Znajdź zawartość

Witam, Jest to mój pierwszy post na forum także witam wszystkich Moja przygoda z warzeniem piwa zaczęła się ponad rok temu. Ze względów logistycznych piwo warze u rodziców na wsi gdzie bywam tylko w weekendy (w tygodniu pracuje w mieście). Największy problem od zawsze stanowiła dla mnie kontrola temperatury fermentacji. Proszenie taty aby zajrzał co jakiś czas do fermentującego piwa i coś zrobił żeby obniżyć/podnieść temperaturę było nie efektywne. Często temperatura rosła za wysoko. Jakiś czas temu wykonałem sterownik aby kontrolować temperaturę zdalnie, gdy nie ma mnie w domu i żeby nie zawracać tym nikomu głowy. Sterownik przeszedł już pierwsze próby (jedna przefermentowana warka) dlatego mogę się nim pochwalić. Sterownik ma 4 wyjścia (styczniki), dwa z nich pracują pod napięciem sieciowym 230V a dwa docelowo mają być pod 12V. Do tych drugich potrzebny jest dodatkowy zewnętrzny zasilacz. Taka konfiguracja pozwala na sterowanie fermentacją 2 piw jednocześnie. Wyjścia można dowolnie konfigurować z poziomu sterownika, tzn do 1 piwa wybrać np. dwa wyjścia 230V a do 2 piwa pozostałe dwa 12V lub do każdego piwa jedno wyjście 230V i jedno 12V, dowolnie można również wybrać które z wyjść ma odpowiadać za chłodzenie a które za grzanie. Całość (a dokładniej moduł ESP32) łączy się z domową siecią WiFi i wysyła dane o temperaturze fermentacji na serwer ThingSpeak oraz Blynk. Z poziomu telefonu można podglądać co dzieje się z piwem a z poziomu aplikacji Blynk możliwa jest zmiana zadanej temperatury fermentacji z dowolnego miejsca na świecie z dostępem do internetu. Oczywiście można to również zmienić bezpośrednio w sterowniku. Parametry zadane i rzeczywiste wyświetlane są również na wyświetlaczu LCD. W przypadku braku zasilania lub po prostu resetu sterownika, ten zapamiętuje ostatnie parametry i sam wznawia pracę. Obecnie całość złożona na płytce jednostronnej wykonanej przeze mnie, dlatego widać trochę kabelków na wierzchu, ale docelowo modyfikuje projekt pod płytkę dwustronna której wykonanie będę mógł zlecić jakiejś firmie. Całość jest jeszcze w fazie prototypu ale nie wykluczam produkcji gotowego sterownika na większą skale Co myślicie o takim urządzeniu? Byliby chętni na zakup?

Nadszedł czas na pierwszą część praktyczną sterownika temperatury 2in1. Na początku przyjmijmy, że opis sterowanie PID, będzie oznaczało, że chodzi o sterowanie przy utrzymywaniu temperatury zacierania. Jest tam użyty adaptacyjny algorytm PID, który steruje sygnałem o wartości 0-255 w ciągu każdej sekundy. Odpowiednią wartość oblicza algorytm. Przy tym sterowaniu potrzebny jest przekaźnik SSR. Do kontroli temperatury fermentacji, wystarczy zwykły przekaźnik, ponieważ będzie on załączany zazwyczaj co kilka godzin. Przy sterowaniu PWM z częstotliwością 1s zwykły przekaźnik nie dałby rady. Na pierwszy ogień przychodzi elektronika oraz komponenty użyte w projekcie, a są to między innymi: 1) Arduino Uno - w projekcie uzylem właśnie takiej płytki do zarządzania całością. W tym przypadku była to oryginalna wersja, lecz można użyć klona za 30zł. Ważne jest by mieć możliwość sterowania przekaźnikami, jeśli sterownik ma być użyteczny do algorytmu PID (sterowanie zacieraniem sygnałem ciągłym) potrzebujemy mieć do dyspozycji pin PWM. 2) Wyświetlacz Nextion 3.2" - jest to ekran dotykowy o przekątnej 3.2". Firma Nextion oferuje do niego program o nazwie Nextion Editor w którym w bardzo prosty sposób możemy tworzyć własne projekty graficzne. W Części #0 mojego poradnika, mogliście zauważyć mój projekt graficzny, zapisywanie przepisów itp. Koszt takiego wyświetlacza to 109zł. Oczywiście nie każdy musi używać takiego ekranu - można zastosować ekran LCD 2x16 za około 14zł i wyświetlać tylko podstawowe informacje - na przykład aktualna temperaturę, temperaturę zadaną i czas do końca przerwy. 3) Przekaźniki SSR - są to przekaźniki umożliwiające bezproblemowe sterowanie ciągłe sygnałem PWM o częstotliwości 1Hz. Wymagany przy sterowaniu PID. Można zamówic z Chin za około 15zł 4) Termometr DS18B20 z sondą - ja korzystam z sondy 1m oraz przedłużyłem to sobie przewodami do płytki stykowej. Można zakupić od razu z dłuższą sondą. Koszt z polskiej dystrybucji to 11zł. Są również dostępne wersje 5m, 10m i ich koszt to odpowiednio 26 zł i 35 zł. 5) płytka stykowa, przewody są to groszowe sprawy, możecie wykorzystać stary przedłużacz itp. 6) Obudowa - można zrobić z czego Wam się podoba, stary karton, pojemnik po lodach lub kupić fajny pojemnik jak ja - koszt mojego to 43zł. Wymiary OBUDOWA PLASTIKOWA 218.2 X 296.8 X 119.6 Z39. Dostepne na allegro. 7) Gniazdo potrójne B-Line 40zł - to równiez nie jest wymagane, można na stałe podłączyć przewody lodówki, bądź kotła automatycznego albo użyć tego co posiadacie w domu na podłączenie. Ja chciałem mieć kompletny sterownik, gotowy do rozbudowy 8 ) Złączki WAGO - 6zł. Złączek tych użyłem do rozdzielenia żył przewodu zasilającego. Bardzo fajne i szybkie wpinanie i odpinanie przewodów. Jak widać powyżej, gdy ktoś się postara może zrobić taki sterownik poniżej 80-90zł. Kwestia tego czego użyjecie i do czego to potrzebujecie. Ja Wam wskazuje koncept, możecie użyć dokładnie tego co ja. Na poniższych zdjęciach możecie zauważyć gotowy sterownik po montażu wszystkich komponentów. Rys.1 Zmontowany sterownik z dwoma przekaźnikami SSR - jeden do grzania drugi do chłodzenia. Rys.2 Podłączenie przewodu zasilającego oraz doprowadzenie żył do gniazdek elektrycznych. Aktualnie napisy lodówka i pas grzewczy są w rzeczywistości zamienione. Schemat jest banalnie prosty. Podłączamy każdą żyłę do osobnej szybkozłączki WAGO. Następnie ze złączki przewodu neutralnego proawdzimy dwa przewody do dwóch gniazdek elektrycznych bezpośrednio pod wejście N (przewód neutralny). Analogicznie robimy z przewodem PE(uziemienie doprowadzone do bolca). Jeśli chodzi o przewody fazowe to doprowadzamy do przekaźnika SSR (jeden z pinów do napięcia zmiennego 230V), natomiast drugi pin przekaźnika kierujemy do wejścia w gniazdku oznaczonego literą L(przewód fazowy). Przekaźnik SSR załączał będzie odpowiednio zasilanie do gniazdka. Na wejście przekaźnika SSR oznaczonego znakiem "+" podłączamy przewód z wyjścia cyfrowego Arduino - u mnie są to PIN 8 oraz PIN 9 dla obu przekaźników. Do "-" na SSR podłączamy GND z Arduino. W skrócie proces działa tak, że jeśli Arduino wystawia stan wysoki (1 - 5V) na przekaźnik to załącza go, a ten przekazuje napięcie do urządzenia. Jeśli ustawimy wartość (0 - 0V) to urządzenie zostanie wyłączone. Ja użyłem płytki stykowej do której doprowadziłem 5V i GND i stamtąd przekazywałem dalej. Chodzi o to że np. ekran Nextion też musi mieć doprowadzone 5V zasilania oraz GND i wtedy korzystam z wyprowadzonych już wartości na płytce stykowej. Jeśli już jestesmy przy ekranie Nextion warto wspomnieć, że oprócz pinów GND oraz 5V posiada on dwa dodatkowe piny (TX i RX), które są odpowiedzialne za wymianę danych. Musimy podłączyć je do Arduino "na krzyż", czyli TX z Arduino na RX z ekranu, natomiast RX Arduino na TX ekranu. Podsumowując temat podłączeń. Nawet na pierwszy rzut oka jeśli wygląda to skomplikowanie, to naprawdę jest bardzo proste. Schemat jest banalny - w skrócie musimy (a dokładniej Arduino) w odpowiednim momencie załączyć przekaźnik by w przypadku lodówki załączyć ją lub wyłączyć w odpowiednim momencie. W przypadku grzałek, załączamy przekaźnik sygnałem PWM. W skrócie wytłumaczę co to jest. Poniżej możecie zauważyć sygnały PWM o różnym wypełnieniu. W skrócie chodzi o to że mamy sygnał o okresie T. Jest to nasza podstawa, u mnie jest to 1Hz, co odpowiada 1s. Co sekunde jest generowany jeden impuls. W przypadku arduino zmieniamy wypełnienie tego sygnału (x) od 0-255. Jeśli ustawimy 0, to przekaźnik będzie wyłączony, 255 będzie włączony, 127 będzie wypełnienie 50%, czyli 0,5s będzie załączony, 0,5s wyłączony. Sterując w taki sposób dostarczamy do grzałek 50% mocy. Jeśli Ci co nie rozumieją do końca tego tematu mogą poszukać informacji w google, bądź olać to, nie jest to niezbędne. Chciałem pokrótce nakreślić o czym mówię. Rysunki zaczerpnięte z forum forbot.pl To by było na tyle jeśli chodzi o elektronikę. Jeśli o czymś zapomniałem to to dodam - jeśli Wy chcecie by coś dokładniej opisać dajcie znać.

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!