Контроллер ректификационной колонны "Валерьяныч".

Автор: Евгений Геннадьевич Чепкасов (Z_h_e)
Опубликовано 22.12.2016
Создано при помощи КотоРед.

1. Введение.

          Любой уважающий себя кот никогда не откажется от наперстка настойки валерьяны. К сожалению, применяемая настоечная жидкость, далеко не всегда имеет хотя бы удовлетворительные свойства. Поэтому и в этом случае срабатывает формула: "Если хочешь сделать что-то хорошо, сделай это сам." Вот тут то и приходит на выручку устройство под названием Ректификационная колонна. И все бы ничего, но в процессе ректификации надо строго следить за температурой процесса. Следить, значит работать, а уважающий себя кот не имеет права это делать.  Данное устройство предназначено для того, чтобы кот спокойно лежал возле горячего куба, слегка шевелил ушами и иногда поглядывал за процессом через один полуоткрытый глаз и затем медленно его закрывал.

2.Ректификационная колонна.

       Для "повышения образованности"  очень -очень кратко напишу что это такое. Для желающих более подробной информации, любой поисковый сервер выдаст огромное количество ссылок.

Вот картинка устройства ректификационной колонны, взятая с сайта указанного на ней же.

          Моя колонна выполнена из нержавейки. Ду 25мм (1 дюйм), высота царги (трубы) 1000мм, дефлегматор 350мм, вместо мочалки (насадки) медные подтравленные пружинки, холодильник отсутствует, узел отбора заужения прохода практически не имеет.

            В данном устройстве, если правильно установить мощность нагрева и скорость отбора, то пойдет чистейший ОН. Контролируется правильность отбора измерением температуры в перегонном кубе и в точке на 5 см ниже узла отбора (это у меня так). На специальных сайтах ведутся диспуты, где надо измерять температуру, как рассчитать нужный режим с точностью до 13 знака и влияние Марса на качество продукта. Я решил так глубоко не вникать, качество, после нескольких опытом меня устроило более чем. Угощавшиеся требуют еще.

            Для перегонки браги (получения спирта-сырца), вместо метровой царги, я ставлю трубу 300 мм с мочалкой из нержавки в роли фильтра. Затем собирается полная конструкция и уже сырец перегоняется в НЕГО. При перегонки  браги продукт течет самотеком, выход более 1литра в час. При ректификации отбирается насосом (в роли дозатора), скорость до 700 мл в час.

          Для автоматизации отбора обычно устанавливают электромагнитный клапан, который работает в режиме медленного ШИМ с периодом несколько секунд, регулируя скорость отбора. Клапан устанавливается в непосредственной близости к узлу отбора. Я использую перистальтический насос.  Установлен на конце трубки отбора. В месте подсоединения трубки к узлу отбора сделана петля, которая образует гидрозатвор, чтобы при полном опустошении трубки узел отбора заполнялся сразу. Из-за использования насоса, длина трубки не влияет на скорость отбора и можно установить емкость сбора выше колонны.

3. Функции контроллера ректификационно колонны.

          Устройство включает в себя два функциональных, практически независмых друг от друга логических блока.

Блок 1. Управление нагревом куба.

          Управляет нагревом куба. ТЭН подключается через твердотельное реле с детектром нуля. Мощность нагрева регулируется методом ШИМ. Период ШИМ около 1 сек, т.е. ругулировка нагрева с пропуском полупериодов сети.

               Режим 1. Ручной. Мощность нагрева устанавливается в ручную.

          Режим 2 и 3. Нагрев браги или спирта-сырца. Режимы одинаковые, но для каждого режимы используются свои уставки. Если температура куба ниже уставки 1, то нагрев 100%.  В других случаях мощность нагрева, согласно соотвествующим уставкам. Практика показала, что единожды подобрав мощность нагрева для браги и для сырца, ее можно принять константой и изменять ее не надо в течении всего времени перегонки.

             При переходе через уставки выдается звуковой сигнал.

Блок 2. Управление скоростью отбора.

                   Выход открытый сток. ШИМ с периодом около 8 сек.

                   Режим 1. Ручной.

            Режим 2. Авто. В момент пуска этого режима запоминается температура колонны. Скорость отбора стартует с начальной (задается). При превышении температуры, запомненной + дельта, отбор прекращается, до восстановления температуры.  При восстановлении температуры, скорость отбора уменьшается на значение шага понижения. При достижении минимальной скорости отбора, понижение прекращается.

При превышения предела температуры в кубе, нагрев и отбор прекращаются, выдается звуковой сигнал. Например  при 99 градусов.

4. Схема электрическая принципиальная.

Схема выполнена на микроконтроллере Atmega8.  Внутренний тактовый генератор 8МГц.

Индикатор символьный 1602, базе контроллер HD44780 со встроенной кириллицей.

Орган управления - энкодер со встроенной кнопкой.

Пищалка без встроенного генератора.

Датчики температуры DS18B20 подключенные по схеме с паразитного питания, подключение по трехпроводной схеме не допускается.

Вся схема питается от 12В. Такое питание нужно для насоса, при использовании другого насоса или клапана, питание должно быть соотвествующим. 

5. Структура меню и использование.

Структура меню делится на два раздела. Рабочий (верхний на схеме) и настройки (нижнее).

Переход от меню к меню в одном разделе производится вращением энкодера. Вход в меню, короткое нажатие. Переход по параметрам в меню - короткое нажатие. Изменение параметра - вращение энкодера. Выход из меню - долгое нажатие.

Переход из рабочего раздела в раздел настройки долгое нажатие из основного (первого меню). Возврат в рабочий раздел, долгое нажатие из любого меню раздела настройки.

Заключение.

        Не верьте фильмам, что домашний продукт должен выглядеть как меловой раствор.  Даже спирт -сырец должен быть прозрачен. Правильный же готовый продукт, после ректификации, блестит как слеза девственницы в полнолуние.

ВСЕХ С НОВЫМ 2017 ГОДОМ.

Файлы:
схема протеус 7
Плата
Прошивка

Все вопросы в Форум.