Conceito: luar - totalmente automático

Por uma máquina totalmente automática entende-se: você veio, encheu o purê, fechou o tanque, abriu a válvula no cilindro de gás, colocou as latas nos lugares certos para diferentes produtos de destilação, pressionou o botão e saiu. Eles chegaram depois de um certo tempo (o tempo depende da capacidade do tanque), despejaram tudo em contêineres, os produtos de mineração foram despejados no esgoto, despejaram de uma nova maneira etc.

O conceito significa que o sistema está em desenvolvimento, mas tem uma ideia estrutural completa e não finge que funciona 100%. De fato, quando você realmente começa a montar um dispositivo, em algum lugar, algo definitivamente falha: o driver não funciona ou a temperatura é calculada incorretamente. Portanto, o conceito também é um conceito na África.

Quanto ao algoritmo de operação, de acordo com as temperaturas do ponto de ajuste, ele está funcionando. O algoritmo é retirado de outras fontes e fóruns. Reunidos pouco a pouco. Os intervalos de tempo são determinados com uma margem e dependem do volume do cubo de destilação. Meu cubo está planejado para 20-25 litros. Para um cubo de 5 litros (de uma panela de pressão), naturalmente, os intervalos de tempo serão diferentes, obviamente menores.

O modo de operação do indicador de cristal líquido ACM1602K e o tempo de execução do programa pelo microcontrolador. Algoritmo

1. O indicador de cristal líquido consiste em 2 linhas de caracteres de 16 peças cada;
2. Durante o programa, você precisa exibir as seguintes informações para depuração (tela de texto da tela LCD):

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Gás - mantenha o modo de energia e desligue todo o resto quando o gás chegar ao fim. Quando a temperatura do sensor superior (e talvez mais baixo) nunca atingiu a temperatura limite em um tempo definido. Ou de acordo com o número de disparos, de acordo com a condição de que a temperatura seja excedida pelos sensores inferior e superior. Não sei, preciso experimentar.
4. Em vez do ícone de nota no LCD, há um sinal de campainha.
5. T 000: 00 contador de tempo reverso para um determinado modo. Minutos: Segundos.
6. Sinal árabe - um sinal sobre a inclusão da ignição piezo. Eu não encontrei esse símbolo no Word e, portanto, ele deve inserir o sinal do indicador de cristal líquido sob o número SS no layout (na minha opinião, é mais semelhante à ignição piezo dos ícones que estavam no firmware padrão do indicador de cristal líquido):



7. * - o exaustor está ligado.

A cada segundo, a tela LCD muda para outra, para exibir outras informações de serviço sobre o estado dos bicos, a bomba de água e o modo em que a válvula de três posições está localizada.

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1. Os bicos 1, 2: 1 ou 2 acendem quando um determinado bico de gás é ligado;
2. Bomba: acende o indicador quando a bomba de circulação do refrigerador estiver ligada;
3. Separador: Reforço. Sinaliza em que condições a válvula de três posições da lavadora trabalha para separar o produto da destilação. Modos possíveis: Sweep, Sam, Boost, Off.

A posição da válvula depende diretamente do modo em que o controlador está localizado.

Algoritmo de operação do controlador integrado

Modo de varredura

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1. O mais caro, talvez, haverá os Injetores 1, 2 (duplo). Estes são dispositivos do equipamento de gás do carro. Alta velocidade. Tempo de abertura - cerca de 3 ms. Não me lembro exatamente. Mas eu precisava de velocidade em outro dispositivo. Ao mesmo tempo, fiz um misturador universal de dióxido de carbono e argônio para soldar um aço inoxidável, e foi necessário medir com precisão as proporções da mistura. Portanto, comprei um conjunto de quatro bicos. Cada bico é alimentado por 12 volts, a corrente consome 3 ou 4 amperes.



Não que eu quisesse inserir aqui uma velocidade de comutação de gás insuperável, apenas encontrei alguns bicos mais baratos usados ​​no Avito. Por 2 duplas eu dei 1200 rublos + encaminhamento. Como se viu depois, os bicos são aquecidos desde o início e, por dez a vinte segundos, ficam seriamente aquecidos dessa maneira. Portanto, faz sentido instalá-los em frente à ventoinha da fonte de alimentação do computador, para que eles usem normalmente. Bem, também faça o modo de inclusão para que o bico não funcione por um longo tempo e o segundo o substitua. O modo, como era chamado, é "tique-taque". Meio período para um bico, meio período para outro. Então, acho que o modo de operação não será tão difícil.

Eles sugeriram que os bicos não fossem aquecidos para equipá-los com um circuito especial:



Aqui estão as palavras de um especialista sobre este assunto (sem alterações):
“O ponto principal é que as válvulas EM têm parâmetros como tensão de disparo e tensão de retenção.
Portanto, se todos os 12V forem necessários para a operação, depois da operação, 5 ou até 3, poderá ser suficiente para manter a válvula aberta.
Por conseguinte, haverá muito menos aquecimento.
Na versão mais simples, isso pode ser alcançado de acordo com o esquema da figura acima.
No momento de ligar, há um pulso da corrente da carga do capacitor, depois a corrente é limitada pelo resistor (é fácil de configurar - primeiro encontre a tensão de retenção na fonte de alimentação regulada, depois conecte apenas o resistor - selecione a resistência para selecionar essa resistência na bobina (sem esquecer a potência de dissipação) e selecione capacidade para operação confiável).
Ou você pode mudar o controlador para adicionar. fonte com a tensão desejada. "

De fato, você pode colocar uma opção mais barata da China. Aqui, a velocidade de abertura não é tão importante, portanto, mesmo essa opção é adequada, mas acho que também vai esquentar (você também precisará atualizar o circuito acima):



2. Exaustor
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É melhor que, no refrigerador, apenas a parte central seja de vidro e a caixa de plástico. É mais confiável e fácil de encontrar. Realmente, é mais difícil conseguir um refrigerador químico do que o plástico bielorrusso com vidro.



5.
Válvula separadora da lavadora de roupas para 3 saídas 3W180.



Encontrei isso, mas não verifiquei uma inclusão longa. Talvez ele também se delicie, como bicos. Provavelmente tem que soprar adicionalmente, porque a válvula será aberta constantemente. O significado é o seguinte: fornecemos líquido do refrigerador à entrada da válvula e, dependendo do estágio da destilação, direcionamos para o banco desejado. Se houver um começo, abriremos uma válvula, se houver um produto principal, abriremos outra válvula, se derrubarmos o último álcool com um sivuha, abriremos a última válvula no final. Quando o processo terminar, feche todas as válvulas. Para os acessórios, é necessário conectar os tubos de silicone e direcionar para a capacidade desejada. Sob o produto principal, você precisa de mais capacidade.

Durante a discussão do projeto, constatou-se que uma válvula desse design não é a melhor opção para a separação de produtos de destilação. Ele foi projetado para funcionar sob pressão. Abrir uma válvula abrirá, mas se ela fecha sem pressão não é clara. É necessário verificar. Além disso, juntas de borracha são instaladas na válvula, as quais, em contato com produtos de destilação, podem adicionar sabor adicional ao produto.
Até agora não decidi o que colocar em lugar desta válvula. Talvez você precise de algum tipo de válvula de três posições baseada em um motor de passo. Porém, a válvula não deve conter metais que contenham impurezas prejudiciais (zinco, chumbo) e elementos sintéticos prejudiciais. Não deve ser oxidado. Complicado.

A próxima versão do separador baseada em um motor de passo e uma mangueira de silicone flexível foi proposta. Mesmo um pequeno motor de uma unidade de disquete serve.



6. Pump
Bem, tudo está claro aqui. 220 volts ou 12 volts, dependendo do tipo de levantamento que você precisa fazer. Se você precisa sair do porão, precisa de mais ajuda, se no mesmo nível a bomba de circulação usual para o aquário também for adequada. Se você tiver água sob pressão, instale uma válvula de água com um medidor de vazão.

Isso pode ser ainda mais difícil: defina o termostato de acordo com a temperatura da água na geladeira (ou, novamente, adicione um terceiro sensor de temperatura ao controlador) e abra a válvula somente quando a água aquecer mais de 45, por exemplo, graus. Mas eu ainda não comecei a ser tão pervertida: a circulação é tão circulação. Outro sensor de temperatura já me pareceu demais.

7. Radiador
Tudo está claro com isso também. Se o sistema estiver fechado, é necessário um radiador. Qualquer carro serve. Sevenfold pode ser facilmente encontrado. O radiador deve ser soprado para uma operação mais eficiente (de preferência com uma corrente do capô). Você pode mergulhar em um barril de água fria - você obtém um tipo de circuito de refrigeração duplo. Se houver um porão, você pode enterrar um tubo no porão em vez de um radiador e bombear água através dele. As opções para resfriar o fluido circulante são de massa. Para quem é mais conveniente.

8. Cárter (ou cárter)
Tanque normal com um encaixe na entrada e na saída. Este dispositivo é necessário para proteger contra a mistura fervente, para que não respingue imediatamente no refrigerador e além. E também frações de destilação pesadas são adiadas nela. Este sivuha não contém álcool - é checado, mas cheira muito desagradável. Sem cárter, o destilado é de muito baixa qualidade. Eu não aconselho beber essa sujeira. O abutre resultante é usado para moagem ou simplesmente derramado.

O reservatório deve ter uma torneira de drenagem para drenar (ou esvaziá-la de alguma outra maneira). Durante o processo de destilação, 100-120 gramas dessa "burda" são formados no colono. Alguns colocam em fila 2-3 vapores, e se isso é necessário é um ponto discutível.



9.
Sensor de temperatura Sensor automotivo de refrigeração TM 106 do "sete" rosqueado.



Dois desses sensores serão necessários: um sensor na parte superior e o segundo na parte inferior. Eles devem ser calibrados antes do uso. Caso contrário, a precisão não será muito grande. Aqui estão os dados de resistência dos meus sensores. Resumido na tabela: dependência da resistência à temperatura.



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Se você prender o sensor no tubo do tanque, poderá usá-lo sem uma luva de aço inoxidável.

10. Fogão a gás Fogão a gás com
dois queimadores. Ele precisa estar equipado com ignição elétrica. E assim - nenhuma alteração será necessária. Antes da operação, os queimadores abrem para o calor máximo.

11.
Ignição elétrica Contatos cerâmicos adicionais que inflamam o gás, se necessário. Uma faísca de alta tensão salta entre conforto e uma vela. O gás inflama.



Talvez o detalhe mais controverso deste projeto. Mas sem ele também é impossível - um sistema de segurança. Como os componentes eletrônicos e o ADC do controlador se comportarão quando uma faísca saltar? Aparecerá alta tensão no chão, já que o tanque é feito de metal, fica em um fogão a gás e os sensores de temperatura também são conectados ao terra analógico. Mesmo que todo o sistema esteja aterrado, o fio terra também tem sua própria, embora pequena, mas resistência. O comportamento do equipamento ainda não foi verificado.

12. tela LCD
Tela de cristal líquido ACM1602K-FL-GBH-02. É necessário para processos de depuração e, de fato, é conveniente quando tudo é exibido. De fato, o controlador pode funcionar sem ele. Mas, no estágio de depuração, a tela é simplesmente insubstituível. O indicador é de 16 dígitos, duas linhas. Há uma luz de fundo embutida. Você pode usar qualquer outro monitor, se puder entender o que está acontecendo dentro do controlador.



O algoritmo de operação, junto com o controlador, é dado acima.

13. Controlador O
nome genérico do dispositivo. Ele inclui todos os drivers eletrônicos para controlar dispositivos de energia (ignição elétrica, bicos, bomba, etc.), bem como o núcleo do sistema - um microcontrolador.

Eu pretendo usar o cristal Atmel ATmega32. Há um monte de entradas ADC (você precisa, no entanto, apenas duas) e um monte de pinos para drivers de hardware.

De fato - Atmel não é a única opção. Não pretendo que tudo precise ser feito. Você pode usar qualquer outro chip ou uma solução pronta, como o Arduino, por exemplo, ou o PIC. Talvez haja artesãos que queiram organizar um trabalho em um velho zilog, quem quiser. Acabei de comprar dois ATmega32s de uma só vez e agora eles ainda estão por aí.

14. PSU da fonte de alimentação PC
Computer ATX. Vai demorar +12, +5 volts, GND. Uma fonte de alimentação de computador é uma solução simples e poderosa. Apenas um bico de 4 ampères a 12 volts come.

15. Relé K1, K2
Relés que controlam a fonte de alimentação on / off de um PC. A fonte de alimentação ATX do PC pode ser ligada apenas fechando a energia em espera do verde (acontece que a cor é diferente) do fio PS-ON no chão (fio preto). Da mesma forma, você pode desligá-lo se desconectar o fio verde e o preto. Os relés K1 e K2 farão isso: manualmente a partir do botão, eles fecharão os fios e, sob comando do microcontrolador, quando necessário, desconectá-los.

Circuito de comutação:



Naturalmente, a ligação do relé está incompleta. O relé deve ter sua própria fiação: diodos de proteção contra correntes de auto-indução, capacitores de potência para proteção contra quedas. Não compliquei o esquema.

O princípio de operação do circuito: pressione o botão ON duplo, fechando assim os fios verde e preto da fonte de alimentação ATX. A fonte de alimentação é ligada, uma tensão de +12 volts aparece no relé K1 e é captada pelo grupo de contatos K1.1. O grupo de contatos do relé K1.2 mantém os fios fechados de preto com verde no PC da PSU. Assim, o relé K1 está constantemente ligado durante a operação do sistema.

Quando o sistema elaborou todos os algoritmos, a energia não é mais necessária e pode ser desligada. Um sinal do microcontrolador chega ao contato do relé K2 (é claro, através do driver de hardware). O relé K2 liga. Um grupo de contatos normalmente fechado K2.1 abre o circuito de auto-retenção da fonte de alimentação do relé K1, o relé K1 é desligado e o grupo de contatos K1.2 é aberto. Os fios preto e verde já estão abertos. A fonte de alimentação desaparece, o controlador desliga.

Aqui está o diagrama de desacoplamento do microcontrolador e do relé:



Para 12 volts, algum transistor KT815 pode ser usado. Um inversor não é necessário - o controlador pode fazer os +5 volts e puxá-lo para o chão. Resistor para vários kOhm.

Para controlar os elementos de potência do sistema com cinco volts do MK, são necessários os chamados drivers de hardware - dispositivos para dissociar baixa tensão e alta potência.

Aqui estão os desacoplamentos do relé e do microcontrolador por meio de microcircuitos de potência especializados, um transistor ou um transistor de efeito de campo MOSFET. Mas o revezamento, como se costuma dizer: "De que lado não parece - de qualquer lado parece ruim". Eles comem muito, CEM de auto-indução, contatos são queimados, saltam quando ativados e também é necessária ligação. Existem dispositivos muito mais modernos.



Isto é para o relé. Aqui era necessário apenas para a fonte de alimentação. Quanto aos outros elementos (bicos, ventiladores, bombas, etc.), aqui você pode ficar sem um relé.

Intercâmbio MK e 220 volts:



Para desacoplar o microcontrolador e o circuito de energia de 220 volts, é usado um acoplador óptico, por exemplo, MOS3041 e um triac, por exemplo, BT139. Coisa poderosa o suficiente. Até 16 amperes, 220 volts. O microcircuito exigirá apenas um radiador, o tamanho, dependendo da carga.



Desacoplando 12 volts e MK:



Existem drivers especializados para o transistor mosfet, mas de alguma forma eu não cresci junto com eles. O circuito do transistor funcionou de forma estável. O próprio elemento de potência IRF640 é de 12 volts, também um monte de amperes. E devo dizer que 12 volts para o IRF640 não é o limite. Este transistor de efeito de campo é de até 200 volts constante e até 18 ampères de corrente. O desempenho, é claro, não é super rápido, mas é ideal para nossos processos lentos. De qualquer forma, um relé é melhor. E parece o mesmo que o triac anterior: o gabinete sob o radiador e três pernas. A entrada do transistor mosfet é um circuito de pequena capacidade, portanto, a velocidade é limitada e a ativação inicial do transistor para abertura consome uma corrente muito perceptível (para microcircuitos padrão); portanto, um driver ou um transistor é usado para desacoplar. As conclusões do microcontrolador podem suportarmas é melhor desamarrar.

Esquema de comutação e desacoplamento por meio de um transistor:



Se você usar um driver especializado para desacoplar o microcontrolador e o mosfet, serão utilizados os chips universais IR2117, IR2118. Um chip abre o transistor em um nível alto de sinal, o segundo em um nível baixo. Abaixo está um diagrama aproximado da inclusão do driver e do transistor. Entrada de entrada do microcontrolador.

Abaixo está um diagrama do regulador de velocidade do motor e o mosfet não é o mesmo, mas o diagrama mostra como o driver IR2117 é ativado no circuito de desacoplamento do microcontrolador e na carga de baixa tensão.



Esse é o conceito. Se houver sugestões de melhoria ou melhoria, ficarei feliz apenas.

Conclusões: A
verdade nasce em uma disputa.
No processo de discutir esse conceito, foram feitas algumas correções e correções.
Em particular, a decisão mais importante que altera fundamentalmente todo o projeto é a rejeição de gás. O gás é realmente uma coisa muito perigosa. Se pretendo deixar o equipamento sem vigilância, preciso bloquear um sistema de segurança muito sério contra vazamentos de gás, sua extinção ou colocar algo mais simples e seguro.
Havia recomendações para colocar um fogão elétrico comum. Recusei essa ideia - é muito inercial. Aquece por um longo tempo, esfria por um longo tempo. É difícil controlar o processo de manutenção de uma determinada temperatura.
Essas desvantagens são privadas de um fogão de indução. No entanto, ela não será capaz de aquecer o tanque de aço inoxidável. Este é um material não magnético. As correntes de indução de Foucault não aquecem o aço inoxidável. Portanto, é necessário equipar o tanque com uma cobertura especial feita de chapa de aço comum - “chernukha”. Aquecerá e transferirá a temperatura para o tanque de aço inoxidável. Aqui está como eu imagino:



Liszt - dois - é o suficiente, eu acho. Menos espessura - menos inércia. Para adaptar o tanque, você precisa soldar 2 parafusos de aço inoxidável de cada lado e fixar esta chapa de aço soldada na forma de uma letra P invertida nas porcas.
Essa opção.

Obrigado pelas dicas. Mas as discussões estão em andamento. Especialmente, ele está interessado em como substituir o separador 3W180.