Электроника для колонны

Здравия желаю! Выражаю заинтересованность в реализации проекта, обсуждаемого в этой ветке. К сожалению в виду  собственной малограмотности в области электротехники не могу принять действенное участие в его обсуждении и развитии. Готов довериться корифеям и присоединиться к формированию заказа. Каков бюджет участия?

Попробую сравнить 8036 с новой системой автоматики  Rudy.
Несколько терминов и определений:
Контроллер англ. controller — регулятор, управляющее устройство — устройство управления в электронике и вычислительной технике
Прошивка англ. firmware, Микропрограмма — программное обеспечение, встроенное («зашитое») в аппаратное устройство. Часто представляется в виде микросхем флеш-ПЗУ или в виде файлов образов микропрограммы, которые могут быть загружены в аппаратное обеспечение.
Контроллер 8036 в настоящее время  на нашем форуме  представлен несколькими модификациями.  ВМ 8036 продаётся в собранном виде на плате установлены  оптроны и маломочные симисторы, тэны напрямую лучше не подключать. ШИМ с родной прошивкой и без переделки  электронной схемы прикрутить к контроллеру нельзя. Переделать электронную схему ВМ 8036 сложно. В плане переделок более интересный вариант NV 8036 на форуме, если не ошибаюсь, присутствует около 4-х модификаций этого устройства. В основном отличаются друг от друга прошивками и процессами,  которыми они управляют  (ректификация и мешалка для растворов). Rudy модифицировал схему котроллера NV 8036 написал новую прошивку и программу диспетчеризации процессом ректификации.  SerjNSK проводил тестирование и наладку контроллера. С моей точки зрения  контроллер с прошивкой от Rudy удался на славу. Прошивка и программа специально заточена для ректификации. Интерфейс программы позволяет контролировать процесс на всех стадиях ректификации и дистилляции.  Использование оптронов с  функцией  Zero crossing  ощутимо уменьшило количество помех в электрической сети. Продолжать перечислять плюсы можно долго. Но ко всем модификациям контроллеров 8036 необходимо делать периферию. У многих возникают затруднения в изготовление  плат и электронных схем, что не позволяет применять  разработанные технологии широкому кругу наших коллег. В новой системе автоматики от Rudy ключевым словом является слово СИСТЕМА. И не совсем корректно сравнивать контроллер  8036 с системой автоматики Rudy. Разрабатываемая автоматика   заточена под ректификацию, позволяет  управлять практически любым оборудованием, имеющим широкое применение  в ректификации.  Заводское изготовление плат  еще одно достоинство проекта оно уберет много трудностей. Унифицированные платы процессора и  периферии  тоже огромный плюс упрощается наладка и возможный  ремонт оборудования. Конечно, надо отдавать себе отчет, что система автоматики это «конструктор» и руки приложить к его сборке и наладке придется, но в замен мы получим систему автоматики, облегчающую в разы процесс ректификации. 

Небольшая справка, касающаяся  регулировки мощности ТЭНов. Медленный ШИМ (секунды) с применением zero-crossing оптронов и модуляцией по Брезенхему является наиболее оптимальным, он и был реализован в прошивке. Но, как выяснилось, в домашних условиях это неприемлемо из-за моргания света при коммутации мощных ТЭНов. Соседи начинают жаловаться и искать причины. Тут есть полумерные выходы -использование постоянного ТЭНа с подобранной мощностью и управление только маломощным подстроечным ТЭНом, но это не слишком удобно.

Есть и кардинальный выход - переход на фазовый регулятор мощности. Он дает гораздо большие помехи, но они незаметны на взгляд соседей и свет не моргает из-за более высокоя частоты модуляции. При использовании ручного управления - такие регуляторы есть готовые, они достаточно дещевы и удобны, но имеют весьма нелинейную регулировку, что сильно ухудшает характеристики автоматического регулирования и есть проблемы с их подключением к процессору. Поэтому я и сделал плату двухканального фазового регулятора. Она приспособлена и для работы с процессором и для ручной регулировки. Сейчас на ней размещены еще и две включалки сетевых нагрузок и два силовых ключа, подходящие для коммутации клапанов (12..24В, 1А).

И вообще, я для себя решил - все блоки должны управляться одинаково - ШИМ. Он очень удобен и для процессора и для передачи сигнала через оптроны. И может непосредственно управлять клапаном (медленный ШИМ с периодом в секунды и десятки секунд - практически логический сигнал) и передавать аналоговый уровень (быстрый ШИМ порядка килогерца) - для фазового регулятора и управлялки пережималкой.

Т.е. из проца торчат стандартные выходы - ШИМ (быстрый или медленный). А к нему подключаются стандартные блоки с произвольными функциями у которых на входе тоже ШИМ. Так можно сделать весьма универсальную вещь. А если что-то нестандартное - просто сделать под это блок с тем же управлением по ШИМ. Например для управления шаговыми двигателями. Он окажеться чуть сложнее, зато будет вставляться в систему просто как стандартный кубик.

Rudy, не успел вернуться с шашлыков, а тут столько уже написали! Круто, процесс кажется пошел!
Сегодня провел, частично с онлайнвидеоучастием Сергей1972, первую в своей жизни ректификацию с участием в процессе измерителя импеданса(датчика проводимости). Вот это оказалась штучка супер, когда термометр с разрешением 0,06*С показывает стабильно одинаковую температуру у узла отбора, по данным датчика проводимости там оказывается совсем не так спокойно, численные значения проводимости образовываемой флегмы могут отличаться в два и более раз, при якобы неизменной температуре. Сразу же 
появились новые наметки, увидел живьем интересную закономерность, связанную с скорость отбора голов и генерацией в колонне новых, отсутствующих в изначальном сырье, головных фракций. Чему немало поспособствовала очередная потеря потерь-клапан опять навернулся. Отказался работать после 3хмесячного простоя. Клапана от омывателя-в топку!  Специально под датчик проводимости модифицировал немного колонну-сделал возврат в колонну по типу "писюн Вованна", если не ошибаюсь. Это позволило наблюдать за проводимостью не только в момент отбора, но и в любой момент работы на себя. Но, эта лирика суть другой темы, где вскорости и отпишусь, с графиком и логом для любителей поанализировать.
А касаемо данной темы, мне резко стало не хватать второго аналогового входа на 8036(кстати, Руди, клаву же мы так и не задействовали в нем? А это второй АЦП, если не ошибаюсь), четвертого датчика температуры на атмосферную трубку(это 8036 может), пятого датчика температуры на выход воды с дефлегматора(а вот этого 8036 уже не может) и целой кучи клапанов.
Я немного выше рисовал мое видение ректификационной системы с точки зрения автоматики, буду думать теперь, все ли я учел.
Всем кто не понимает в электронике. но хочет поучаствовать-не нужны знания в электронике, достаточно использовать для описания простые элементы: клапан, датчик температуры, тэн, датчик проводимости, датчик уровня, аварийный датчик того-то(например влажность). Этого достаточно что бы описать алгоритм работы устройства в целом.

Rudy, пока не забыл. Может получиться сразу на плату контроллера интегрировать программатор? Пяток деталей избавит впоследствии от многих хлопот.

Сергей 1972, нельзя, и не зачем. видишь, Руди даже адаптер USB для связи контроллера с компом не хочет ставить( из-за кривости и недоступности микрух). а ты тут целый хост решил вставить. Зачем тебе 101-клавишная клава там, где только цифры вводить? Для этого будет энкодер-крутишь ручку влево или вправо-циферки на табло увеличиваются или уменьшаются. Но что то чует мое сердце, что в связи с последними изменениями, энкодер исчез из схемы 

мне резко стало не хватать второго аналогового входа на 8036SerjNSK, 08 Марта 10, 20:14

Он, если правильно помню, есть у тебя - АЦП4(3). И ты спокойно можешь и вывести его данные на экран и даже чем-нибудь поуправлять по его сигналу.

Прога поддерживает до 8 датчиков температуры, но, в сегдняшнем виде, опрашивает, выводит и передает в комп данные только с 4. Это можно поправить. Если выводить только на дисплей проца - легко, в комп - немного сложнее.

Rudy, пока не забыл. Может получиться сразу на плату контроллера интегрировать программатор? Пяток деталей избавит впоследствии от многих хлопот.SerjNSK, 08 Марта 10, 20:16

Можно, в принципе, но не совсем правильно. Программатор стоит немного и, для нормального пользователя не нужен - только место на плате занимать будет. Да и не нужен он человеку, если плата уже готовая и запрограммированная.

Насчет клавы да, она конечно будет здорово смотреться на колонне

Энкодер пока не исчез. Но я сделаю так - либо три дополнительных логических входа - либо энкодер.

Он, если правильно помню, есть у тебя - АЦП4(3)Rudy, 09 Марта 10, 00:47

Блин, точно. Забыл. Как то Михаил обмолвился что на 8036 нельзя прицепить два датчика проводимости, я "кивнул головой" и врезалось что один АЦП. Один АЦП поддерживается стоковой прошивкой, все верно. Один фиг, на охлаждение нужно мастырить клапан, я с своим шокирующим димротом смог добиться пара из атмосферника, только когда запустил в дефлегматор абсолютно горячую воду(только горячий кран-рука температуру не терпит) на скорости еле-еле. Ровно чтобы поток мог увлекать за собой пузырьки воздуха.

Но я сделаю так - либо три дополнительных логических входа - либо энкодер.Rudy, 09 Марта 10, 00:47

Это можно будет выбрать пользователю?

SerjNSK, теперь ты понимаешь происходящий процесс с паровым отбором голов с помощью датчика проводимости.
при неоднократных ректификациях было замечено что увеличение проводимости тела происходит при максимальной проводимости голов за какое то время.То есть пока примеси дойдут до нижнего отбора.
Здесь напрашивается способ минимального концентрированного отбора голов с помощью датчика проводимости.
Датчик проводимости голов по моему должен регулировать подачу воды в холодильник дефлегматора.Этим мы добьемся концентрированного отбора,а по проводимости тела при отборе голов сможем добиться сокращения времени отбора голов и начало отбора тела.
Для этого нужно зарезервировать канал в устройстве с возможностью установки данных для срабатывания клапана и подключения ШИМ.
Как то так.Подумай может предложишь что получше.

Это можно будет выбрать пользователю?SerjNSK, 08 Марта 10, 22:12

Пока не знаю, но постараюсь. Будет просто разъем, на который выведены эти сигналы, а дальше проге нужно будет объяснить как их использовать. Но энкодер при этом впаивать уже нельзя (или джамперы ставить).

Коллеги, вероятно на каждый чих не предусмотришь интерфейс!
Мне кажется, что для универсального использования достаточным будет:
1. четыре управляемых силовых выхода;
2. пара каналов ШИМ: для плавного отбора и управления подачей воды;
3. пара аналоговых входов: для контроля давления в кубе и в водопроводе;
4. канал защиты (полный стоп);
5. четыре температурных датчика и датчик проводимости;
6. Ну и полная автономность от компа желательна.
Мне все это позволит использовать дивайс и для разваривания сырья, и для ректификации. Пока же юзаю NM8036, он вполне справляется, но хочется болшего.

мне резко стало не хватать второго аналогового входа на 8036SerjNSK, 08 Марта 10, 23:14

Он, если правильно помню, есть у тебя - АЦП4(3). И ты спокойно можешь и вывести его данные на экран и даже чем-нибудь поуправлять по его сигналу.Rudy, 09 Марта 10, 00:47

Блин, точно. ЗабылSerjNSK, 09 Марта 10, 01:12

А вот и нифига! Как раз он то и получился занятым первым датчиком проводимости. Еще один АЦП- датчик давления в кубе. Пара АЦП используется для клавы и мониторинга батарейки. Остается вроде еще четыре порта АЦП незадействованных. Прошивку и программу имеет смысл подкорректировать в сторону использования дополнительных АЦП?

Дальневосточник, два ШИМа мало,один нужен еще запасной,задействованы на отбор и на регулировку воды дефлегматора. (что еще на ум взбредет).
Одного датчика проводимости тоже мало,один на управления головами,второй на контроль тела и автоматическое включение отбора.Температурных сейчас задействовано четыре.Куб,1\3,под дефлегматором,на выходе атмосферной трубки,еще один вход не помешает.
Полная автономность от компа,но возможность его подключения,для снятия графиков,было бы великолепно.(все грабли видно).

1. четыре управляемых силовых выхода;Дальневосточник, 09 Марта 10, 05:15

А что ты имеешь ввиду под силовыми выходами? Это сетевые нагрузки? Управление (вкл/откл) или регулировку мощности? Уточни пожалуйста.

SerjNSK, а тебе нужно напряжение на батарейке? Может проще задействовать этот вход АЦП? Это АЦП1(0). Но и 4 остальных входа тоже можно задействовать, сейчас они используются как 4 логических входа.

А давайте попробуем определить нужный комплект в имеющихся вариантах плат - кому сколько и каких хватит с учетом того, что на самом проце есть (пока) следующее:
1. 8 входов термометров (DS18B20)
2. 4 входа АЦП. Входы трехконтактные (стерео штеккер). На третий провод можно джампером подключать питание +5 или +12 вольт, с ограниченным током (последовательный резистор 100 Ом) для питания усилителей (если нужно). Плата 2-х канального датчика проводимости подключается на 2 таких входа.
3. Один логический вход аварийного сигнала. Сухой контакт на землю. Подтяжка на +5в. Вход - двухконтактный разъем.
4. 4 слаботочных логических выхода (+5в). Они выведены все вместе на один 8-ми контактный разъем, туда же выведены питания +5 и + 12В. Ими можно управлять ключами. Их можно использовать и как логические входы.
5. 6 выходов ШИМ. Разделены на 3 группы, в каждой группе можно установить свой период ШИМ.Число выходов в группах - три, два и один. Эти же выходы могут использоваться и без ШИМ - просто как логические. Все выходы выведены на отдельные 3-х контактные разъемы. На 3 контакт каждого из них может быть подключено (джампером) питание +5 или +12 в - питание исполнительных устройств. К этим выходам подключается и управлялка пережималкой и фазовые регуляторы, сетевые выключалки и силовые ключи +12...24В 1А(собственно силовое питание может подаваться на платку отдельно, свое по каждому выходу).
6. Есть 3 резервных провода, которые можно использовать вместо энкодера. Их можно сделать логическими входами или выходами. Но лучше без них обойтись.

А платки такие
1. Двухканальный фазовый регулятор + две сетевых выключалки + 2 независимых силовых ключа +12...24В (можно и +5). Полная оптронная развязка по всем входам управления. Питания по входам управления не требует. Питание нагрузок силовых ключей - по выходным разъемам ключей.
Для управления фазовыми регуляторами нужно 2 канала быстрого ШИМ (можно и медленным, но хуже). Сетевые выключалки и силовые ключи могут управлятся медленным ШИМ или логическими сигналами.

2. Управлялка пережималкой. Питание (+12В) по разъему управления. Управляется быстрым ШИМ, можно и медленным - но хуже. Теоретически можно управлять (полностью открыть/закрыть) и логическим сигналом.

3. Двухканальный датчик проводимости. Питается от проца (12В, можно 5), требует двух входов АЦП. Если не нужны оба канала - 1 вход АЦП.

Попробуйте скомпоновать свои системы на этих кубиках. Желательно с указанием кто-что отслеживает, регулирует и т.д.

А что ты имеешь ввиду под силовыми выходами? Это сетевые нагрузки? Управление (вкл/откл) или регулировку мощности? Уточни пожалуйста.
Rudy, 09 Марта 10, 17:34

и управление и регулировка мощности ~2.5-3кВт на канал
....хотя 4-х, наверное много. Хватит два.

На плате - 4 сетевых канала и 2 низковольтных ключа.

Два сетевых канала - фазовые регуляторы мощности. Выходная мощность определяется внешними симисторами - 3 кВт без проблем.

Еще два - сетевые выключалки. Мощность - аналогично, но они могут только включать или отключать с привязкой к переходу напряжения через ноль.

Два независимых низковольтных силовых ключа могут управлять нагрузкой с током до 1 ампера при напряжениях до 24В.

Вроде тебе этого должно хватить.

Нормально.