Kocioł zacierno-warzelny na bazie warnika lub garnka

[FurioSan]

Czyli dobrze pisze. O ile do jednonaczyniowego sie RPi spokojnie nada to jesli chcesz precyzyjnie kontrolowac temperature ( jakims pid'em w sesie algorytmu z kontrola mocy ) wiecej niz jednego elementu to slabo. Gpio 18 ma pwm tylko. Implementacja softwareowa nie jest dobrym pomyslem.

 

Pewnie sa jakies boardy z rozszezeniem

Edit:

15$ Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C interface - PCA9685

Edytowane 14 Lutego 2017 przez FurioSan

[PiwoLab]

Czy implementacja softwarowa nie jest dobrym pomysłem, tego nie wiem. Nie znam się na tym. Wiem, że do sterowania hermsa używają CraftBeerPi. Przykład: https://www.youtube.com/watch?v=ZrgroGSRF38

 

Przy okazji schemat dla jednego naczynia.

 

[FurioSan]

Nie no zrobisz, jasne ale nie bedzie pwm. Czyli element grzeje albo nie.

Pwm pozwala symulowac nie pelna moc przez to ze wlacza sie odpowiednio czesto.

[prowokator]

15$ Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C interface - PCA9685

Jakie zadanie ma spełniać ten HW?

Buduję właśnie sterownik (a właściwie już mam gotowy) na RPBi (CBPi) i sam zastanawiałem się w jaki sposób rozwiązać problem grzania, bo aktualny "standardowy" SW i HW pozwala na sterowanie grzaniem ON/OFF, jest to o tyle uciążliwe, że przy większej mocy, będzie powodowało to również znaczne obciążenie instalacji przy włączaniu grzałki. Czy coś udało wam się wymyślić w tej kwestii? Soft nas nie ogranicza, kwestia zaprojektowania/kupienia gotowego HW i ew. przeprojektowania PID do dokładniejszego sterowania.

Edytowane 15 Lutego 2017 przez prowokator

[FurioSan]

zasada działania jest identyczna na HW jak i SW - tylko jak jest to HW to nie muszisz tego uwzględniać w pętli głównej a tym samym jeśli jakieś blokujące operacje to z SW PWM wyjdzie guzik.

 

Nie wiem na ile jesteś zaawansowany w tych kwestiach, ale zapytam wiesz co to jest PWM i jak działa? no i jak działa SSR ?

Edytowane 14 Lutego 2017 przez FurioSan

[PiwoLab]

15$ Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C interface - PCA9685

Przy cenie przecinek zgubiłeś  

Smart Electronics PCA9685 16 Channel 12 bit PWM Servo Driver I2C Interface for Arduino Raspberry Pi DIY Servo Shield Module

[FurioSan]

nie no jasne, u chinola taniej. 

[prowokator]

Do momentu w którym napisałeś o PWM nie wiedziałem - bo tak naprawdę poznaję elektronikę na potrzeby zrealizowania mojego sterownika. Zaciekawił mnie temat wdrożenia PWM przed SSR. Czy masz już może jakąś wizję/schemat? Jak soft powinien wysyłać sygnały/jaka konfiguracja PID? Coś, ktoś?

Edytowane 15 Lutego 2017 przez prowokator

[FurioSan]

no to jest powszechne. 

 

W dużym skrócie:

 

PID to regulator, może być hardwarowy, może być to software - nie ma wielkiej różnicy.

SSR - to przekaźnik statyczny, zazwyczaj z separacją opartą na elementach optycznych. masz 100% separacje elektryczną obwodu sterującego i roboczego. Mogą włączać i wyłączać się bardzo często ( z zadaną częstotliwością )

Aby nie emitować zakłóceń SSR powinien załączać się w zerze - to jednak określa częstotliwość którą należy użyć w PWM 

 

PWM - modulacja szerokości impulsów - w uproszczeniu - to metoda sterowania mocą urządzeń ( nie wszystkich!, ale dla części silników, grzałek i żarówek żarnikowych się sprawdza ) poprzez impulsowe włączanie/wyłączanie obwodu z częstotliwością taką aby suma 'mocy' w jednostce czasu była równa oczekiwanej - czyli jeśli na minutę dajesz 50% to włącza się i wyłącza co sekundę na sekundę ( oczywiście częstotliwość i okres czasu celowo dobrałem )

 

 

 

 

O wadach i zaletach powyższych nie będę pisał - to zadanie domowe dla każdego kto chce się tym bawić

 

Trochę czytałem jak to się robi na Arduino i trochę robiłem to na RPi.

 

Cała trudność na RPi polega na tym że masz tylko jeden pin GIPO który ma zaimplementowane sprzętowo PWM - czyli ładujesz liba, inicjujesz pwm, ustawiasz odpowiedni stan i tyle - nie musisz monitorować, przestawiać - układ już dba o to aby w odpowiednich momentach pin był gorący a tym samym SRR się włączy.

Implementacja SW jest o tyle problematyczna zwłaszcza jak RPi ma robić coś więcej ( zwłaszcza operacje blokujące )

 

Płytka z adafruit albo to co pokazał PiwoLab pozwala sterować przez PWM więcej urządzeń.

Edytowane 15 Lutego 2017 przez FurioSan

[PiwoLab]

..Jak soft powinien wysyłać sygnały/jaka konfiguracja PDI? Coś, ktoś?

A co z interfejsem programowania i debuggowania PDI, o który pyta się @prowokator? Czy to nam jest potrzebne? Raczej zaśmieca to temat.

[koval_blazej]

Furio,

SSRy, to de factio optotriac+triac+plus jakieś pierdoły. Ważna cecha triaca - po włączeniu pozostaje włączony dopóki płynie przez niego prąd, a więc do wystąpienia napięcia 0 w sinusie sieci. nie używałem gotowych SSRów, ale bardzo możliwe, ze mają też układy które opóźniają włączenie do wystąpienia 0 - dla zmniejszenia zakłóceń. Więc chociaż nie maja ograniczeń częstotliwości jak przy mechanicznych przekaźnikach, to sterowanie o częstotliwości większej niż występuje w sieci nie ma sensu

Jeśli chcemy mieć sterowanie mocą grzałki zasilanej prądem przemiennym:

1. Sterowanie kontem zapłonu triaka - największa dokładność. Włączamy triak na pewną część połówki sinusa, w odpowiednim czasie przed wystąpieniem 0. Wadą jest generowanie zakłóceń (skokowy wzrost płynącego prądu). Nie da się tego wykonać jeśli nasz układ załącza triac w zerze.

2. Sterowanie całymi połówkami (trochę oksymoron ) sinusa: włączamy w 0, wyłączamy w 0. Chcąc mieć 10% włączamy na jeden półokres a następne 9 czekamy z wyłączonym.

Do żadnego z tych rozwiązań nie użyjesz samego pwm - potrzebujesz układu detekcji zera, a programowo wykorzystać timery i przerwania. Ogółem nie robiłbym tego na RPi, tylko na mikrokontrolerze. Nie mówię, że się nie da, ale tak czy siak potrzebny jest dodatkowy układ i wejścia.

 

Jest też trzecie rozwiązanie gdzie rezygnujemy z detekcji zera: Po prostu generujemy PWM z okresem na tyle dużym, że różnica 10ms jest pomijalna. Czyli generalnie więcej niż 1s, nawet kilka - sterujemy obiektem o dużej bezwładności więc to nie jest duży problem. A przy takim okresie PWM generowany programowo jak najbardziej wystarcza.

Edytowane 15 Lutego 2017 przez koval_blazej

[PiwoLab]

Z takimi naukowymi wywodami to na elektroda.pl proszę. 99%, a może i więcej z nas nie jest tym zainteresowana.

[FurioSan]

Furio,

..

troszkę zedytowałem, i doprecyzowałem ale tak - masz racje - zaznaczałem że piszę w uproszczeniu

 

sporo SSR ma detekcje zera więc PWM bez problemów - ale trzeba wiedzieć jakie są ograniczenia z tym związane.

 

--

EDIT

W PL możemy zakładać że mamy 50Hz więc śmiało można PWM ustawić na 100Hz dla ułatwienia obliczeń albo 50Hz z granularnością co 2%

Wyjdzie niemal na to samo - bo ile tak właściwie mocy będzie szło na grzałki jest trochę inna. Ważne znać, rozumieć i kontrolować swój sprzęt

Edytowane 15 Lutego 2017 przez FurioSan

[PiwoLab]

Uff, mam nadzieję, że wywody o SSR, PWM, PID, itd.. zostały w tym temacie wyczerpane.

Wracając do sedna sprawy to lepszym rozwiązaniem od użycia warnika może okazać się garnek z wewnętrzną grzałką. Po pierwsze będzie można dopasować moc grzałki do zastanych zabezpieczeń zasilania. Po drugie zwiększymy wydajność grzania, ciepło z grzałki oddawane jest bezpośrednio do podgrzewanej cieczy. We wszystkich zmodernizowanych warnikach od Brewcraftera, a na Grainfatherze kończąc grzałka jest pod dnem gara. Uważam to za wadę, która obniża sprawność urządzenia. Dodam także, że rozwiązanie to nie musi przekroczyć ceny gotowego warnika. Co do estetyki wykonania, nie będzie większych różnic. 

Edytowane 15 Lutego 2017 przez PiwoLab

[FurioSan]

a czy uważasz że sterowanie jest mniej istotne od gatunku węża, typu stali czy ciśnienia gazu do osłony w czasie spawania ?

[PiwoLab]

Dla mnie wystarczające jest, żeby sprzęt w wygodny sposób umożliwił otrzymanie tego do czego jest przeznaczony. I bardzo ważne jest by był dla mnie bezpieczny w użytkowaniu. Co w środku siedzi, naukowe wyjaśnienia jak to działa, to mnie nie musi interesować.

[FurioSan]

spoko, podobnie myśle o wszystkich triclamach, camlockach i innych dziwolągach, zreszta podobnie o wszelkich systemach recyrkulacyjnych które bardzo często mają problem z tym umożliwieniem otrzymania tego do czego są przeznaczone w wygodny sposób. 

Jedni lubią budować browar i nim się chwalić, inni wolą warzyć piwo i nim się chwalić

 

ważne żeby być świadomym ograniczeń, możliwości oraz problemów i potrafić je kontrolować  

[Enethion]

Budowa takiego eBIAB na bazie warnika ma taką zaletę, że nie ingerujemy mocno w sam warnik. No bo co z nim robimy? Zmieniamy zawór na lepszy? A skoro warnik praktycznie przetrwał bez modyfikacji i już możemy warzyć w zautomatyzowanym sprzęcie, to dalsze przeróbki zależą od naszego "widzi-mi-się". Możemy rozbudować całość o osobną kadź warzelną, a z tego mieć zacierną. Możemy wykorzystać warnik jako zbiornik wody do wysładzania, a kadzie zbudować sobie osobno (w trakcie budowy warzyć na eBIAB). A co z pobocznym sprzętem, który używamy przy eBIAB? Przyda się  

[Dr2]

 

 

Z takimi naukowymi wywodami to na elektroda.pl proszę.

 

Uff, mam nadzieję, że wywody o SSR, PWM, PID, itd.. zostały w tym temacie wyczerpane.

Z tonu wpisów wnoszę, iż nie w smak są inne zagadnienia związane z przedmiotem dyskusji niż te znane autorowi wątku.

No ale w momencie upublicznienia wątku stał się on ... publicznym i każdy już pisze co chce

a w temacie to:

 

 

Po pierwsze będzie można dopasować moc grzałki do zastanych zabezpieczeń zasilania.

trochę to nie do końca prawdziwe bo sugeruje iż jak mamy zabezpieczenie 6A to tez da radę dobrać odpowiednią grzałkę, która zrobi co do niej należy, a ona jednak tego nie zrobi

 

 

We wszystkich zmodernizowanych warnikach od Brewcraftera, a na Grainfatherze kończąc grzałka jest pod dnem gara. Uważam to za wadę, która obniża sprawność urządzenia.

Owszem sprawność takiego układu grzewczego jest mniejsza, ale rozwiązanie samo w sobie jest bezpieczniejsze z pozycji potencjalnego przypalania brzeczki. Z "inżynierskiego" punktu widzenia grzałki pod dniem są rozwiązaniem prostszym, pewniejszym, łatwym do kontroli i zabezpieczenia oraz łatwiej serwisowalnym.

Swoją drogą ciekaw jestem jak w takim zautomatyzowanym układzie, w prosty sposób zabezpieczyć się przed przypalaniem w momencie gdy grzałka nie będzie przykryta brzeczką?

No i oczywiście pozostaje kwestia taka, że grzałki gdy są odkryte, powinny być wykonane w wersji z niską gęstością mocy, aby punktowo nie przegrzewać brzeczki. Może to oczywiste, ale warto o tej małej niedogodności wspomnieć bo miejsca w kotle nie za wiele, a długość grzałek wzrasta

[FurioSan]

 

 

Swoją drogą ciekaw jestem jak w takim zautomatyzowanym układzie, w prosty sposób zabezpieczyć się przed przypalaniem w momencie gdy grzałka nie będzie przykryta brzeczką?

 

to jest dość skomplikowane zagadnienie.

analizowałem:

• czujnik zbliżeniowy ( ultradzwiękowy ) - niestety tanie nie nadają się do pracy w takiej wilgotności 
• czujniki elektryczne działające na zasadzie przewodnictwa - skomplikowane i mało skuteczne
• czujniki optyczne na płynowskazie - strasznie dużo zabawy 
• czujniki nacisku pod naczyniem - zalet sporo ale nie daje 100% pewności 

później analizy porzuciłem 

[PiwoLab]

 

Z takimi naukowymi wywodami to na elektroda.pl proszę.

 

Uff, mam nadzieję, że wywody o SSR, PWM, PID, itd.. zostały w tym temacie wyczerpane.

Z tonu wpisów wnoszę, iż nie w smak są inne zagadnienia związane z przedmiotem dyskusji niż te znane autorowi wątku.

No ale w momencie upublicznienia wątku stał się on ... publicznym i każdy już pisze co chce

Byle na temat.

 

 

Po pierwsze będzie można dopasować moc grzałki do zastanych zabezpieczeń zasilania.

trochę to nie do końca prawdziwe bo sugeruje iż jak mamy zabezpieczenie 6A to tez da radę dobrać odpowiednią grzałkę, która zrobi co do niej należy, a ona jednak tego nie zrobi

Bardzo skrajny przykład. Ręka do góry, kto ma takie zabezpieczenie. Nie widzę.

 

 

 

We wszystkich zmodernizowanych warnikach od Brewcraftera, a na Grainfatherze kończąc grzałka jest pod dnem gara. Uważam to za wadę, która obniża sprawność urządzenia.

Owszem sprawność takiego układu grzewczego jest mniejsza, ale rozwiązanie samo w sobie jest bezpieczniejsze z pozycji potencjalnego przypalania brzeczki. Z "inżynierskiego" punktu widzenia grzałki pod dniem są rozwiązaniem prostszym, pewniejszym, łatwym do kontroli i zabezpieczenia oraz łatwiej serwisowalnym.

Swoją drogą ciekaw jestem jak w takim zautomatyzowanym układzie, w prosty sposób zabezpieczyć się przed przypalaniem w momencie gdy grzałka nie będzie przykryta brzeczką?

No i oczywiście pozostaje kwestia taka, że grzałki gdy są odkryte, powinny być wykonane w wersji z niską gęstością mocy, aby punktowo nie przegrzewać brzeczki. Może to oczywiste, ale warto o tej małej niedogodności wspomnieć bo miejsca w kotle nie za wiele, a długość grzałek wzrasta

 

A kolega umie czytać ze zrozumieniem? Napisałem, że umieszczenie grzałki pod dnem to wada, która obniża sprawność urządzenia. Nic więcej. Że takie rozwiązanie ma swoje zalety, to inna sprawa. Przecież sam temat jest o wykorzystaniu konkretnego warnika z grzałką pod dnem na eBIAB! Czy przypalenie dotyczy jedynie grzałki we wnętrzu, a tej pod dnem już nie?! Z tego co się orientuję, to w tych warnikach z grzałkami pod dnem również dochodzi do przypaleń.

[koval_blazej]

Sorry za kontynuowanie tematów z elektrody ale:

 

EDIT

W PL możemy zakładać że mamy 50Hz więc śmiało można PWM ustawić na 100Hz dla ułatwienia obliczeń albo 50Hz z granularnością co 2%

Wyjdzie niemal na to samo - bo ile tak właściwie mocy będzie szło na grzałki jest trochę inna. Ważne znać, rozumieć i kontrolować swój sprzęt

 

Ustawiajac PWM na 100Hz dla SSR z załączaniem w zerze nie uzyskasz żadnego sterowania, bo jeden impuls będzie trwał 0-10ms i powtarzał się co 10ms, a właśnie 10ms to minimalny czas na jaki taki układ włączy grzałkę. Jeśli nie ma załączania w zerze to właśnie taką częstotliwość potrzebujemy, ale musi być idealnie zsynchronizowana z siecią.

Chyba że miałeś na myśli rozdzielczość PWM, czyli że impuls trwa 0, 10, 20, ... ,1000ms (dokładność 1%) i powtarza się co 1s - wtedy masz rację (ale częstotliwość PWM określiłbym jako 1Hz)

 

Wykrywanie minimalnego poziomu - najprostszy będzie chyba pływak na prowadnicy (czy w jakiejś rurce) z doczepionym magnesem i kontaktron (przełącznik włączany magnesem). Oczywiście nie da nam to dokładnego poziomu cieczy, ale można użyć kilku dla wykrycia zakrycia grzałek, przepełnienia itp.

Można jeszcze myśleć o czujnikach (nomen omen) pojemnościowych. Dwie zaizolowane blaszki umieszczone w płynie działają jak kondensator, którego pojemność zmienia się w zależności od tego jaka ich powierzchnia jest w płynie a jaka w powietrzu. Ciekawe w jakim stopniu zawartość cukru zmienia stała dielektryczną brzeczki

Ups, to chyba też temat z elektrody.

 

Z innej beczki. Fermentory wytrzymują interesujący nas zakres temperatur (niektórzy w nich zacierają). Zastanawiałem się nad obniżeniem kosztów wykonując kosz z fermentora z wyciętym dnem i położoną siatką. Jakieś powody dla których ten pomysł jest głupi?

[PiwoLab]

 

Swoją drogą ciekaw jestem jak w takim zautomatyzowanym układzie, w prosty sposób zabezpieczyć się przed przypalaniem w momencie gdy grzałka nie będzie przykryta brzeczką?

 

to jest dość skomplikowane zagadnienie.

analizowałem:

• czujnik zbliżeniowy ( ultradzwiękowy ) - niestety tanie nie nadają się do pracy w takiej wilgotności 
• czujniki elektryczne działające na zasadzie przewodnictwa - skomplikowane i mało skuteczne
• czujniki optyczne na płynowskazie - strasznie dużo zabawy 
• czujniki nacisku pod naczyniem - zalet sporo ale nie daje 100% pewności 

później analizy porzuciłem 

 

 toś się zanalizował 

A nie wystarczy sprawdzić tego wzrokowo, czy grzałka jest przykryta cieczą? Bo na zabezpieczenie jej przed niechcianym włączeniem wystarczy prosty układ z przekaźnikiem. 

[prowokator]

Ciągnąc dalej temat sterowania... PWM jest ciekawym rozwiązaniem, ale wymaga dobrego przeanalizowania i zaprojektowania HD, który będzie stabilnie pracował. Standardowy PID - Software'owy ma dobre opinie wśród osób korzystających z CBPi a jego dokładność również zadowalająca, niżej wykres udostępniony przez któregoś z użytkowników CBPi

 

 

Niestety czekam na swoje grzałki i nie jestem w stanie samemu przetestować standardowego PID w CBPi. (Czerpię aktualnie z tego co dowiedziałem się z użytkowników CBPi którzy mają uruchomione swoje kotły). Nasuwa mi się pytanie, dlaczego "lepszym" rozwiązaniem jest PWM skoro PID w CBPi daje dobre rezultaty?

Edytowane 15 Lutego 2017 przez prowokator

[koval_blazej]

Ale PID nie wyklucza PWM, wręcz przeciwnie. PID to tylko algorytm który wylicza nam wypełnienie PWM.