Aparatura sterująca do garnka z Lidla

[yarrro]

Witam.

 

Chciałem pochwalić się wykonaniem automatyki do kociołka marki "z Lidla". Niedawno, za sprawą jednego z Kolegów z forum, znalazło się w nim mieszadło. Przystąpiłem więc do uzupełnienia aparatury o sterowanie temperaturą.

 

Składa się na nią płytka przekaźnikowa, którą łączy się z PC przez USB, oraz aplikacje na Atmelu i PC. Na płytce znajdują się:

• dwa przekaźniki
  
• kontroler Atmel 2313
  
• bridge USB/serial
  

Do płytki przekaźnikowej podłączona jest grzałka, silnik mieszadła oraz czujnik temperatury DSB18B20.

 

Program na Atmelu 2313, znajdującym się na płytce przekaźnikowej realizuje następujące rozkazy wysłane z PC przez serial/USB:

• włączanie i wyłączanie przekaźników,
  
• odczyt temperatury,
  
• ustawianie dokładności próbkowania temperatury (ustawiona na maksymalną, czyli 1/8 stopnia).
  

Czujnik 18B20 zamontowałem zewnątrz gara, od "odwrotnej" strony dna. Umieściłem go na płytce, na której znajduje się fabryczny czujnik termostatu gara oraz wyłącznik bezpieczeństwa. Płytka wraz z czujnikami jest dociskana do dna gara sprężyną, także styk wydaje się dobry.

 

Aplikacja sterująca znajduje się na PC i wysyła komendy poprzez port seryjny na interfejsie USB. Zadana temperatura jest ustalana algorytmem PID. Algorytm ustala procentaż mocy grzałki; ten realizowany jest poprzez włączenie grzałki przez odpowiedni odcinek czasu, w z góry zadanym okresie (PWM). Podobnie wygląda sterowanie silnikem mieszadła.

 

Miałem wątpliwości, czy miejsce umieszczenia czujnika nie spowoduje błędu w odczycie temperatury - znajduje się po drugiej stronie dna gara, w dodatku w pobliżu grzałki. Pierwsza próba - zalanie gara zimną wodą dała umiarkowany rezultat - odczytywana temperatura (niższa o 6 stopni od temperatury otoczenia) ustabilizowała się po dobrych kilku minutach. Zapewne elementy sąsiadujące z czujnikiem - zabezpieczenie termiczne i fabryczny czujnik temperatury, jak i płytka dociskająca dawały bezwładność cieplną. Z drugiej strony - szybkość nagrzewania się gara z zacierem przy pełnej mocy - ok. stopnia na minutę nie jest zbyt duża, więc bezwładność odczytu może nie być problemem.

 

Znacznie lepiej było w czasie zacierania. Oscylacje temperatury wynosiły ok. stopnia (przy dokładności odczytu 0.125°C, około 4 minutowej bezwładności gara). Jednocześnie robiłem pomiar temperatury innym termometrem (elektronicznym, z czujnikiem na kablu umieszczonym w zacierze). Różnice temperatur sięgały maksymalnie ok. dwóch stopni, w obie strony.

W porównaniu z ręcznym sterowaniem i mieszaniem, wynik jest lepszy. Przy pracy ręcznej, nagłe skoki temperatury wynosiły do dobrych czterech stopni, ponadto dzięki mieszadłu uniknąłem przypalania, które potrafiło się przydarzyć.

 

Ogólnie rzecz biorąc rozwiązanie jest z gatunku niskobudżetowych, ale robi swoje. Akurat dysponowałem gotową płytką z dwoma przekaźnikami, bez żadnych dodatkowych peryferiów typu klawiatura, czy wyświetlacz, a chciałem zrobić wszystko najmniejszym wysiłkiem. Zaletą płytki są niewielkie wymiary (~7x15cm), zasilanie z portu USB. Oznacza to łatwość umieszczenia płytki i małą ilość kabli. Lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie "przekaźnika" typu SSR, przycisków i wyświetlacza, ale skutkowałoby koniecznością użycia dodatkowego modułu (z radiatorem i chłodzeniem) i prawdopodobnie dodatkowym zasilaniem (czyli następnymi kablami).

 

Ceną za zastosowanie taniego elementu (~70 zł) jest konieczność napisania aplikacji na niego, jak i aplikacji sterującej na PC. No, ale jest to wysiłek tej samej klasy, co warzenie piwa, czyli przyjemność. Dodatkowym kłopotem jest konieczność podłączenia komputera w czasie warzenia – daje to pewne ryzyko jego uszkodzenia.

 

Podsumowując - zrobienie pierwszej warki zajęło trochę mniej czasu (zacierało się samo); na przyszłość aparatura daje możliwość dokładniejszego zachowania warunków zacierania.

 

Pozdrawiam,

 

Jarek.

[smaug]

Gratuluję! Mógłbyś jakoś rozwinąć dlaczego płytka jest aż taka droga (~70zł) i duża (7x15cm)? (Wiem, że stoi to w jawnej sprzeczności z tym, co napisałeś w poście ) Czy był to jakiś gotowy moduł uruchomieniowy (ale one wtedy są zazwyczaj montowane powierzchniowo) czy może zostało Ci z jakiegoś innego projektu (ale to i tak nie tłumaczy ceny)?

[yarrro]

Gratuluję! Mógłbyś jakoś rozwinąć dlaczego płytka jest aż taka droga (~70zł) i duża (7x15cm)? (Wiem, że stoi to w jawnej sprzeczności z tym, co napisałeś w poście ) Czy był to jakiś gotowy moduł uruchomieniowy (ale one wtedy są zazwyczaj montowane powierzchniowo) czy może zostało Ci z jakiegoś innego projektu (ale to i tak nie tłumaczy ceny)?

Mój błąd. Wymiary podałem na oko, i to z pamięci. Faktyczny rozmiar płytki to 3,5x7,5 cm, a więc znacznie mniej niż napisałem. Płytka podobna do tej: http://allegro.pl/avt925-karta-przekaznikow-na-usb-i2021243143.html (z różnic, które widzę, to przekaźniki - na mojej są 16A); zapłaciłem chyba mniej więcej tyle samo, plus parę złotych za złożenie. Nie wiem, jak ta z AVT; moja wymagała odkłócenia (przy wyłączaniu grzałki resetował się Atmel).

[sp5]

Gratuluję! Mógłbyś jakoś rozwinąć dlaczego płytka jest aż taka droga (~70zł) i duża (7x15cm)? (Wiem, że stoi to w jawnej sprzeczności z tym, co napisałeś w poście ) Czy był to jakiś gotowy moduł uruchomieniowy (ale one wtedy są zazwyczaj montowane powierzchniowo) czy może zostało Ci z jakiegoś innego projektu (ale to i tak nie tłumaczy ceny)?

Mój błąd. Wymiary podałem na oko, i to z pamięci. Faktyczny rozmiar płytki to 3,5x7,5 cm, a więc znacznie mniej niż napisałem. Płytka podobna do tej: http://allegro.pl/av...2021243143.html (z różnic, które widzę, to przekaźniki - na mojej są 16A); zapłaciłem chyba mniej więcej tyle samo, plus parę złotych za złożenie. Nie wiem, jak ta z AVT; moja wymagała odkłócenia (przy wyłączaniu grzałki resetował się Atmel).

 

Witam

 

a przekaźniki Ci się nie kleją ?

 

co do resetu Atmela masz na zasilaniu kondensatory odkłócające ?

 

Z moich analiz wychodzi że zamiast przekaźnika powinno być wyjście triakowe , ale to tylko rozważania teoretyczne , program napisalem że zależnie od odchyłki od zadanej temperatury jest różny czas załączenia grzałki w 1 sekundzie.

 

Pozdrawiam Piotr

[yarrro]

Tak, pozakładałem kondensatory. O ile pamiętam były to 100nF, chyba właśnie na zasilanie plus odkłócający na styki przekaźnika od grzałki. Przekaźnik od mieszadła steruje napięciem 12V, także z nim jest spokój. Odkłócenie znacząco zmniejszyło zawieszenia Atmela, ale ich całkowicie nie wyeliminowały. Ostatecznie zrobiłem jeszcze w programie detekcję zawieszenia i naprawę stanu rzeczy. Ostatecznie jakoś działa.

Zgadzam się, że lepiej, żeby zamiast przekaźnika był triak, ale w moim przypadku zależało na małej ilości kabli i prostocie układu. Nie bardzo chciało mi się robić układy od podstaw i posłużyłem się gotową płytką.

 

Regulację robię w taki sposób, że w programie sterującym wybieram długość cyklu czasowego i procent czasu, przez który przekaźnik ma być załączony. W praktyce cykl na grzałki to ok. 20-30 sekund, dla mieszadła około 15-20. Na razie zrobiłem kilka warek na tym, problemów z przekaźnikami nie ma.

 

Pozdrawiam,

 

Jarek.

[sp5]

Tak, pozakładałem kondensatory. O ile pamiętam były to 100nF, chyba właśnie na zasilanie plus odkłócający na styki przekaźnika od grzałki. Przekaźnik od mieszadła steruje napięciem 12V, także z nim jest spokój. Odkłócenie znacząco zmniejszyło zawieszenia Atmela, ale ich całkowicie nie wyeliminowały. Ostatecznie zrobiłem jeszcze w programie detekcję zawieszenia i naprawę stanu rzeczy. Ostatecznie jakoś działa.

Zgadzam się, że lepiej, żeby zamiast przekaźnika był triak, ale w moim przypadku zależało na małej ilości kabli i prostocie układu. Nie bardzo chciało mi się robić układy od podstaw i posłużyłem się gotową płytką.

 

Regulację robię w taki sposób, że w programie sterującym wybieram długość cyklu czasowego i procent czasu, przez który przekaźnik ma być załączony. W praktyce cykl na grzałki to ok. 20-30 sekund, dla mieszadła około 15-20. Na razie zrobiłem kilka warek na tym, problemów z przekaźnikami nie ma.

 

Pozdrawiam,

 

Jarek.

 

A jasne jak dla okresów 20 sekundowych to spoko, ja założyłem okres 1 sekundy, żeby zmniejszyć bezwładność układu , a spróbuj jeszcze dać diodę w torze zasilania przekaźnika , może pomoże .

 

Pozdrawiam Piotr