Machine à fumée maison

Pour démontrer le cosplay steampunk, une machine à fumée était nécessaire (enfin, quel genre de steampunk sans fumée?), Mais ce n'était pas sur la scène de la performance. Sans réfléchir à deux fois, j'ai décidé de fabriquer ma propre petite machine à fumée, avec contrôle de la température, télécommande (le contrôleur ESP-12E a été utilisé) et alimentation par batterie. J'ai pris comme base la brume déjà décrite avec la mesure de température, mais j'ai légèrement compliqué le circuit pour améliorer les performances.



L'élément le plus difficile a été la fabrication d'une spirale et d'un système d'alimentation pour un mélange de glycérol et de propylène glycol. Après quelques expériences, il s'est arrêté sur une spirale à six tours d'un diamètre d'environ 12 mm, enroulée à partir d'une «queue de cochon», une suite de 7 veines de titane d'un diamètre de 0,29. En général, il serait préférable de prendre un fil plus épais et de se passer d'une «queue de cochon», mais il y avait une sélection limitée de matériaux à portée de main. La spirale résultante a une résistance d'environ un demi-ohm, ce qui donne une puissance théorique pour 12 volts de 240 watts (en fait, la puissance de chauffage sera inférieure, en raison de la nécessité de maintenir la température à 210-230 degrés).

Le fil en spirale après torsion en queue de cochon et enroulement (il est nécessaire d'enrouler sur un tube de plus petit diamètre, car le titane est très élastique), il est préférable de rincer et de calciner (en fournissant 12 volts de la batterie à la chaleur rouge, pour éliminer les contaminants organiques (graisse des doigts et autres).

En général, l'idée était de fabriquer un appareil de chauffage sous la forme d'un tube en cuivre rempli d'huile moteur avec une spirale à l'intérieur, ce qui garantirait une uniformité presque complète du chauffage et ferait un appareil de chauffage beaucoup plus puissant, mais il n'y avait pas de matériaux nécessaires à portée de main .

J'ai dû bricoler l'alimentation en fluide, car elle devrait être, d'une part, continue et uniforme, et d'autre part, pas trop abondante. Il y avait une pompe à eau à portée de main, qui n'avait pas de contrôle de débit, alors j'ai opté pour la conception suivante - un tube en silicone perforé d'un diamètre de 5 mm (une douzaine de trous avec une perceuse de 1,2 mm), enveloppé de coton, au sommet duquel se trouve une spirale. Étant donné que la pompe entraîne beaucoup plus de fluide qu'elle ne s'écoule à travers le coton, l'extrémité du tube va dans le même réservoir où la pompe ramasse la composition. Le réservoir lui-même est un encrier anti-déversement imprimé sur une imprimante, qui est situé sous la spirale réelle et, en outre, recueille des gouttelettes de liquide qui s'en échappent.

Je dois dire que l'ajustement lâche de la spirale au coton (ou même des fils trop longs sur la spirale qui n'entrent pas en contact avec le liquide) conduisent à un chauffage inégal, ce qui provoque une odeur de brûlé et peut même entraîner un incendie. Pour cette raison, il est impossible de faire des spirales trop grandes ou trop longues, ce qui limite la puissance. Par conséquent, la méthodologie était la suivante - un rectangle de coton est enroulé sur un trou dans le tube (il est vendu sous une telle forme dans les magasins pour vapoteurs), puis le cylindre de coton résultant avec le tube à l'intérieur est vissé en spirale, comme par fil.

Il a pris une turbine de 12 volts en tant que ventilateur, que le hobby a vendu en quelque sorte pour de simples sous. La pompe est une pompe à eau chinoise (en raison du fait qu'elle a été conçue pour 6 volts, j'ai dû ajouter un autre convertisseur cc-cc au LM2596), connectée en parallèle avec le ventilateur. La machine est alimentée par une batterie Li-Pol 3S de 2,6 ampères-heures avec une cote de 40 ° C.

Schéma:

image

Un fragment du code de contrôle (ajustement plutôt grossier, je ne voulais pas jouer avec le contrôleur PID et ses paramètres), nous appelons la fonction pulse_heat_coil () avec l'intervalle requis pour le chauffage (recommandé dans 10-20 millisecondes). Pour un réglage plus précis - vous avez besoin d'au moins un deuxième ADC (pour mesurer simultanément la tension de la batterie) et d'un contrôleur séparé du wifi (comme dans les mods que j'ai décrits pour vapoter sur stm32 et arduino mini pro). Il est préférable d'allumer le ventilateur avec la pompe quelques secondes avant le chauffage et de l'éteindre une dizaine de secondes après, afin d'éviter des incidents désagréables.

// Measure coil resistance (and put it into coil_input)
#define TEST_RESISTOR 25
#define HALF_PULSE_RANGE 1.6
#define STOP_PULSE_RANGE 1.7

float coil_input_zero = 0.001;
float coil_input_zero, batt_input, coil_resist;

void measure_coil() {
  // Measure battery voltage (only possible when heater on)
  if (digitalRead(HEATER) == HIGH)
    batt_input = analogRead(A0);

  // Turn off heater
  analogWrite(HEATER, 0);
  digitalWrite(HEATER, LOW);
  delayMicroseconds(10);
  
  digitalWrite(TESTPIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  coil_input = analogRead(A0);
  digitalWrite(TESTPIN, LOW);
  delayMicroseconds(10);
  if (coil_input_zero == 0.001)
    coil_input_zero = coil_input;

  coil_resist = TEST_RESISTOR * ((float) coil_input / (float) batt_input - 1);
} // void measure_coil()

// Make coil heating pulse with thermocontrol
void pulse_heat_coil(int pulse_delay) {
  float curr = (float) coil_input / (float) coil_input_zero;
  
  if ((coil_input < 1023) && (curr < STOP_PULSE_RANGE)) {
    if (curr > HALF_PULSE_RANGE)
      analogWrite(HEATER, PWMRANGE / 2);
    else 
      analogWrite(HEATER, PWMRANGE-1);
    delay(pulse_delay - 1);
  } else {
    analogWrite(HEATER, 0);
    digitalWrite(HEATER, LOW);
    delay(pulse_delay - 1);
  }

  delayMicroseconds(50);
  measure_coil();
} // void pulse_heat_coil(int pulse_delay)

Source: https://habr.com/ru/post/fr399387/


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