Электронный спиртометр.Концепция.

игорь223. Игорь, я тебе в каком месте дорогу то перешел, чтобы ты свою язву в отношении меня включил?

p.s. Или я напрягаю данный форум своим присутствием?

Нет, Серж, не перешел, без вариантов.
Нет, не напрягаешь.

Просто я пытаюсь тебе обьяснить, что если уж ты взялся быть ведущим проекта, то нет смысла пенять на ведомых, которые заняли удобную потребительскую позицию.
Тем более, что большинство ведомых вообще не шарят в нюансах электроники, не знают твоего опыта и возможностей.
И 3Д модели не умеют строить.

Лцчше спрашивай внятно, в чем у тебя есть сомнения на этом этапе.
Могу мол так сделать, или вот так - высказывайте соображения за и против. Посильно для концептуальной ветки, так сказать.))

Лцчше спрашивай внятно, в чем у тебя есть сомнения на этом этапе.игорь223, 10 Янв. 21, 00:56

Извини, видимо понял совершенно не так

Просто тогда опишу примерные вопросы/сомнения:
1) управление/установки - кнопки или энкодер, от этого компактность или удобство друг с другом соревнуются...
2) контроллер - с WiFi, или просто тупенько на экран чтобы мог выводить...
3) сам экран какой? с наличием WiFi может и не нужен...
4) ......... именно примерно вот эти нюансы, и влияют на разработку конечного устройства.

p.s. И это я только примерно описал, что хотелось бы услышать. По ходу разработки, обычно вопросов только больше становится...

Ок, так - понятно))

Я мог бы, наверное, сесть и за день написать предельно подробное ТЗ, прям под кодирование.
Но во-первых, мое видение отличается от того, за что трут теоретики в этой ветке, во-вторых, я не люблю делать дела "в стол".
попытаюсь в двух словах высказать мое ИМХО на заданные тобою вопросы. Дальше ИМХО повторять не буду, просто попунктно

1. Разрабатывать нужно пикнометр, потому что в потоке приемлемой точности добиться в колхозных условиях будет невозможно

2. Соответственно, за основу измерительной системы обьема берем лабораторный пикнометр 50-100мл (чем больше, тем выше точность, но и больше материала для исследования нужно). Есть еще 250, и 500 - мой любимый - но тогда придется брать большуший тензодатчик

3. Термометр нужно предусмотреть в двух вариантах - встроенный со щупом, на основе ДС-ки, и вынесенный (то есть любой лабораторный поверенный, с возможностью ручного ввода температуры в разрабатываемый девайс)

4. Весы делаются так: берем любой подходящий корпус (в идеале от маленьких ювелирных весов...самый большой из маленьких), это вообще кайф.
Ну, или кухонные.
В таких весах практически всегда есть индикатор и три кнопки - этого нам достаточно, более чем.
Индикатор возможно придется менять, их часто делают узкозаточенными. Но может быть найдется ЖК дисплейчик, в котором можно рисовать))

Замечание.
Сейчас напольные весы очень часто делаются вообще и без кнопок, и без индикатора: все идет в(из) смартфон(а). Но на практике винокуру плясать вокруг стола с мензуркой, весами да еще и смартфоном - глупое усложнение.
Замечание 2.
Ненужное усложнение - вай фай. Ну, в крайнем случае, блютус - и то, если вдруг логи куда вывести нужно, но я бы не заморачивался.

5. Процесс измерения выглядит следующим образом

5.1. Берем пикнометр, тарируем его на наших весах
5.2. Наливаем в него тестируемую ССЖ, уровень чуть выше риски
5.3. Измеряем ее температуру, по кнопке запоминаем ее (вариант - вводим вручную, если термометр не встроенный)
5.4. Шприцом с иголкой отсасываем избыток ССЖ до риски, протираем пикнометр
5.5. Взвешиваем пикнометр, по кнопке видим на экране крепость в заданных (в предпараметрах) величинах - обьемную или массовую.

Все.

игорь223, видимо заинтересованные лица, затеявшие сыр-бор, закончились
Подискутируем с Вами.

1. С индикатором везде большая беда, он обычно применяется ЖК типа с контактными площадками через токопроводящую резинку, к самопальной плате вообще не подключить, либо это практически высший пилотаж. Кнопки тоже лучше не рассматривать, максимум одна - вкл/выкл (если батарейное питание делаем), + она же сброс веса тары, все остальное удобнее с помощью энкодера реализовать (я про удобство управления).

2. По поводу питания, что удобнее, аккумулятор или сеть? От этого зависит выбор дисплея - ЖК дисплеи экономичны (круче только E-Ink, и то в статике), но дороги для своего относительного качества картинки по углу обзора, дешевые OLED со временем выгорают (а большая диагональ еще и неадекватна по цене), TFT потребляют более всех остальных но не на много дороже ЖК (при этом имеем цветное изображение). Т.е. как обычно - треугольник в выборе...

3. Корпус... Конечно раскурочить готовый выходит относительно красиво, плюс зачастую тензодатчик штатный можно использовать, но вот модельки то со временем производитель меняет. Первые свои весы для контроля скорости отбора делал вообще из 2-х кусков оргстекла, по сей день у друга трудятся. В нормальных весах реализованы 2 жестких пластины, сверху и снизу тензодатчика, а на них уже крепится верх и низ корпуса. Может так и реализовать? А корпус просто на 3D принтере делаем.

p.s. В наличии у меня сейчас 4 варианта тензодатчиков: 100гр., 3кг., 10 кг. и 30кг. К сожалению нет на 1кг. и 5кг., хотя пока буду не торопясь делать, успеют приехать из поднебесной. Меня честно говоря больше всего интересует проверка вариантов с 3, 5 и 10 кг., если точность устроит, можно будет реализовать универсальное устройство: пикнометр, скорость отбора (+ объем) от заданной крепости, разбавление до нужной крепости по заданным параметрам.

3, 5 и 10 кг., если точность устроитserjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Объясните мне убогому, как может устроить точность такого сенсора !?
Нужно взвесить 50 грамм с точностью до нескольких миллиграммов, а точность сенсоров (декларируемая) 0.05% FS, то есть 2500мг для сенсора 5кг.

Плотность 96,0%-ного спирта при 20 град - 0,80748 г/мл, 97,0%-ного - 0,80334 г/мл.
50 мл первого спирта весят 40,374 г, второго - 40,167 г.
Разница в 1%об. даёт разницу в массе 207 мг, соответственно 0,1%об. - 20,7 мг, 0,01%об. - 2,07 мг (линейная интерполяция).

Плотность 40,0%-ного спирта при 20 град - 0,94806 г/мл, 41,0%-ного - 0,94644 г/мл.
50 мл первого спирта весят 47,403 г, второго - 47,322 г.
Разница в 1%об. даёт разницу в массе 81 мг, соответственно 0,1%об. - 8,1 мг, 0,01%об. - 0,81 мг (линейная интерполяция).

Ну, ок. Подискутируем))

С индикатором везде большая беда, он обычно применяется ЖК типа с контактными площадками через токопроводящую резинку, к самопальной плате вообще не подключить, либо это практически высший пилотаж.serjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Согласен с тем, что подключать нужно через резинку, грубо говоря.
Не согласен с тем, что это - проблема.
Простой пример - мы серийно выпускаем и продаем спиртометры по пару ЭТС-223. Он сделан на основе термометра, который китайцами выпускается сотнями миллионов штук в год, и никаким образом в жизни невозможно сделать
- корпус
- щуп с термодатчиком
- кнопки
- индикатор
дешевле, чем купить готовый девайс в китае и разломать его, выкинув плату и взяв остальное в качестве основы для своего девайса.
И индикатор и кнопки отлично становятся на профессионально изготавливаемую плату, имплантируемую в этого "донора органов"

Есть другой головняк, который связан с тем, что индикаторы в массовых устройствах часто бывают индивидуально пошиты под него, и у них просто набор цифр и служебных символов, а не поле с пикселями.

По поводу питания, что удобнее, аккумулятор или сеть?serjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Безусловно и исключительно батарейки.

Опять же, небольшой экскурс в историю велосипеда, который мы обсуждаем.
Вот, смотрите

https://aliexpress.ru/...000017593995981

Я его в руках не держал, и подозреваю, что за эту цену прибор будет дешманским, во всех смыслах (качество пластика, срок жизни батареек, точность измерения, водозащищенность корпуса и так далее).
Но я пользуюсь японцем Атаго, уже несколько лет, и вообще не понимаю, как без него можно серьезно заниматься винокурением)))
И, если бы диапазон измеряемой крепости у атаго был 0-97% а не 0-53.5%, то и тереть нам было бы нечего...
Китаезы заявляют 0-75%, но чето верится с трудом...неважно, я о другом.

Вот функционал Атаго, с моей точки зрения, абсолютно ИДЕАЛЕН для винокура

а) жидкости нужно 0,5мл (треть чайной ложки)
б) вокруг рефракционного стекла встроен радиатор пельтье (это мои догадки, и скорее всего бесплодные мечты) либо под стеклом встроен ИК термометр, определяющий температуру капли, и корректирующий пересчет плотности (скорее всего)
в) кнопки всего две - одна вкл(и сразу же измерить) вторая для калибровки нуля (когда наливаешь дистиллированную воду)
ВСЕ, больше вообще ничего не нужно!!!

Следовательно, имеет смысл придерживаться именно этой концепции при велосипедостроении - на мой выпуклый взгляд.
Это уже делали до нас чехи (купил за 250 евро у них примерно полный аналог атаго года три назад - валяется где-то на полке - исполнение по сравнению с оригиналом - гавно полное, включая пластик) И чехи были правы - трудно придумать более совершенный прибор)))

От этого зависит выбор дисплея - ЖК дисплеи экономичныserjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Без вариантов!

но вот модельки то со временем производитель меняет.serjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Да, тут согласен на стопитсот процентов. И это большой минус для серийного производства, лучше потратить полмиллиона на качественную матрицу, и лить самому.
Но мы то не серийную продукцию обсуждаем, верно?)))
И, причем - конструктив дешевых китайских весов
https://pokupki.market.yandex.ru/...uNgGj9CPG936pvQ
не меняется уже лет 10 - вполне подходящий донор органов, с моей точки зрения)))

Кнопки тоже лучше не рассматривать,serjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Кнопки гораздо лучше, чем крутилка, для нашего гипотетического девайса. Вот просто на порядок лучше, уверяю!
Могу обьяснить подробно, но и так пост как портянка разматывается(((

можно будет реализовать универсальное устройство: пикнометр, скорость отбора (+ объем) от заданной крепости, разбавление до нужной крепости по заданным параметрам.serjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Опять же - нет.
В теории универсальное устройство офигенно удобно.
В ТЕОРИИ
На практике же все комбайны, по закону перехода количество в качество, страдают увечностью. И посты коллег выше, по поводу разрешения системы, лишь часть проблем в этом случае, существенная но не единственная.

Я говорил с год назад в телефонном разговоре - самый правильный вариант - сделать датчик веса, с выходом 0-1В. Или с любым внятным промпротоколом
Просто платформа, с проводом и разьемом - ну как датчик температуры, или давления
Тогда можно иметь возможность строить любые девайсы вокруг линейки датчиков, и получить семейство внутри некоей "экосистемы", обыгрывающей пересчет веса в разные плюшки.
И это не должен быть один девайс, нет.

К примеру

разбавление до нужной крепостиserjrv, 13 Янв. 21, 00:14

Прекрасная задумка, кстати, ебатория традиционная у всех.

Имеем крепкий дистиллят, который хочется быстро разбавить до любимой питейной крепости (ключевые слова - быстро, и точно)))

1. Берем е-пиконометр, замеряем крепость

2. Сообщаем эту стартовую крепость е-разбавителю
Сообщаем желаемую финишную крепость ему же

3. Ставим жбан на его платформу, наливаем свой дистиллят, и
е-разбавитель:
- меряет вес, переводит его в обьем (или не переводит, а производит внутренние вычисления прямо по весу, что лучше)
- меряет пирометрически или контактно температуру, для коррекции обьема/крпости

4. Льем воду в ССЖ
е-разбавитель
- меряет текущий вес жидкости
- с учетом изменившейся при контракции температуры следит за падающей крепостью бухла в банке
- при достижении с расчетной - пищит.

5. Как вариант, можно имплантировать насос подачи воды в банку, тогда контроллер сам неторопливо будет наливать в банку воду
Кроме насоса можно еще и датчик уровня встроить, чтобы, если обьем банки рассчитан неверно, запищать и остановиться.
А можно обьем тары вводить на старте, и контроллер сам вычислит, почле налития ССЖ, хватит ли места в емкости для воды

И, в зависимости от величины жажды, просто меняя платформы, можно бодяжить хоть бутылку, хоть еврокуб)))
Короче, конецепция платформ и девайсов - это самый правильный путь в построении среды.
Но в случае нашего велосипеда - никаких гигантоманий.
Весы 300 грамм с двумя нулями после запятой (в идеале - тремя, но я таких никогда не видел, максимум 100гр диапазон)
https://box69.ru/...0001-do-100-gr/
- наш исходник на пути к счастью измерения крепости спирта

Плотность 40,0%-ного спирта при 20 град - 0,94806 г/мл, 41,0%-ного - 0,94644 г/мл.
50 мл первого спирта весят 47,403 г, второго - 47,322 г.Daniil, 13 Янв. 21, 01:10

То есть имеем разницу в 0,081 г
Если взять разрешение девайса в 0,5% обьемных, то по весу тут разрешение будет 0,04 гр. Терпимо
Но вот если лезть в сторону 0,1% по обьему, то получим 0,008 грамма. Думаю, что это уже будет на фоне шумов от сквозняка теряться)))

Плотность 96,0%-ного спирта при 20 град - 0,80748 г/мл, 97,0%-ного - 0,80334 г/мл.
50 мл первого спирта весят 40,374 г, второго - 40,167 г.Daniil, 13 Янв. 21, 01:10

А тут 0,207 гр = 1% крепости
0,1% это 0,0207...ну пусть 0,021 грамм.
Тоже проходим в этом диапазоне.

То есть точность можно корректировать по диапазону измерений, задав разрешение внутренних пересчетов 0,01С (или 0,005С, к примеру), при разрешении платформы в 0,001С
Но такой платформы у нас не будет, наверняка.
Будет 0,01С

Отсюда вывод (если ты привел правильные данные))).

Предел в спирте 0,1% возможно достижим
Предел в 40% сортировке 0,1% точно недостижим, нужно смотреть на 0,3% или еще лучше на 0,5%

сделать датчик веса, с выходом 0-1В. Или с любым внятным промпротоколомигорь223, 13 Янв. 21, 05:45

есть же серийно выпускаемые усилители-преобразователи для датчиков веса.
в том числе китайские
( https://aliexpress.ru/..._id=61364247134 )

Newocelot, именно так и решается вопрос.

Но смотри - нужно взять весы, выдрать из них требуху, потом купить за цену, в десять раз превышающую сами весы, промышленный пылевлаготермозащищенный девайс, и сколхозить их сопряжение, включая блок питания, корпус и так далее.
Или оставить висеть гирляндой, рядом с весами.

А год назад я предлагал имплантировать небольшую схему (Серж мне ее нарисовал, кстати, за полчаса...точнее исправил косяки на моей схеме))) прямо в корпус весов, и сделать платформу, выдающую сигнал (аналог или цифру), которую можно подключать к любому контроллеру, и учить контроллер разным трюкам.
Не пытаться комбайн вживить в весы, а весы превратить в компактный датчик с штатным протоколом - ну, как термометр то есть.

В тот момент идея не была реализована за занятостью нашего коллеги. В этот раз я опять про нее вспомнил, при обсуждении текущего проекта.

сделать платформу, выдающую сигнал (аналог или цифру), которую можно подключать к любому контроллеруигорь223, 13 Янв. 21, 16:24

Это чють сложнее чем кажется.
Весовые сенсоры на малую массу имеют "малую чувствительность" μV/V, что предъявляет повышенные требования к измерительному усилителю, блоку питания и так далее

Есть специализированная микросхема, обслуживающая мостовое включение тензодатчиков, плю с к ней обвязка и выходной АЦП или подобная приблуда.
Но об этом лучше Серж расскажет, его поляна )))
Не так сложно, как кажется - цена китайских весов 5-10 долларов, и меряют навеску пороха в патроны прекрасно.
Или вон золото взвешивают))

Объясните мне убогому, как может устроить точность такого сенсора !?Newocelot, 13 Янв. 21, 00:38

Всем нужна разная точность, лично меня устраивает +/- 1% по спирту, поэтому и тензодатчики хочу проверить более "дубовые". Тем более что на контроле скорости отбора и отобранного объема, тензодатчик на 10 кг. у меня отрабатывает все очень точно. Само ПО контроллера ни коим боком не зависит от примененного тензодатчика, все тарируется при калибровке.

игорь223, Ok, принял к сведению . Всегда нужны советы/поправки со стороны, либо четкое ТЗ при коммерческой разработке. Иначе получается устройство для самоудовлетворения разработчика.

Пока буду потихоньку отлаживать на том что под рукой, далее ПО адаптировать/перенести под любой процессор и дисплей совсем не сложно. На скорую накидал корпус под 3D печать для тензодатчика до 100 гр. и деталюхи что под рукой. Это чтобы мелкие весы из поднебесной долго не ждать, ну и может потом кому пригодиться моделька. На питание думаю не батарейки, а просто литиевый аккум от мелкого квадрика со схемой зарядки по USB применить. То что предварительно выходит, на фото:

Вместо SD-карты на фото подразумевается аккумулятор, просто не нашел дома мелких аккумов. На "заднице" весов разъем для зарядки и планирую разъем типа "джек" 2.5" на внешний термодатчик. Так же термодатчик планируется и внутри устройства.
Корпус замутил для отладки режима термокомпенсации связки АЦП - тензодатчик. Это пока основная погрешность в планируемом устройстве.
При том что все было собранно на макетке (и 100 гр. тензодатчике), пляска составила ~ 0.005 грамм, но в данном случае и рукой махнуть достаточно для изменения показаний. Ну и серьезную цифровую фильтрацию сигнала с АЦП еще не применял, простенькое нелинейное усреднение пока воткнул.
В общем сообщу дополнительно как себя все поведет в корпусе и более культурном монтаже между блоками.

Добавлено через 43дн. 21ч. 58мин.:

Давно в теме не появлялся, но не из за того что ничего не делал.

В общем с китайским АЦП HX711 более менее вменяемого/ожидаемого у меня не получается со стабильной точностью в статике, хотя и штатную китайскую схемотехнику в модулях менял на более правильную, возможно где то просто туплю, или мой взгляд на реализацию не верен. Хотя вряд ли, ставлю опытный образец при одинаковой калибровке, грузе, температуре. НО в разные дни - показания на сотки грамм отличаются..., хотя и стоят потом стабильно. Уже глюки по поводу атмосферного давления посещают, хотя и понимаю что оно относительно в данном случае, х.з. в общем пока.

Ставить на измерение более продвинутые и дорогой АЦП, уходим от "народного проекта". Не вдаваясь в подробности, получается так: электронный попугай по "Архимеду" = разбежка +/- 2% по спирту, в некоторых случаях приемлемо, но не комильфо как то. С электронным пикнометром в принципе вроде все выходит, т.к. автокалибровка при каждом включении происходит, но реальное разрешение более 0,5% на 100 гр. датчике не выходит так чтобы стабильно.

В общем беру пока паузу для мозгов, отвлеченная работа в других проектах зачастую приносит результат

p.s. Хотя те же китайские датчик с HX711 на контроле объема и скорости отбора, вполне достаточны по своей точности.

С наступающим!

Добавлено через 12ч. 13мин.:

Откинулся.Для вакуума - сто лет в обед,точный измеритель перемещения (веса,спиртуозности),с вакуумной развязкой и развязкой по геометрии,простым радиотехническим решением.Ищите и обрящите!

Прочитал ветку снова и вот какие мысли возникли. А для чего, собственно, обсуждаемый прибор нам нужен? Наслаждаться слежением за процессом изменения концентрации спирта при некоем действии (дистилляция, ректификация...)? Или еще для чего-то? С практической точки зрения (ИМХО!!!) от прибора требуется всего лишь произвести какую-то манипуляцию при достижении определенной концентрации спирта. Например, остановить процесс изготовления НДРФ при падении градусности, скажем, до 95°. Или прекратить отбор СС при 40° в струе. Больше ничего в голову не приходит. В таком случае нам поможет простая комбинация из ареометра и светодиодной пары. Красим кончик ареометра в черный (или любой непрозрачный цвет), устанавливаем пару на попугай на нужной высоте и все. Как только ареометр перекроет световой поток, автоматика сделает то, чему мы ее "научим".

C наступающим 2022 Новым Годом!Ареометр с перекрытием светового потока,проверен давно.Где то он может работать,а где то и не очень.Первое и самое главное - необходим большой объем спирта и за счет этого нет быстродействия.Второе - размеры большие,громоздкость и таки стекло.Ну и такой еще момент - невозможно с него получать данные спиртуозности в процессе и его оперативно перестраивать автоматикой реализуя разные задачи.

Ареометр с перекрытием светового потока,проверен давно.Где то он может работать,а где то и не очень.Первое и самое главное - необходим большой объем спирта и за счет этого нет быстродействия.Второе - размеры большие,громоздкость и таки стекло.Ну и такой еще момент - невозможно с него получать данные спиртуозности в процессе и его оперативно перестраивать автоматикой реализуя разные задачи.Михал Стаканыч, 31 Дек. 21, 13:02

Насчет размеров и объема спирта не соглашусь: по идее - это тот же попугай, которым большинство из нас постоянно пользуется. Добавится лишь оптопара. Насчет материала - почему обязательно стекло? У меня самоспаяный попугай из меди. По последней сентенции - тоже вопрос дискутабельный. Попугай с ареометром как раз и позволяет оперативно следить за спиртуозностью, только зачем нам при дискретном исполнении той или иной функции автоматикой это оперативное отслеживание? Достигла крепость в струе определенного значения - производится какое-то действие. И все.

Sonologist, теперь осталось сделать последний шаг — внятно сформулировать задачу.)))

Допустим, идет ректификация.

Допустим, идет кубовая дистилляция браги

Допустим, идет дистилляция браги не НБК

Допустим, идет дистилляция сырца прямоточная

Допустим, идет дистилляция сырца на колонне

Допустим, идет дистилляция Ароматного Спирта (джина, к примеру)

Ну, может еще что—то, допиши сам.

Вопрос — в каком из этих процессов

Достигла крепость в струе определенного значения - производится какое-то действие.Sonologist, 07 Янв. 22, 10:45

?

П.С. Есть и еще один вопрос; но он вторичен, и зависит исключительно от ответа на первый вопрос.

Sonologist, теперь осталось сделать последний шаг — внятно сформулировать задачу.)))игорь223, 07 Янв. 22, 11:26

Игорь, я понимаю, что Вы имеете ввиду весьма универсальный прибор. Я-то как раз ставил в постах вполне конкретный элемент. Например, отключить отбор (или сменить приемную банку) в зависимости от достижения какого-то параметра спиртуозности. Условно, первый перегон браги - достигло в струе 40°- отключаем отбор. Как-то так. Столбик же перечисленных "допустим", конечно, требует более тонкого подхода, если будем делать прибор, подходящий для всех позиций. Просто в моих экзерсисах такого разнообразия оборудования нету, поэтому предложенная оптопара (в совокупности с термометром для коррекции показателей крепости) - вполне выполнимая и несложная задача. Но это именно для моих примитивных задач.