воскресенье, 7 июня 2015 г.

Муфельная печь для обжига керамики на микроконтроллере Arduino

И снова здравствуйте. Очередная задача от отца - переделать текущий блок управления муфелем. В этом посте я опишу то что сделано сейчас, а в конце опишу планы на будущее и со временем напишу следующую статейку.

Со слов заказчика: Нет, оно у меня конечно работает, но как то все не аккуратненько и много проводов и болтается на стенке, а я вот видел у (вставить любое имя) так красиво, экранчик и короче хочу тоже так, ты же там что-то паяешь, почему не сделал мне до сих пор.... бла бла бла.

Дано: Самодельный муфель, выполненный в корпусе старой газовой плиты. Обложен внутри легковесным, тугоплавким кирпичом. В кирпиче прорези для укладки спирали. Спиралей две. Нихром 1.8мм. Диаметр спирали приблизительно 10мм. Сопротивлений спиралей 10 Ом. Длину не знаю, считайте сами. На стене висит блок "УПРАВЛЕНИЯ".
Блок состоит из советского пускателя, маломощного реле управления этим пускателем. Прибора для измерения и контроля температуры. Обе спирали подключены через мощные диоды (1 на каждую).

Термопара в печи рассчитана всего на 600 градусов и как она меряет температуру выше допустимой одному богу известно......

Почему спирали две и почему через диоды: Со слов "заказчика", тот кто это все делал, что-то там городил, крутил, вертел, хотел сделать регулятор но потом забил и осталось как-то так и работает и ладно. Еще в процессе обжига отец иногда отключал 1 из спиралей для каких то своих шаманских целей. Также на блоке управления присутствовал мощный тиристор на 80А 1200В но он не подключен и видимо предназначался для той самой "не рожденной" плавной регулировки.


За дело:

Под рукой много микроконтроллеров Arduino, поэтому делать будем на нем. В последствии перейдем на младшего брата ATtiny и его вполне хватит для такой плевой задачи.
Термопару берем хромель-алюмелиевую, по буржуйски она называется тип "К".
Усилитель термопары на микросхеме MX31855. Есть готовые модули для Arduino. В будущем соберу усилитель термопары на операционном усилителе, этот модуль слишком точный и "жирный" для такой задачи. Точность 0.25 градуса. Корекция температуры холодного спая и прочие плюшки- будем удешевлять :)
Силовая часть - твердотельное реле Fotek SSR-40 da.
Твердотельное реле представляет собой симистор с обвязкой, которая включает и выключает его в момент перехода через 0. Таким образом мы не допускаем помех в сети при подключении и отключении нагрузки. По закону за помехи вроде как даже наказывают, но на практике всем ...... отчасти поэтому у нас мигают в доме лампочки и горит холодильник :)

Любой симистор греется, даже если вы заложите десятикратный запас по мощности. Дело в том что на его переходе падает порядка 1.5 вольт. Умножаем это на силу тока, проходящего через него и получаем ТЕПЛО. Это тепло необходимо как то отвести от твердотельного реле. Для этого я использовал компьютерный куллер с радиатором от какого-то старого 4 пентиума.

UPDATE:С твердотельным реле ничего не вышло. Проблема здесь заключается как раз в том, что спирали подключены через диоды. Твердотельное реле содержит в себе симистор и контроль перехода через ноль, и не способно отключиться из-за того что перехода через 0 не наступает (напряжение выпрямлено диодом). Купил в замен советского пускателя более современный и менее габаритный (КМЭ2510)  и буду собирать все на нем. Диоды выкинуть из схемы нельзя, потому что заказчик упертый и не хочет ничего перематывать и менять. Весь в меня, отец как никак :)
Если у вас диодов нет, то все вышеописанное вполне применимо.

Кому нужна печатка и код - пишите в комментарии.
P.S. PID регулятор решил исключить из кода, потому что инертность печки не высокая, и при отключении спиралей температура начинает падать сразу. А для "грязного" обжига выдерживать температуру в единицы градусов нет смысла. Если в наличии нет модуля MX31855, то можно переделать на операционном усилителе, пишите может мне будет не облом...

1 комментарий:

  1. Если в цепи диодов нет конденсаторов, переход через ноль будет и с диодами, даже если они включены мостовой схемой.

    ОтветитьУдалить