Управление тэном на Ардуино

Доброе время суток! Решил поделиться проектом, который сделал для себя может кому-то тоже понравится идея и будет развитие.
Смысл был сделать простой Ардуино проект без сложных схем для управлением тэном 3 кВт от температуры в кубе или в колонне.
Скетч был написан под заказ, я не специалист, может кто то его да работает или переделает. Испытания прошли удачно три перегонки.

Здравствуйте, можно поподробнее о режимах, в каких это устройство работало, я, так понимаю, это обычный вкл/выкл твердотелкой по температуре термодатчика? В чем смысл применения?

морально убивать))) когда половина строк камментов не имеетМиша Z, 30 Сент. 21, 13:49

А что, надо каждую строку комментить? В самом деле, да? Читать не лениво будет? ))

Принцип управление твердотельным реле низкочастотным ШИМом. В зависимости от температуры датчика можно выставлять значение Шим сигнала от 0 до 100. В итоге можно задать режимы разгон-отбор от температуры.

Интенсивность кипения по обратной связи от термодатчика не порегулировать, а если греть, но не кипятить - зачем этот режим нужен?

управлением тэном 3 кВт от температуры в кубе или в колоннеDivitsmiq, 30 Сент. 21, 08:53

а если греть, но не кипятить - зачем этот режим нужен?svinopot, 01 Окт. 21, 13:41

Например для разваривания зерна, стерилизации консервов, приготовления заготовок из мяса, су вид и пр.

Смущают слова "или в колонне" и "три перегонки", а так да, термостат.

Так же озадачился контролем процесса кипения с помощью Arduino и твердотельного реле.
Идея была изначально регулировать по температуре, но как же я был не прав =)
Температура кипения будет изменяться вместе с изменением концентрации спирта и примесей, а так же явно отличаться от температуры кипения спирта в большую сторону. Чем меньше концентрация - тем выше температура.
Ко мне зашел капитан-очевидность - Без процесса кипения не будет и дистилляции, в кубе нужно избыточное давление, иначе смысла нет.
И вот тут пришло озарение! Нужно контролировать именно избыточное давление, благо для этого есть датчики в поднебесной. Но тут важно попасть в диапазон с нужной чувствительностью.
Пока идея только насчет BMP180(атмосферное давление) или BMP280(+ измереяет температуру но оно тут особо не нужно).
Вывести трубку из штуцера термометра(в верхне) в какой либо герметичный корпус с датчиком.
Далее по изменению давления в определенном (пока не известном) диапазоне менять скважность низкочастотного ШИМ питающего ТЭН.
Достаточно будет задать дельту приращения и выполнять увеличение окна выключения реле до тех пор пока давление не приблизится к нижней границе, и соответственно плавно уменьшать окно выключения пока давление не достигнет верхней границы.
Время включения ТЭН при этом останется неизменным. Например 1.5 сек, это уже нужно смотреть по поведению ТЭН-а в браге, сколько ему надо от включения до начала кипения в горячей браге.

Добавлено через 2мин.:

Так же озадачился контролем процесса кипения с помощью Arduino и твердотельного реле.
Идея была изначально регулировать по температуре, но как же я был не прав =)
Температура кипения будет изменяться вместе с изменением концентрации спирта и примесей, а так же явно отличаться от температуры кипения спирта в большую сторону. Чем меньше концентрация - тем выше температура.
Ко мне зашел капитан-очевидность - Без процесса кипения не будет и дистилляции, в кубе нужно избыточное давление, иначе смысла нет.
И вот тут пришло озарение! Нужно контролировать именно избыточное давление, благо для этого есть датчики в поднебесной. Но тут важно попасть в диапазон с нужной чувствительностью.
Пока идея только насчет BMP180(атмосферное давление) или BMP280(+ измереяет температуру но оно тут особо не нужно).
Вывести трубку из штуцера термометра(в верхней части куба естественно) в какой либо герметичный корпус с датчиком.
Далее по изменению давления в определенном (пока не известном) диапазоне менять скважность низкочастотного ШИМ питающего ТЭН.
Достаточно будет задать дельту приращения и выполнять увеличение окна выключения реле до тех пор пока давление не приблизится к нижней границе, и соответственно плавно уменьшать окно выключения пока давление не достигнет верхней границы.
Время включения ТЭН при этом останется неизменным. Например 1.5 сек, это уже нужно смотреть по поведению ТЭН-а в браге, сколько ему надо от включения до начала кипения в горячей браге.

Добавлено через 3мин.:

Извиняюсь за дублирование текста, пока дописывал про верхнюю часть куба браузер решил что нужно отправить..

Так же озадачился контролем процесса кипения с помощью Arduinoeugen1384, 18 Янв. 23, 08:42

Зачем? Кипение контролирует закон физики. Спирт, испаряясь с поверхности, отнимает энергию и кипение прекращается. То есть подав условно 1 кВт вы так и будете гнать почти весь погон. И только ближе к концу, если вас не устроит скорость отбора, можно добавить мощности.

е устроит скорость отбора, можно добавить мощности.Shobby, 18 Янв. 23, 08:50

Да об этом тоже думал, проводя эксперименты с перегоном воды. Температура и скорость выхода устаканивались в точке кипения при текущем атмосферном давлении с дельтой 1-2 градуса по ходу процесса.
Но тут еще вопрос в том чтобы подводимая мощность успевала отводиться. У меня автономная система охлаждения на автомобильном радиаторе, туда и 1.5кВт в куб многовато (при комнатных 25-26 градусах термическое равновесие примерно 38 градусов в системе охлаждения).
Наверно мои соображения больше применимы для таких систем.
Если есть чем отводить всё тепло с избытком от пара при конденсации - можно не заморачиваться и кипятить без прерываний, пар унесет всю избыточную энергию.
Есть еще много всяких мыслей в интернет источниках что брага пригорает на тене портя качество продукта, и про испарение большего количества примесей при форсированном кипении, но я не проверял пока.

про испарение большего количества примесей при форсированном кипенииeugen1384, 18 Янв. 23, 09:03

Мифы!!
А автомобильный радиатор и 15 кВт и более способен утилизировать...дуть на него надо..))

Но тут еще вопрос в том чтобы подводимая мощность успевала отводиться. У меня автономная система охлаждения на автомобильном радиаторе, туда и 1.5кВт в кубeugen1384, 18 Янв. 23, 09:03

Вы забываете про ФЧ. Подводя большую мощность, достигается требуемое ФЧ. Если добиться минимально возможной мощности, то ФЧ будет около единицы и все, что и парится, полетит в отбор.

Мифы!!
А автомобильный радиатор и 15 кВт и более способен утилизировать...дуть на него надо..))Maik2407, 18 Янв. 23, 10:15

В целом да, работаю над этим, пока были только тесты с средним обдувом чем придется. Едут вертушки с 90CFM 9 штук.

Вы забываете про ФЧ. Подводя большую мощность, достигается требуемое ФЧ.Shobby, 18 Янв. 23, 10:21

А вот тут поподробнее пожалуйста, просветите новичка =) ФЧ - фазовое число или что это?

просветите новичкаeugen1384, 18 Янв. 23, 10:50

Флегмовое число, полфорума именно про него и написано, просвещайся .

Флегмовое число, полфорума именно про него и написано, просвещайся .Maik2407, 18 Янв. 23, 10:56

Спасибо, пойду читать.. Чем дальше в лес тем интерснее становится)

eugen1384, при дистилляции "регулировка" тэна сводится к его выключению в конце процессе - по температуре куба. Давление в кубе никак нельзя сюда привязывать! Ни к чему это. Ну и выключение по "аварийному" датчику тоже полезно.

При работе на колонне - помимо возможности отключения тэна, нужна возможность регулировать мощность, очень желательно со стабилизацией (т.е. вне зависимости от изменения напряжения в сети, мощность нагрева меняться не должна). Понятное дело, что стабилизация возможна только пока напряжение на выходе регулятора будет меньше сетевого.
В случае с работой на колонне, на форуме были темы про регулировку мощности тэна по давлению. Но распространения такие системы не получили.

испарение большего количества примесей при форсированном кипенииeugen1384, 18 Янв. 23, 09:03

Примеси испаряются в соответсвии с их Крект (коэффициентом ректификации). Тут нужно теорию "подтянуть".

В общем, рекомендую сначала составить грамотное ТЗ, а потом браться в реализацию "в металле". С оглядкой на уже используемые алгоритмы в автоматике.

вопрос в том чтобы подводимая мощность успевала отводиться.eugen1384, 18 Янв. 23, 09:03

ну вот и делай обратную отрицательную связь не по кубовому давлению, которое на прямотоке ты задолбаешься ловить, оно очень мало чем отличается от атмосферного, а по температуре воды в автономке..
пока автономка справляется мощу увеличиваем, как вышл на граничный режим, стабилизируем мощность, если теспература воды вышла за допустимые пределы - мощность убавляем.. и да, дуть на радиатор надо хорошо)))
В этом случае ты всегда будешь иметь в кубе максимальную мощу, какую способна утилизировать твоя система.

Добавлено через 2мин.:

распространения такие системы не получилиMihalich, 18 Янв. 23, 11:18

ессно, ведь они сложнее, да и большинство коллег почему то старались стабилизировать давление в кубе, что не есть хорошо.

Добавлено через 2мин.:

брага пригорает на тене портя качество продуктаeugen1384, 18 Янв. 23, 09:03

для начала надо определиться, какая именно брага, а потом уже пытаться решать проблемы, которые возможно и не возникнут никогда в твоих условиях))

ессно, ведь они сложнее, да и большинство коллег почему то старались стабилизировать давление в кубе, что не есть хорошо.Миша Z, 19 Янв. 23, 02:48

можно поподробнее причину такого мнения? я не вижу иного способа регулирования тен, а так постоянное давление в кубе, следовательно стабильная работа колонны, ее не сушит и не захлебывает. регулировать давление в колонне, а какой смысл?

По совсем правильному давление нужно держать в верхней части колонны. Нижняя со временем осушается и будет вносить ошибку. Посему давление куба не совсем верно будет отражать процесс к финишу. Но это можно просчитать к концу ректа. И в первой части на него можно положиться.

в верхней части колонны давление практически постоянное на всей стадии и не много выше атмосферного, давление падает по мере подъема по колонне. осушатся со временем? скорее нет спирт будет заменен на фракции в плоть до воды. НО колонна будет работать на всю свою производительность. А отбор совсем не зависим от давления, пусть за это отвечает температура верха колонны.