Простенькая автоматизация ректификационной колонны на Atmega

[Z_h_e]

Есть у меня самодельная ректификационная колонна. Вещь отличная. Валерьянка, произведенная ею, значительно превосходит качество аптечной.

Решил сделать простенькую автоматизацию. Взял готовое устройство и его несколько программно переделал. Поскольку готовое устройство было не предназначено для этой задачи, оно мягко говоря не оптимально. Только что испытал на столе и сложил в кучку. Возможно испытаю на следующей неделе, если нет, то уже видимо в июле августе. Но запостщу сейчас, пока время есть.

Вот схема. Повторюсь, это был другой проект.

Спойлер

Вместо оптосимистора у меня установлено твердотельное реле, хотя это тоже самое по сути. Лампа - 2кВтный ТЭН. Мотор - аквариумный перистальтический насос на 12 вольт. Потенциометром задается мощность нагрева (медленный шим для твердого реле).

Переключатели PD3 PD2 задают режим работы насоса (опрашиваются редко).
00 - насос выключен, текущая температура запоминается как уставка.
11 - насос включен на фиксированной скорости, где-то на пол-мощности.
01 и 10 - насос включен на полную мощность. Если температура повысится на 0,5 и 1,0 гр (в зависимости от режима), останавливается. Следующий пуск насоса когда температура понизится, но скорость будет чуть меньше.

Индикатор циклический отображает температуру, мощность нагрева в процентах, мощность насоса в условных единицах 0-255.

Идея такая.
- режим 00, нагрев максимум, до кипения
-затем установка слабого кипения
- режим 11 отбор ацетона по объему
-режим 01 или 10 отбор "его".

Проект во вложении.Генератор 8МГц.

З.Ы. DS18B20 обработал напильником до диаметра 4мм , остался работоспособным.

[somatek]

а после "головы" тело уже чистое идёт и как отсечь хвост?

[Z_h_e]

По идее чего оно должно быть грязным, если температуру соблюдать. И хвост тоже по температуре вроде как отсечется. Есть конечно коты, которые для производства валерьянки учитывают все факторы, давление в кубе, перепад температур, цвет луны... Но у меня "на глаз" неплохо получается, поглядим что даст эта балалайка.
Неизвестно как себя этот насос поведет, но вчера воду неплохо качал. Вот такой у меня, у китайцев купленный. На максимуме качает литр в 15 минут.

Спойлер

Вот еще что, я забыл установить сопротивление в затвор полевика. Сопротивления в базах биполярных транзисторов можно убрать.

[somatek]

у полевиков большая ёмкость сток-затвор и при резком изменении напряжения на стоке может пробить затвор и повредить вывод микросхемы подключённый к затвору полевика
а у биполярников есть серии со встроенным резистором в корпусе sot23 для smd монтажа
стоят копейки

а сама колонна у вас как сделана? может проще купить ардуино подходящее у китайцев на алиэкспресс за 5$
и контроллер считайте у вас готовый есть
програмку простую напишите и вопрос решён или надо обязательно всё с нуля самому делать?

[Z_h_e]

у полевиков большая ёмкость сток-затвор

Нет, небольшая. И ориентироваться в данном случае надо на емкость исток-затвор.

может пробить затвор

С какого перепугу? Отсутствие сопротивления нагружает порт,но частота небольшая, не должно перегрузить, субъективно.

серии со встроенным резистором

Не знал, но в схеме эммитерного потворителя они не нужны, но работает и с ними.

[somatek]

у полевиков большая ёмкость сток-затвор

Нет, небольшая. И ориентироваться в данном случае надо на емкость исток-затвор.

может пробить затвор

С какого перепугу? Отсутствие сопротивления нагружает порт,но частота небольшая, не должно перегрузить, субъективно.

серии со встроенным резистором

Не знал, но в схеме эммитерного потворителя они не нужны, но работает и с ними.

полевики дохнут элементарно убивая микросхему драйвера , МК спасают встроенные диоды
но если импульсный ток достиг 0,5-1А может сработать триггрер подложки и контроллер откажет
а если будет резистор большой в затворе то наведённое напряжение убьёт затвор полевика
но от этого спасают дополнительные защитные стабилитроны затвор - исток

[alex_]

Уважаемый somatek, тема то о высоком, о валерьянке
Транзисторы, микросхемы, этож мелочи жизни, даже если сдохнет что либо не беда перепаяем, благо руки есть и магазин не далеко.

[alex_]

По поводу алгоритма не могу сообразить:сколько термодатчиков стоит и где?

Если температура повысится на 0,5 и 1,0 гр (в зависимости от режима), останавливается.

Что качает насос, если воду то обычно при повышении температуры должно наоборот происходить увеличение оборотов

Идея такая.
- режим 00, нагрев максимум, до кипения
-затем установка слабого кипения

Как контроллер определяет момент закипания?

- режим 11 отбор ацетона по объему

Не самый лучший способ отбора ИМХО

DS18B20 обработал напильником до диаметра 4мм , остался работоспособным.

Не плохая идея, я что то не додумался использовать исконно русский инструмент
Я сделал по другому

[Z_h_e]

Я ж написал, простенькая. Слепил ее за день.

сколько термодатчиков стоит и где?

Один, в середине царги. Если не ошибаюсь, то с паразитным питанием на линию более одного и не поставить.

Что качает насос

Насос качает продукт, обычно ставят клапан, но я решел попробовать перистальтический насос. На такой насос, если поставить шаговый двигатель, дозировать можно точно, у меня обычный коллекторный.

Как контроллер определяет момент закипания?

Никак. Сырец закипел, выставил потенциометром нужную мощность нагрева.

Не самый лучший способ отбора ИМХО

Не лучший, согласен. Интересный момент, во время отбора головы , температура скачает как сумасшедшая, цифры точные не помню, типа 55-65 градусов, даже если отбор совсем остановить. Но для моей колонные какие-то выводы рано делать, нет статистики работы.

З.Ы. От химии я далек, знаю только общие принципы ректификации и глубоко вникать не хочу.

[B@R5uk]

Первая ссылка в Гугле. Качать надо охлаждающую воду, а продукт сам должен идти. И вообще, ректификация — процесс термодинамически равновесный, а если продукт качать, то никакого равновесия не будет. Интенсивность охлаждения сверху определяет концентрацию продукта в паре на выходе. Чем сильнее охлаждение, тем больше концентрация легкокипящего компонента, но медленнее процесс. Вот где баланс надо ловить. По хорошему температура сверху должна быть ниже температуры кипения воды, но достаточно высокой, чтобы был продукт. Тут не химия, а чистая физика.

[Z_h_e]

Пускай физика, правда на заводах ею дипломированные химики занимаются. За ссылку спасибо, но все это я читал.

Качать надо охлаждающую воду, а продукт сам должен идти.

Воду мне дополнительно качать не надо, устанавливаю расход такой, что на входе и выходе температура почти одинаковая, холодильник весь ледяной. А насос в данном случае выступает в роли дозатора.

По хорошему температура сверху должна быть ниже температуры кипения воды, но достаточно высокой, чтобы был продукт.

Она не должна быть достаточно высокой, температура в узле отбора будет равна температуре кипения спирта не больше не меньше. Если выше, значит или спирт кончился или превышена скорость отбора, а если ниже значит у вас не спирт, а более легкая фракция или куб не кипит. По уму, надо измерять перепад температур в точках узла отбора и царге, чтобы компенсировать влияние изменения атмосферного давления.

Господа форумчане, я просто поделился своей неиспытанной конструкцией. Испытаю отпишусь. Может потом сделаю ее интелектуальной и разработаю с нуля, а не возьму готовое спаенное от другой задачи, но пока желания никакого нет. Я к тому, что не стоит в данном форуме глубоко углубляться в принципы ректификации, вроде как не то место.

[Z_h_e]

Испытал. Задуманное работает, забыл только гистерезис ввести. Немного исправил код. Добавил гистерезис, изменил режим 01 на фиксированную уставку температуры, что-то вроде еще подправил по мелочи.

По поводу насоса перистальтического, клапан все же лучше (не пробовал клапан). Не потому что идея плоха, а потому что чувствую не долго проживет китайский друг, а нормальный насос стоит нормальных денег наверняка.

При испытания еще колонна подвела, пошел продукт 85% вместо 96%. Это не есть гуд, надо все перетрясти, что-то случилось видать. Но по запаху вроде нормально получилось.

Вобщем вот он код, кому надо берите и правте под себя.

[Z_h_e]

Два дня жил на даче. На этот раз все получилось отлично. Первые три стопки даже не закусывал, но это проба была. Так то будет месяц настаиваться на "валерьяне". Можно теперь нормальное устройство управления колонной делать. По поводу насоса, зря я разочаровался в нем, я просто не умел его готовить .

Если кому интересно, то распишу что сделал, собственно особого ничего, кроме нескольких мелочей.