Уже точно и не вспомню, как точно я попал в историю с самогоноварием, но начиналось всё с соседского аппарата типа Магарыч и стойкого желания получать продукт лучше магазинного.
Первые полгода были как в кошмаре шизофреника - куча вопросов, еще меньше ответов, первое ведерко дистиллята, первые неудачи, критика продукта за столом - всё это чуть не отпугнуло от всей затеи.
Человек я въедливый, в интересующую меня тему погружаюсь с головой и живу этим, посему понял, что Магарыч - это мягко говоря, не совсем то, чего я хочу, и стал выбирать уже свой аппарат.
Дома из площадей есть лишь кухня 9 кв.м, маленький ребенок и небольшое место для хранения всего скарба.
В итоге сформировался следующий набор оборудования:
- куб 25 литров с ТЭНом 2 кВт.
- ПК2500
- 375 ситчатая колонна
- 750 тарельчатая колонна
- деф 1750
Основные продукты - ром и дистиллят из сахара. Когда-нибудь я дорасту до чего-либо большего, однако сейчас пока меня всё устраивает.
Поработав первое время в ручном режиме понял, что если первую перегонку я еще готов время от времени контролировать, пока всё не перегонится (и не отключат воду, и не пропадёт свет), то во второй классичейской перегонке на колонне я не готов работать в ручном режиме старт-стопа, уменьшать отбор и так далее.
Начал смотреть в сторону автоматики, и понял, что решений удовлетворяющих мои хотелки на рынке практически нет, а те, которые приближаются к ним, не покрывают их полностью.
Список сформировался примерно следующий:
- регулировка TrueRMS активной мощности, выделяемой на ТЭНе, учитывая скачки напруги в сети, просадку на нагревающихся проводах, старение ТЭНа и прочее.
- полностью самостоятельное охлаждение, сводящиее к минимуму потребление воды. Для автономки банально нет места, да и шум от охлаждения радиатора не вяжется с маленьким ребенком.
- компактный и симпатичный корпус всей автоматики. Готовые комплекты собраны в стандартных корпусах от электрики, меня они не совсем устраивают.
- интуитивное управление. Автоматика представленная на рынке управляется кнопка через сегментные индикаторы. У меня дикая неприязнь к такому интерфейсу, приходится помнить что означают короткие слова типа ПРТ, ТРГ и прочее, и в крайнем случае держать под рукой инструкцию.
- Быстрый монтаж системы и такая же быстрая разборка. Посколько процесс начинается в 22+ вечера, когда ребенок уже улегся, действовать приходится в ниндзя-режиме и стараться не шуметь.
- Автоматизация настолько, насколько это возможно. В идеале - указать тип сырья, тип перегонки, возможно парочку технологических параметров, типа температуры остановки отбора тела и старта хвостов, нажать на кнопку старт и спокойно пойти спать.
- Возможность модификации автоматики под себя. Насколько мне известно, ни одна серийная автоматика не удовлетворяет этому требованию.
Первая пробная автоматика была сделана из каких-то старых рабочих плат, простенького регулятора мощности по углу открытия симистора без какой-либо обратной связи, без управления охлаждением.
Целью создания было минимальными вложениями откатать работу, посмотреть на узкие места да и просто немного упростить себе жизнь, пока полноценная система находится в разработке.
Автоматика умеет:
- управление мощностью ТЭНа
- подключение до 3 термодатчиков DS18B20 с ручным прописыванием адресов каждого
- один клапан отбора
- ЖК экран 16х4 и энкодер для управления
Собственно история:
Приступая к разработке полноценной версии автоматики, на стадии проектирования, выделил для себя следующие ключевые пункты.
Структурно проект разделен на следующие крупные блоки:
- Главная плата. Управляет всем и вся, сердце автоматики
- питание 12В
- проц STM32F429. Детально описывать характеристики нет смысла, кто работал с ним тот и так знает все достоинства контроллера, другим же они ничего не скажут.
- SDRAM 32 МБайт
- экран 800x480 7 дюймов + тачскрин
- Часы RTC
- внешняя Fram(16КБайт) и Flash(8МБайт) памяти
- SD-карта для снятия логов
- Пищалка-buzzer
- RS485 (для будущих периферийных блоков)
- Связь с внешним миром по USB (COM-порт + MassStorage для чтения карты по USB)
- Измерение атмосферного давление через BMP280
- измерение дифф. давленив в кубе через MPXV5010
- 5 ШИМ-каналов для управления клапанами отбора 12В
- разъем для регулятора-измерителя мощности
- разъем для периферийной платы (о ней ниже)
- датчики уровня гидроаккумулятора(о нем ниже)
- расходомер со встроенным датчиком температуры
- разъем для запорного клапана на воду
- Плата измерителя регулятора мощности ТЭНа
- микруха ADE7953
- симисторный ключ на BTA41
- термодатчик на ключ
- активное охлаждение
- Периферийная плата
- 8 независимых входов с разъемом jack 3.5 для термодатчиков
- 8 независимых входов с штыревым разъемом для термодатчиков
- 1 общий канал для дополнительных термодатчиков
- 2 мощных ШИМ-канала на драйвере IR4427, до 200 Вт на канал
- 3 реле на 10А
- Плата управления запорным клапаном на воду
- свой проц STM32F103
- драйвер на DC двигатель DRV8838
- опторазвязка входов управления и выхода состояния клапана
Отдельно стоит рассказать о гидроаккумуляторе.
Прорабатывая автоматику, это был один из самых спорных элементов её, возможные решения перекраивались несколько раз. В итоге сформировалось следующее видение системы.
В связи с непостоянным потоком воды в системе водоснабжения (а также возможностью полного его отсутствия) и сложностью в поисках с доступных регулируемых клапанов, было решено использовать накопительную емкость небольшого объема для поддержания необходимого запаса воды. Дальнейшую закачку воды в охлаждение производить маломощными насосами, ими же регулировать необходимый поток, для поддержкания требуемой температуры теплоносителя на выходе. Гидроаккумулятор должен отвечать следующим требованиям:
- небольшой объем, не более 10л
- полу-стационарная установка под раковиной. Подключается стандартными шлангами к системе водоснабжения и слива
- подключение охлаждения аппарата (забор холодной, слив горячей) осуществляется быстросъемными разъемам к гидроаккумулятору. Т.е с аппарата ничего не сливается в раковину, все трубки ведут к гидроаккумулятору
- стандартная канистра на 10л. Никаких вырезов в канистре не делается, монтаж всех компонентов осуществляется через заливную горловину.
- 2 поплавковых датчика уровня, для отслеживания уровня воды и сигнализации автоматике, что пора набрать воду
- запорный клапан - латунный на 1/2 с редуктором внутри
- поступление воды через отсечной клапан-поплавок, на случай отказа автоматики, либо датчика уровня, либо неисправности латунного клапана
- на случай отказа поплавка, устанавливается отверстие перелива со сливом в канализацию. В это же отверстие перелива поступает шланг слива горячего теплоносителя
- расходомер с термодатчиком на слив, для регулирования потока по температуре насосами и отслеживания самого факта потока (на случай срыва трубок охлаждения)
Используются два маломощных насоса, на каждом по термодатчику для отслеживания перегрева. Насосы могут работать синхронно, либо один ведущий, а второй в качестве резерва, в случае выхода первого из строя (перегрев либо банальный китайский брак). Маленькие белые цилинды - обратные клапана.
Предвижу резонный вопрос - "почему бы не использовать обычный релейный клапан на воду, по типу как стиралке".
Да, я рассматривал его. Отказался, т.к. с него невозможно получить инфу о реально состоянии клапана открыт/закрыт. Плюс его - нормально закрыт, при отсутствии напряжения. К тому же они почти все пластиковые. Достоинства латунного - металл, положение задвижки контролируется по концевым датчикам. Минус - в случае пропажи питания останется открытым. К тому же этот клапан у меня банально был. Релейные выходы на плате расширения предусмотрены, если что, всегда можно заменить на другой.
Сейчас происходит тест отдельных узлов автоматики, жду когда приедут все фитинги для гидроаккумулятора:
Платы спаяны, периферия проверена, обкатываю всякие тонкости, проектирую корпус. Надеюсь, что к НГ соберу всё в кучу и наконец устрою полноценный тест.
Рабочее название пошло "HdAuto," (HomeDistiller Automatic) не мастер я придумывать красивые имена, пусть будет так. Если кто-то предложит более звучное, буду только рад.
Тема планируется в формате ворклога, т.е. буду скидывать инфу по мере доработки отдельных узлов.
Буду рад любым советам, конструктивной критике. Учусь в процессе, буду рад замечаниям.
Отдельное спасибо пользователю Esc, за то что терпел все мои вопросы.