Pawlicky

Witajcie,
 
na wstępie polecam ten "artykuł" do kawy - będzie długo. Wiele osób z facebook'owej grupy Jewarzka oraz grupy związanej z kotłami elektrycznymi poprosiło mnie o ewentualne przygotowanie sterowników, który zaprezentowałem jako efekt mojej zaległej pracy magisterskiej. Projekt trochę rozbudowałem, by Wam badziewia nie pokazywać. Wcześniej nie było doprowadzone zasilanie bezpośrednio do sterownika. Teraz jest już wszystko od A do Z i mogę Wam zaprezentować jego działanie. Nie jestem w stanie czasowo realizować takich sterowników, lecz postanowiłem by prawie w 100% podzielić się z Wami rezultatem mojej kilku miesięcznej batalii.  Jest już kilka sterowników na forum, lecz mój pokażę Wam krok po kroku, porządnie na tyle ile będę potrafił. Z góry przepraszam za może ewentualne błędy w połączeniu instalacji - nie jestem elektrykiem, a robotykiem.
 
Na wstępie kilka słów o sterowniku. Jest to dokładnie adaptacyjny sterownik PID mający na celu ustabilizowanie temperatury zacieru w procesie warzenia piwa. Nazwa może przerażać lecz nie jest to AŻ tak bardzo skomplikowane. Efektem pracy było utrzymanie temperatury z oscylacjami nie przekraczającymi 0.3°C. Sterownik ma możliwość dodania kilku przepisów, edycji ich oraz zacierania - wszystko będzie zaprezentowane poniżej.
 
Moja historia wygląda tak, że kupiłem Coobre CB3, wpiąłem się w grzałki, zrezygnowałem z gotowego sterownika i zaimplementowałem własny. W Coobrze denerwowało mnie to, że nie widzę wszystkich informacji na raz - muszę czekać, aż się przewiną. Tak wiem, jest już Coobra PRO, która pozwala na zaobserwowanie wszystkich informacji, ale byłem pierwszy  Dodatkowo w celu rozbudowy browaru domowego zdecydowałem się na dodanie funkcji kontroli temperatury fermentacji - tu akurat sterownik działa z użyciem temperatury zadanej oraz histerezy ustawianej przez użytkownika. 
 
Możliwe wykorzystanie sterownika - gdzie go użyć oraz jego funkcje:
- kontrola temperatury zacierania - Sterownik będzie działał zarówno w kotłach automatycznych jak i zwykłych garach z użyciem grzałki elektrycznej wkładanej do zacieru. 
- kontrola temperatury fermentacji - możliwa równoczesna kontrola chłodzeniem (lodówka) oraz grzaniem (pas grzewczy)
- kontrola temperatury przy zakwaszaniu - możemy podpiąć pas grzewczy i utrzymywać temperaturę 30-40°C nieprzerwanie przez wymagany czas
Na pewno znajdziecie więcej zastosowań takiego sterownika
 
Planuję zaprezentować Wam kilku częściowy poradnik DYI jak wykonać taki sterownik. Temat jest bardzo rozległy, więc artykuł będzie składał z kilku części:
Część #0 - Wstęp, prezentacja sterownika oraz jego działanie
Część #1 - Elektronika, podłączenia instalacji, opis elementów, koszty 
Część #2 - programowanie Arduino - ogólny zarys konfiguracji czujnika temperatury DS18B20, programowanie prostych programów działających na histerezie 
Część #3 - programowanie ekranu Nextion - projekt wykorzystuje ekran dotykowy, z graficznym układem GUI, jest w pełni programowalny
Część #4 - teoria odnośnie technik sterowania - sterownik PID oraz sterownik adaptacyjny
 
Oczywiście Część #4 jest pewnie do wyrzucenia - nie wiem czy kogoś będzie interesowało pokrótce co się dzieje w sterowniku, z czym się to je. Reszta części tez jest tematem elastycznym - kwestia co chcecie się dowiedzieć.
 
Jak wiadomo, jeśli ktoś chce zrealizować taki sterownik - jest "gadżeciarzem". Mój sterownik posiada takie elementy, które nie są bardzo potrzebne, lecz posiadanie ich znacznie ułatwia pracę oraz wygląda bardzo przyjemnie. Takim elementem jest między innymi ekran dotykowy Nextion 3,2". W moim projekcie stosuję taki ekran - można użyć jakiegokolwiek wyświetlacza i dostosować do Waszych potrzeb. Projekt podzielony jest na części, abyście mogli np. nie używać ekranu który ja użyłem, dodać inny własny, który chcecie i dalej możecie korzystać z pozostałych części  projektu i wszystko będzie działało. 
 
Dobra tyle słowem wstępu, mam nadzieję, że ktoś dotrwał - czas na prezentację sterownika.  Nie będę opisywał zdjęć za bardzo - wszystko widać krok po kroku. 
 
 

Rys.1 Ekran powitalny 
 

Rys.2 Lista przepisów - możemy je edytować lub wcisnąć podgląd i od razu przejść do wykonywania wybranego przepisu.
 

Rys.3 Edycja przepisu PALE ALE  i dodanie przerw zacierania.
 

Rys. 4 Ustawienie czasu gotowania oraz czasów chmielenia
 

Rys.5 Podgląd przepisu - widzimy go również po edycji. Z tego miejsca możemy wystartować działanie sterownika.
 

Rys.6 Sterownik wystartowany. Pojawia się tu temperatura zadana, aktualna z czujnika oraz czas kolejno w minutach i sekundach do końca przerwy. Można zresetować działanie sterownika - powróci do wykonywania pierwszej przerwy. Możliwy jest również wybranie trybów pracy (domyślnie automatyczny).
 

Rys. 7 Tryby pracy sterownika - możemy wybrać tryb manualny (np. jak niewystarczająco gotuje się brzeczka) i ustawić manualnie moc grzałek od 0-100% z dokładnością mniejszą niż 0.5%.
Zakres 0 - 255.
 

Rys.8 Wygląd działającego sterownika podpiętego bezpośrednio pod Coobra CB3.
 

 
Rys.9 Kontrola fermentacji - niestety ekran jest inteligentny na tyle, że nie można wyświetlać liczb zmiennoprzecinkowych. Trochę to zmienię by wyświetlało mimo to nie tylko liczby całkowite. (zniknął gdzieś przycisk COFNIJ oraz ON/OFF który zobaczycie w zdjęciach sterownika).
 
Wykonałem na tym sterowniku warkę z powodzeniem. Nie ukrywam, że teraz już z niego nie korzystam, bo wykorzystuje go głównie do kontroli temperatury fermentacji - działa z lodówką od 2 dni (06.06.2020)  Więc polecam go do kotłów, gdy ktoś nie posiada np. elektroniki w kotle, bądź kupił uszkodzony kocioł bez sterownika.  
 
Przedstawiam Wam również wykres z przebiegiem temperatury przy zaimplementowanym sterowniku PID w kotle Coobra CB3 - myslę, że efekt jest co najmniej zadowalający.
 


Sterownik powyżej zaprezentowałem na wcześniej wspomnianych grupach. Zdecydowałem udostępnić te informacje, lecz wcześniej trzeba było rozbudować to "pudło". Sterownik korzystał z zasilania Coobry - zrobiłem jednak wersje rozbudowaną z osobnym zasilaniem doprowadzanym do sterownika i zasilającym 3 gniazda 230V oraz Arduino Uno. Myslę, że wyszło fajnie, efekty zmian poniżej:
 

 
 
 

 

 

 

 

 
Jak widać sterownik znacząco sięzmienił - nowy box, potrójne gniazdo 230V, doprowadzone zasilanie etc. Wszystkiego dowiecie się w kolejnych częściach.
 
Poniżej przedstawiam Wam również film prezentujący działanie sterownika. W pierwszej części działanie sterownika i załączanie przekaźników SSR - patrzcie na zapalające się diody. Druga część to przegląd sterownika na ekranie dotykowym, natomiast ostatnia część to sterownik podłączony do lodówki. 
 
Sterownik kontroli temperatury - film YT
 
Mam nadzieje, że Wam się podoba - czekam na opinie - pozytywne jak i negatywne. Zachęcam do komentowania i podrzucania pomysłów do rozbudowy.
Mam jeszcze kupione do Arduino ESP by kontrolować temperaturę przez WIFI. Zależy mi na tym szczególnie, ponieważ pracuje w 100% delegacyjnie i mógłbym z hotelu w Niemczech zmieniać temperaturę mojego piwerka. Kilak pomysłów juz też mam na udoskonalenie. Czekam na wasze również. 
 
Pozdro!