чем задача для одного конкретного насоса с конкретным драйвером. Кстати, для взаимозаменяемых драйверов можно предусмотреть отдельное место с клеммами для подключения. Или даже вообще отдельную коробочку поближе к самому исполнительному устройству.

После некоторой "отлежки" архитектуры автоматики с исполнительными устройствами "двойного назначения" (т.е. с устройствами, умеющими работать как автономно, так и в рамках автоматики) вырисовывается вот такая, кажется, оптимальная схема.

Как и раньше, модуль исполнительного устройства состоит из контроллера и драйвера. Здесь ничего не меняется, кроме того, что модуль устройства двойного назначения переносится на само устройство.

Если устройство работает в составе автоматики, то связь с малинкой все так же осуществляется по I2C. Благодаря усилителям P82B715 "шина I2C" крейта превращается в "сеть I2C". Устройство может быть подключено сети I2C с помощью патч-корда.

Если же устройство должно работать в автономном режиме, то оно отключается от сети I2C и подключается к пульту ручного управления, который будет выполнять роль I2C мастера. Вместо малинки. Физически, пульт может подключаться с помощью того же патч-корда (выносной вариант пульта). Если же пульт встроен в прибор, то используется перемычка (кстати, в роли которой может быть использован тот же патч-корд). В результате мозги устройства становятся автономными и двухядерными (двуполушарными :)))

Мне кажется, это самый простой и безболезненный способ расширения ненавязчивой автоматики для исполнительный устройств двойного назначения. Практически ничего менять не нужно. В модули только желательно добавить усилители P82B715. Для спокойствия. Ну и, для критичных устройств, добавить разные защитные датчики. Ну а софт вообще остается неизменным. Конечно, для "пультов", конечно, его нужно дописать. Но это - совсем автономный функционал, который не затрагивает остальное ПО. Ура!

Т.е. простое реле для вкл/выкл , скажем, клапана для воды системы охлаждения будет включать две P82B715, две ATmega328P, кнопки, дисплей, отдельный корпус, разъем для патч-корда, разъем для питания 220V, разъем для клапана...
PS
Зато количество этих релюх уже почти не ограничено.

ruslan_ka, мы с Андреем "вынашиваем" начинку для перистальтического насоса. Цель: сделать его максимально универсальным. Он должен работать под управлением малинки в составе "Ненавязчивая автоматизация ректификационной установки" по кабелю, а так же, в автономном варианте от местного управления.
Остальные плюшки - клапана охлаждения, отбора, релюшки и прочие узлы пока не рассматриваем.

вырисовывается вот такая, кажется, оптимальная схема.OldBean, 13 Сент. 21, 04:24

Андрей, ОТЛИЧНОЕ предложение!
Уж извини, не отвечал долго. Сильно занят был. На работе высоких гостей во главе с министром встречаем...
Пока есть немного времени, попробую изложить мысли.
Идея разделить через I2C автономный модуль и пульта для сначала не понял. Удивило, что ты отказался от UARTа, но потом подумал и понял всю прелесть реализации!
Конструктивно это будет проще, пульт можно сделать маленьким, к примеру в корпусе 110х60х30. Батареек и аккумуляторов пульту не нужны - питаемся от РоE... Только нужно определить единый формат протокола двухстороннего обмена данными, который будет формируется как от малинка, так и от МК автономного пульта.
Хорошо бы реализовать так, чтоб от одного пульта можно было сразу пару насосов крутить с разными скоростями.
А где будем хранить калибровочные значения коэффициентов производительности насоса под разные трубки?
Я думаю, что им нужно выделить место в памяти МК устройства (Slave)...

Остальные плюшки - клапана охлаждения, отбора, релюшки и прочие узлы пока не рассматриваем.BogAD, 13 Сент. 21, 14:00

Думаю, Андрей рассматривает ибо не терпит компромиссов

С другой стороны, если "пульты" не нужны, то их можно и не делать, все будет работать как раньше в lite.
Только P82B715 добавляются по числу модулей + один для "Малинки". Но и проводов и корпусов станет больше с разъемами.
Это плата за масштабируемость решения.

Думаю, Андрей рассматривает ибо не терпит компромиссовruslan_ka, 13 Сент. 21, 14:41

Рассмотреть то конечно можно, но только самостоятельные модули кроме насосов, допускаю только "регулятор мощности", и то с натяжкой, ну и... все, пожалуй. Другие модули делать автономные со своим отдельным пультом, типа клапанов на воду и отбор, температурные, фракционник и т.д., вне автоматизированной системы от малинки не вижу смысла. Иначе теряется концепция, на "пульты" будем пытаться перенести алгоритмы работы системы в целом...
А перистальтическому насосу можно и "автономно" поработать. Можно поручить ему, к примеру, отмер воды для браги, разбавление водой продукта, углевание, мецерация, ну и разлив по бутылкам.

Ps Андрей, если расширим функционал по железу, то можно подумать и о переименовании "Ненавязчивая автоматизация ректификационной установки", к примеру "Ненавязчивая автоматизация винокура". С таким кубик-рубиком можно же не только стандартную ректификацию автоматизировать ну и другие установки, обсуждаемые на форуме...
Потом можно и пользовательскими скриптами тут мериться... ой - делиться!

Сильно занят был. На работе высоких гостей во главе с министром встречаем...BogAD, 13 Сент. 21, 14:00

Чувствуется, что "запарка" на работе :))) Это я с учетом того, что меня в миру обычно Сергеем звали... Хотя, в виртуальном мире, где мы уже наполовину живем, это уже не так и важно.

Ну, а теперь по делу.

Хорошо бы реализовать так, чтоб от одного пульта можно было сразу пару насосов крутить с разными скоростями.BogAD, 13 Сент. 21, 14:00

В принципе, "кластерный подход" планируется и потихоньку подготавливается. Но это следующий этап в развитии данной автоматики. Как-нибудь "на потом". Но пару слов про кластеры можно сказать. Логически, это как бы дополнительный промежуточный слой между малинкой (как PLC) и отдельными датчиками и исполнительными устройствами (юнитами).

Дело в том, что в большинстве наших задач эти юниты (датчики и исполнительные устройства) используются не по отдельности, независимо, а в составе групп (кластеров). Например, для управления кубом используются: контроллер нагревателя (который сам может состоять из нескольких контроллеров - релейный модуль для включения разгонного ТЭНа, модуль PDM для плавной регулировки и т.д.). В этот (кубовой) кластер также входят: датчик температуры (в кубе и/или в нижней царге), датчик давления в кубе, датчик RMS и т.п. Или, например, "кластер отбора" может состоять из клапана отбора (или нескольких), фракционника, датчика температуры в нижней царге (или плюс датчик в дефлегматоре, если используется дельта), датчик атмосферного давления и.п.

Т.е. для выполнения конкретных задач используется не один единственный юнит, а группа (кластер) юнитов. Контроллеры устройств каждого кластера могут быть конструктивно оформлены в виде отдельной платы, в которую воткнуты соответствующие модули и "пульт", который, помимо функций "ручного" управления, может взять на себя функции управления своим кластером. Или вообще только последнюю функцию (т.е. без "ручек"). Поскольку работа кластера уже "специфична" (т.е. логика зависит от конкретной задачи), то малинка должна иметь возможность оперативно "прошить" нашего супервайзера (то бишь, пульт) нужной прошивкой в начале процесса. Для этого, ИМХО, удобнее использовать в пульте МК, поддерживающие microPython. Например, Raspberry Pi Pico, ESP и т.п.

В таком (кластерном, трехуровневом) подходе много полезных и интересных "фишек" вырисовывается. В одном топике не расскажешь. Как-нибудь потом, постепенно... Кстати, в кластерном исполнении поддержка двух насосов будет выглядеть вполне естественно :)

А где будем хранить калибровочные значения коэффициентов производительности насоса под разные трубки?BogAD, 13 Сент. 21, 14:00

Калибровочные данные, как и сейчас, должны храниться в контроллере исполнительного устройства. Правда несколько калибровок не было запланировано. Но индексацию, при запросе калибровок, в принципе несложно сделать.

Только P82B715 добавляются по числу модулей + один для "Малинки".ruslan_ka, 13 Сент. 21, 14:41

Не обязательно. Если устройства физически оформляются, например, в виде "кластеров", которые размещаются на одной "платке-крейтике", в отдельной коробочке, по месту их основной работы, то усилители можно ставить только на внешний сегмент шины I2C. Внутри кластера мощностей выходных каскадов контроллеров I2C и так будет хватать.

Кстати, цена P82B715 небольшая. Я заказал для пробы партию 5 шт в DIP-корпусах по 73р с копейками, без стоимости доставки. Так что, если не для массового производства, можно и на каждый slave I2C спокойно ставить.

то можно подумать и о переименованииBogAD, 13 Сент. 21, 16:31

Первоначальное название планировалось такое "LEGO самогонщика". Но модульность тогда еще не осознавалась в таком виде как сейчас. Да и удобнее рассматривать все на каком-то конкретном примере. Ректификация, в этом смысле, достаточно удобная задача. Не совсем тривиальная, но и не очень сложная. Поэтому использовал другое название ветки, которое сейчас и есть. Как реализуем все запланированное, вот, можбыть, тогда и подумаем о названии :)))