Контроллер "Валерьяныч" был опубликован мной ранее на другом ресурсе, там же и получил имя. Стабилизатор "Котофеич" нигде пока не афишировался и это его дебют.
I. Контроллер ректификационной колонны "Валерьяныч".
Предназначен для управления процессом ректификации или дистилляции.
Измеряет температуру в кубе и в царге (в одной точке). Управляет нагревом и отбором продукта.
Функционально состоит из двух логических блоков, блок нагрева и блок отбора.
Блок 1. Управление нагревом куба.
Управляет нагревом куба. ТЭН может подключаться одним из двух способов:
- через твердотельное реле с детектром нуля, детектор нуля желателен, но не обязателен.Собственно ТТ реле - это симистор с опторазвязкой в одном корпусе. Мощность нагрева регулируется методом ШИМ. Период ШИМ около 1 сек, т.е. ругулировка нагрева с пропуском полупериодов сети.
- ТЭН подключается к стабилизатору "Котофеич". "Валерьяныч" им управляет.
Режим 2 и 3. Нагрев браги или спирта-сырца. Режимы функционально одинаковые, но для каждого режимы используются свои уставки. Если температура куба ниже уставки 1, то нагрев 100%. В других случаях мощность нагрева, согласно соответствующим уставкам.
При переходе через уставки выдается звуковой сигнал.
Имеется выход ШИМ, пропорциональный мощности нагрева, частота около 250 Гц.
Блок 2. Управление скоростью отбора.
Режим 1. Ручной. Задается скважность в %, период около 8 сек.
Режим 2. Авто. В момент пуска этого режима запоминается температура колонны. Скорость отбора стартует с начальной (задается). При превышении температуры, запомненной + дельта, отбор прекращается, до восстановления температуры. При восстановлении температуры, скорость отбора уменьшается на значение шага понижения. При достижении минимальной скорости отбора, понижение прекращается.
Режим 3. Количество отборов. Задается период , длительность отбора и количество доз. По окончанию выдается звуковой сигнал.
Можно установить одну уставку для звуковой сигнализации о некой температуре в кубе.
Есть еще уставка при превышения предела температуры в кубе, нагрев и отбор прекращаются, выдается звуковой сигнал. Например при 99 градусов.
Схема электрическая принципиальная.
Схема выполнена на микроконтроллере Atmega8. Внутренний тактовый генератор 8МГц (HFuse 0xD1, LFuse 0x64)
Индикатор символьный 1602, базе контроллер HD44780 со встроенной кириллицей.
Орган управления - энкодер со встроенной кнопкой (в схеме вместо энкодера мотор со встроенным энкодером и кнопка отдельно, не было в протеусе модели).
Пищалка без встроенного генератора.
Датчики температуры DS18B20 подключенные по схеме паразитного питания, подключение по трехпроводной схеме не допускается.
Вся схема питается от 12В. Такое питание нужно для насоса (у меня не клапан, а перистальтический насос), при использовании другого насоса или клапана, питание должно быть соответствующим.
Выход ШИМ у меня реально не используется, желательно добавить токоограничивающий резистор от случайного КЗ.
Структура меню.
Структура меню делится на два раздела. Рабочий (верхний на схеме) и настройки (нижнее).
Переход от меню к меню в одном разделе производится вращением энкодера. Вход в меню, короткое нажатие. Переход по параметрам в меню - короткое нажатие. Изменение параметра - вращение энкодера. Выход из меню - долгое нажатие.
Переход из рабочего раздела в раздел настройки долгое нажатие из основного (первого меню). Возврат в рабочий раздел, долгое нажатие из любого меню раздела настройки.
II. Стабилизатор напряжения "Котофеич"
Мозгом стабилизатора является МК STM8S103F3P6. Стоит копейки, если покупать мешком.Я приобрел на плате, типа Ардуино. Тут уже "2 копейки".
Стабилизатор может работать в двух режимах. Первый режим ручной. Напряжение задается потенциометром установленный на его плату. Или же от внешнего источника - "Валерьяныча". В принципе можно добавить вариант управления от UART (например COM порт или bluetooth).
Метод стабилизации - фазовый ШИМ. Делается 450 выборок АЦП на период. Вычисляется true RMS и вносится поправка для ШИМ, если измеренное напряжение отклоняется от заданного.
Схема электрическая принципиальная.
Как можно увидеть. Схема крайне проста. Имеет минимум деталей (индикатор можно вообще не ставить). Но требует осторожности при отладки, так как отсутствует гальваническая развязка (кроме вывода для подключения "Валерьяныча").
Индикатор с регистрами сдвига я не собирал, купил сразу готовый (с общим катодом).
Блок питания на 5 В можно использовать любой, удобно взять зарядник для телефона. Дешев и компактен, особенно если вытащить из корпуса.
Вывод UART предназначен для обновления прошивки (через спец программу) и выдачи измеренного напряжения на внешний приемник. В планах добавить установку напряжения через него же. Можно подключаться через USB-232(TTL), можно собрать «переходник». Сопротивления R2 R3 в общем то не нужны, ставил на макетке чтобы вывода UART не «болтались» при выключенной плате.
a. Для обновления прошивки удобно подключаться к компу преобразователем USB-232 (TTL). Дешевый и имеет вывод питания (т.е. от него сразу и запитать устройство, только надо от сети 220 обязательно отключать). Сигнал идущий на RX(D6) микроконтроллера нужно разделить до 3.3-3.7В , так как с USB-232 (TTL) идет сигнал 5В , но я подключал напрямую.
b. Во время эксплуатации устройства, для подключения внешнего устройства к UART нужно делать обязательную гальваническую развязку.
Прошивку стабилизатора пока выкладывать не буду, но могу высылать прошитые контроллеры для него. В контроллер встроен загрузчик через UART, который позволяет обновлять устройство.
-------------------------
Трассировка платы "Котофеич".
Трассировка платы "Валерьяныч". ШИМ 250ГЦ не разведен, т.к. был добавлен позже.
Прошивка "Валерьяныча"
Велком. Правила хорошего тона гласят, что канал управления силовым устройством необходимо опторазвязывать. Ну и на прошивке на этом форуме много отбить не получится - если поискать, то можно найти несколько похожих проектов. Касательно регулятора мощности, например:
