1 (2018-02-07 04:21:36 отредактировано )

Тема: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Привет, ребята.

И так наверное главное начать. Писать я буду поэтапно, так как писатель из меня не очень.

В этой теме я хочу поведать о своей электронике для ректификации. Электроника очень бюджетная, не знаю для многих ли тут это является решающим фактором. В качестве МК используется ардуино, на ардуино лежит функция регулировки и поддержания подводимой в колонну мощности, а так же звуковая сигнализация по дельте термометров.

Когда я это устройство делал я ставил перед собой две задачи:
1. Стабилизировать (обязательно кто-то придерется к формулировке) мощность подводимую к колонне.
2. Отображать показания сенсоров температуры и издавать звуковой сигнал при превышении дельты.

Чтобы стабилизировать мощность нужно знать либо напряжение либо ток. Я использую измерение напряжение. Для измерения напряжения есть разные подходы, разной степени точности, я в итоге остановился на варианте от open-energy-monitor, мужики с запада используют эту штуку для всяких солнечных панелей и прочей фигни. Тема сама по себе интересная, можно почитать на досуге.


Собственно измерение напряжения. Что тут у нас? У нас тут делитель напряжения, получается 2.5 вольт (R3 R4). Еще у нас есть транс с делителем. Так вот этими 2.5 вольт смещен резистивный делитель напряжения транса. Как итог у нас на АЦП ардуины весело пляшет напряжение в диапазоне 0 - 5 вольт.

Относительно номиналов резисторов, я подбирал из того, что есть, с запасом, главное чтобы они не могли дать ток более 1 мА.

Я пост отправлю, а потом продолжу, просто если долго писать, то картинки отваливаются.

Ну и пусть здесь будет фото моей каропки.

Относительно самого измерения напряжения. Я в теме про регулятор ТЭН с al маленько поругался, он предлагает варианты с диодами, конденсаторами и прочей требухой. Проблема в том, что не катит оно ничерта. Эти подходы сильно искажают показания нашего и без того доморошенного вольтметра.

Мы себе можем лишь позволить долбить скоростной выборкой и интегрировать. Я далее буду втыкать фрагменты кода.

Вообще как это дело работает? Я просто вставлю картинку.

Ну и кусочек кода:

ISR(ADC_vect)
{
  if (rmsN < 10000)
  {
    int16_t sample = ADCW - 512;
    rmsS += (uint32_t)sample * (uint32_t)sample;
    rmsN++;
  }
}

У меня АЦП работает в свободно-бегущем рижиме, для измерения напряжения есть 10 тыщ выборок. Как набралось 10 выборок происходит коррекция мощности.

  • 2a9a4165175fed97.png
    size: 70.32Кб type: png
  • 2a9a4165175fed97.png
    size: 70.32Кб type: png
  • M_XP4Bl18m5CNtQu0oSf.JPG
    size: 87.16Кб type: JPG
  • embedded-engineering-measuring-true-rms-mains-voltage-and-in-the-software-calculation-is-done-exactly-same-way_rms-volta
    size: 303.73Кб type: png
Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

2

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Идём дальше. дальше нам нужно как-то ловить прерывания когда начинается новый полупериод. Здесь можно применить оптрон, и ловить им, но оптрон я купить забыл, а вот кухонный брехунок разломал и получил транс с избытком напряжения.

Здесь пульсирующее напряжение после моста долбит на INT0 ардуино. Да, прямо 12 вольт. Оно терпит и 220, серьезно. Главное чтобы ток был не более 1 ма. Диод после моста нужен чтобы отделить кондер и предоставить это пульсирующее напряжение ардуине. Резюк 100 ком ограничивает ток, резюк 910к позволяет стекать заряду.

На ЛМку не смотрите, я просто использовал протеус как средство рисования. ЛМка на самом деле 7805.

Далее мы перейдем к силовой части нашего устройства.

  • Spectacle.TJ1073.png
    size: 219.14Кб type: png
Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

3

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

кухонный брехунок разломал и получил

Извините за глупость, но не могу не спросить: Что такое кухонный брехунок ?

4

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

kot_t ©:

Что такое кухонный брехунок

Включив ассоциативное мышление, для себя я решил, что это – т.н. радиоточка

5

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Всё верно, брехунок это кухонное проводное радио. Просто транс для питания нужно было добыть.

Относительно силовой части. Используется пропуск полупериодов и равномерное распределение активных полупериодов, так называемый алгоритм Брензенхейма.

Используется оптрон MOC3063M, схема включения почти как в даташите на странице 8

Этот оптрон имеет детектор нуля, что нам упрощает жизнь. Относительно даташита есть исключения, снабберная цепочка нам не нужна. Резистор снизу нам тоже не нужен, у меня работает без него, более того, там возможно есть ошибка и его номинал не 360 ом а 360 ком. Само собой между ногой ардуины и оптроном резистор для ограничения тока. Я смотрел минимальный ток оптрона и подбирал резистор исходя из этого.

Далее я сам вспомню и озвучу критические моменты, ну и если кто захочет повторить, то задавайте вопросы.

Потом прокомментирую и выложу скетч.

Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

6 (2018-02-07 22:46:07 отредактировано TorAllex)

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

Далее я сам вспомню и озвучу критические моменты, ну и если кто захочет повторить, то задавайте вопросы.

Тут вот какая штука... Лично я бы повторил и протестил, но для моего уровня знаний изложенная тобой информация недостаточна. Транс я нашёл (даже два), резисторов найду; ЛМку, мост, оптрон, симистор - куплю. По схеме спаять - тоже не вопрос.
Ардуинка какая нужна - Нано подойдёт? Без дисплея я как-то смогу увидеть работу?

7

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

я тоже готов к тесту.нано дисплеи опто симисторы с детектором ноля.короче все для теста.

Алкоголь не решает проблем, он их усугубляет и отодвигает.

8

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

Когда я это устройство делал я ставил перед собой две задачи:

Ну так выложи полную схему и полный скетч чтобы люди смогли повторить...  Еще не плохо бы сразу выложить видео в реальном времени лога с серийного порта при разной нагрузке... дабы понять, есть ли смысл городить.
Я конечно в электронике полный ноль, но тут на данный момент какая-то шняга в теме, типа обещаний... еще вижу, что это чей-то чужой проект, нашел несколько похожих на английском.

Тему временно переношу пока она не будет приведена в нормальное состояние.

У вас в жизни всегда будет все, что вы хотите, если вы будете помогать другим людям получать то, чего хотят они.
Регистрация на форуме отключает почти всю рекламу.

9

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

TorAllex ©:

Тут вот какая штука... Лично я бы повторил и протестил, но для моего уровня знаний изложенная тобой информация недостаточна. Транс я нашёл (даже два), резисторов найду; ЛМку, мост, оптрон, симистор - куплю. По схеме спаять - тоже не вопрос.
Ардуинка какая нужна - Нано подойдёт? Без дисплея я как-то смогу увидеть работу?

Я нарисую схему во fritzing, это где детали в виде картинок. Нано пойдет. Можно будет прицепить лампочку и изменять ее "накал" (так-то она мигать или подмигивать будет в зависимости от мощности).

Иван ©:

Ну так выложи полную схему и полный скетч чтобы люди смогли повторить...  Еще не плохо бы сразу выложить видео в реальном времени лога с серийного порта при разной нагрузке... дабы понять, есть ли смысл городить.
Я конечно в электронике полный ноль, но тут на данный момент какая-то шняга в теме, типа обещаний... еще вижу, что это чей-то чужой проект, нашел несколько похожих на английском.

Выложу когда нарисую, я когда делал, то схему не составлял, отдельные куски в симуляторах смотрел.

Видео сниму, а относительно лога нужно смотреть, возможно вывод лога может мешать работе прерываний. Ну для кина хватит и ЛАТР (симулировать отклонение напряжения) с лампочкой.

Прием с трансформатором взят у опенэнержимонитор.

Скетч Регуляторы мощности для ТЭНов

Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

10

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

Видео сниму, а относительно лога нужно смотреть, возможно вывод лога может мешать работе прерываний. Ну для кина хватит и ЛАТР (симулировать отклонение напряжения) с лампочкой.

С лампочкой я и на коленке сделаю показометр за 12 минут.. с нагрузкой надо, с ТЭНом киловата 2 минимум.
Если на обратной связи "плывун" не произойдет, тогда можно лепить... если произойдет, значит смысла никакого, так как нам стабильность нужна, а не регулятор паяльника или лампочки, которым 1-30 вольт в качелях ни о чем для работы.

У вас в жизни всегда будет все, что вы хотите, если вы будете помогать другим людям получать то, чего хотят они.
Регистрация на форуме отключает почти всю рекламу.

11

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Иван ©:

С лампочкой я и на коленке сделаю показометр за 12 минут.. с нагрузкой надо,

Нежнее, Иван :)
Будет схема и видео с лампочкой - уже хорошо. Я не поленюсь масштабировать - симистор помощнее и 4 кВт в нагрузку часика на 2-3.

12

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Иван ©:

С лампочкой я и на коленке сделаю показометр за 12 минут.

Да согласен, лампочка штука не наглядная. Самогона у меня сейчас нет, поэтому кино про колонну на предзахлебе я пока снять не могу. Как вариант думаю подоткнуть паяльник, а к нему градусник для шашлыков, ну и меняя входную напругу ЛАТРом снять как температура на градуснике остается постоянной.

Но тут дело не в показометре, показометр вещь суть есть пассивная, а моя поделка живо реагирует на напряжение, в кино это видно.

Иван ©:

с ТЭНом киловата 2 минимум.

Нет его у меня, у меня на 1.5. Мощность ТЭН тут мало что значит, лишь бы симистор и его радиатор тянули.

Иван ©:

стабильность нужна, а не регулятор паяльника или лампочки, которым 1-30 вольт в качелях ни о чем для работы.

Это в любом случае много лучше чем чайна регулятор без всякой там кибернетики. Я латром пользовался до этой штуки, накрутил ушел, пришел захлеб и самогон и ТСА капает.

Честно говоря у меня разработка этой штуки остановилась на этапе лишь бы самогон не капал из ТСА, но её можно усовершенствовать, расширить шаг регулировки мощности раза в два например.

Снял видео на телефон, хоть что-то видно и то хорошо. https://www.youtube.com/watch?v=cNIcoZ9Q5_w

На экране устройства нижняя строка отображает параметры мощности, формат такой:
- Установленная мощность (проценты), управляется двумя кнопками +-.
- Мощность после корректировки по напряжению в розетке, это уже количество активных полупериодов из сотни.
- Само напряжение.

В ленте нужно смотреть на среднее число - это перестройка мощности и на правое - это напряжение на входе.

Как рассчитывается нужное количество полупериодов?

ТЭН у меня при нормальном напряжении питания (230) выдает 1555 ватт, его сопротивление составляет 34 ом.
Мощность от напряжения имеет зависимость P = (U * U) / R
Да, забыл момент, я тут про свой ТЭН пишу просто как пример, параметры ТЭН пофиг.

Допустим провалилось у нас напряжение до 180 вольт, мощность ТЭН теперь составляет (180 * 180) / 34 = 952 ватт.
Допустим установка мощности 50% процентов.

(230 / 180) в степени 2 = 1.63
50 уст. * 1.63 = 81.6 (корректировка количества полупериодов)
952 / 100 = 9.52 (мощность одного полупериода)
9.52 * 81.6 уст. = 776,8 ватт, что есть по прежнему 50% от мощности ТЭН.

Рассмотрим случай когда напряжение наоборот вырастает, пусть до 253.7.
(253.7 * 253.7) / 34 = 1893 ватт.

(230 / 253.7) в степени 2 = 0,82
50 уст. * 0,82 = 41 (полупериод)
1893 / 100 = 18.9 (мощность одного полупериода)
18.9 * 41 = 776 ватт, что есть опять же 50% от нормальной мощности ТЭН

Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

13

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

накидайте схемку от руки сфотографируйте и покажите.очень интересно.

Алкоголь не решает проблем, он их усугубляет и отодвигает.

14 (2018-02-08 18:40:55 отредактировано )

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

Это в любом случае много лучше чем чайна регулятор без всякой там кибернетики

Дрейф один хрен будет что в этом что в китайском... кстати дуню можно оптически развязать, например взяв за основу вот эту схему https://github.com/AlexGyver/AC_Dimmer

Kaspar Hauser ©:

Нет его у меня, у меня на 1.5. Мощность ТЭН тут мало что значит, лишь бы симистор и его радиатор тянули.

Еще как значит, ТЭН имеет свойство изменять сопротивление при нагреве и в итоге весь программный "баланс" регулировки мощности, начинает плыть в неизвестную сторону.  Только никто этого почему-то не учитывает.  Обратная-то связь должна быть завязана на нагрузку....
Хотя, если делать подобие РМ2, возможно что-то похожее получится, наверное я что-то не понимаю до конца.

У вас в жизни всегда будет все, что вы хотите, если вы будете помогать другим людям получать то, чего хотят они.
Регистрация на форуме отключает почти всю рекламу.

15 (2018-02-08 18:48:28 отредактировано geha69)

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Иван ©:

например взяв за основу вот эту схему https://github.com/AlexGyver/AC_Dimmer

в этой схеме тоже все привязано к входному напряжению(определение дет.ноля)а стабилизации там нет

Алкоголь не решает проблем, он их усугубляет и отодвигает.

16

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

У РМ2  судя по схеме доступной в нете корректировка идет по входному напряжению.Наткнулся тут в сети на разработку украинских коллег,   индикатор отображает значение в ваттах на выходе, только предварительно надо ввести мощность своего тэна. Схема и прошивка в свободном доступе, но используется какой то редкий PIC (в городе у нас таких нет, а то бы повторил, а на заказ возят по конским ценам, проще рм2 купить). В данный момент их проект стал коммерческим, схему изменили , по описанию используют измерение  по выходу.Если администрация позволит, выложу ссылку.

17 (2018-02-08 18:58:35 отредактировано )

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

geha69, я про оптрон

new34, а смысл? Если дорого и дешевле РМ взять... тут вроде как бюджетный вариант ожидается. Ждем :)

У вас в жизни всегда будет все, что вы хотите, если вы будете помогать другим людям получать то, чего хотят они.
Регистрация на форуме отключает почти всю рекламу.

18 (2018-02-08 19:11:47 отредактировано )

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Иван ©:

Дрейф один хрен будет что в этом что в китайском... кстати дуню можно оптически развязать, например взяв за основу вот эту схему https://github.com/AlexGyver/AC_Dimmer

Этой схеме абсолютно безразлично входное напряжение, оно не измеряет его от слова никак. Тут разница с ЛАТР грубо говоря, что ЛАТР переживет ядерную войну, а эта схема нет, в остальном у этой схемы интеллекта как у ЛАТРа или как у крутилки из чайны.

Решение с трансом суть есть компромисс, да на видео есть расхождение между тестером и экраном ардуины, но тут трудно сказать кто врёт. Можно заморочиться с различными операционными усилителями, можно даже вполне себе РМ-2 на базе ардуины сделать, только это уже две ардуины, ибо в таком случае одна будет под фазой и от нее отлетишь.

Если прямо воспринимать РМ-2 как идеал, то он нифига не идеал. Он измеряет половинку периода напряжения. Дальше он смотрит по табличке в прошивке когда открывать симистор. Понятное дело, что РМ-2 измеряет реальную синусоиду в розетке, а в табличке у него идеальная без спиленной верхушки.

Да и конечная цель того, что я хочу описать это сделать дешево, для себя и для того парня с 28й трубой.

Иван ©:

Еще как значит, ТЭН имеет свойство изменять сопротивление при нагреве и в итоге весь программный "баланс" регулировки мощности, начинает плыть в неизвестную сторону.

Тут хотя бы было бы подобие РМ-2. В конце концов ТЭН это не лампочка и не бареттер, с ним оно полинейние.

Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.

19 (2018-02-08 19:35:14 отредактировано )

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Kaspar Hauser ©:

с ним оно полинейние.

Только индивидуально в каждом конкретном случае и критерии "калибровки" регулятора мощности в итоге меняются. Надо обеспечить или адекватную и стабильную обратную связь + алгоритм корректировки,  или прописывать параметры в каждом скетче индивидуально после нудных тестов с замерами.
Вот такие пироги с котятами получаются  *COOK*

Kaspar Hauser ©:

Если прямо воспринимать РМ-2 как идеал, то он нифига не идеал.

Я не считаю идеалом, там цена железа на 100 рублей в базарный день, все остальное сверху добавлено...

У вас в жизни всегда будет все, что вы хотите, если вы будете помогать другим людям получать то, чего хотят они.
Регистрация на форуме отключает почти всю рекламу.

20

Re: Бюджетный вариант электроники для ректификационной колонны

Иван ©:

Только индивидуально в каждом конкретном случае и критерии "калибровки" регулятора мощности в итоге меняются. Надо обеспечить или адекватную и стабильную обратную связь + алгоритм корректировки,  или прописывать параметры в каждом скетче индивидуально после нудных тестов с замерами.
Вот такие пироги с котятами получаются 

Если уж на то пошло, то в нашем деле нужно быть слесарем, электриком, электронщиком, программистом. Найди 3 лишних. У меня вот нет осциллографа, приходится действовать методами, что я изложил выше.

Иван ©:

Я не считаю идеалом, там цена железа на 100 рублей в базарный день, все остальное сверху добавлено...

Но платят за него 1100. Но в нашем деле он как стандарт, да кроме нашего дела он более нигде нафиг не нужен.

Постараюсь выложить хотя бы измеритель напряжения на выходных, с описанием рассчетов.

Два полиэтиленовых бидона по 41 л.
Скаммерческий дистиллятор с укреплением.
РК 28/1700
Регулятор - термометр на ардуино с функцией пищания.