Импортозамещение в действии — гоним «коньяк» сами! На самом деле, некоторые мои друзья всерьез увлекаются самогоноварением и постоянно между собой «соревнуются» — у кого «вкуснее» готовый продукт и у кого интереснее и необычнее устройство аппарата. Нет, вы не подумайте про нас плохо — мы не их тех, кто «синячит» каждый день с утра до вечера. Просто у взрослых мужчин — взрослые увлечения.
Китайский ТЭН мощностью 1.5кВт, самостоятельно вмонтированный в флягу, отлично справляется с разогревом браги до нужной температуры. Только вот Китайский терморегулятор, для такого ТЭНа, совершенно не справляется с необходимой точностью регулировки температуры — слишком широкий диапазон включения/выключения ТЭНа (гистерезис). Ну что тут скажешь — отличный повод наведаться в гости на дегустацию готового продукта.
Техническое задание:
- Максимально возможное точное поддержание заданной температуры. Наверное, самое важное условие для «производства».
- Что-бы не щелкало реле. Не знаю, почему это принципиально — наверное что-бы не разбудить соседей :)) Или может, для поддержания температуры с точностью до 0.1ºС реле будет щелкать без перерыва и сбивать творческий порыв самогонщика?
- Индикация температуры. Обязательно ярко, высококонтрастно и всегда — без перерывов на обед и выходных :))
- Простое и интуитивное управление. Минимум кнопок — минимум претензий к эксплуатации готового устройства.
- Многократный запас мощности. Можно жену не доебать и уснуть потому, что устал, а самогон прерывать нельзя — ни в коем случае.
- Прочный корпус. Ну, сами понимаете — процесс творческий, могут быть стрессы, психи, эмоции.
В результате неоднократных алкогольных тестдрайвов предсерийных прототипов и похмельных обсуждений особенностей самогоноварения, было рождено устройство с след. техническими характеристиками и особенностями схемотехники:
- Напряжение питания: ~220V
- Напряжение нагрузки: ~220V
- Мощность нагрузки: 3kW (гарантированно проверенная)
- Управление нагрузкой: мощный симистор BTA41
- Защита от перегрева симистора: встроенный термодатчик (DS18B20)
- Охлаждение симистора: активное (радиатор с вентилятором)
- Управление вентилятором охлаждения симистора: соответственно увеличению нагрева радиатора
- Контроль температуры браги: выносной термодатчик (DS18B20)
- Индикация температуры: 7-сегментный LED-индикатор
- Регулировка температуры: кнопками (больше, меньше)
Схематично и физически устройство разделено на две части: контроллер управления и силовую часть. Можно было-бы все объединить в одну схему и даже плату, но для разработки удобнее, когда силовая и управляющая часть схемы разделены (при этом, на плате они могут быть объединены). Т.е., если что-то пошло не так во время испытаний и силовая часть выгорела вместе с печатной платой, нет необходимости переделывать все устройство полностью.
Да, согласен — схема с скрытыми связями не подарок «аналоговым» радиолюбителям, но к этому уже давно пора привыкнуть и перестать ныть в каждом форуме. Электроника усложняется и постоянно, в процессе разработки, перерисовывать «линии» между выводами компонентов, никто для вас не будет. 21-й век на дворе — привыкайте.
Основа схемы — мой любимый, дремучий ATmega8 (просто большего здесь и не нужно). МК опрашивает одновременно два датчика температуры DS18B20 и выполняет след. функции:
- DD1 измеряет температуру браги. Выносной, располагается внутри колбы для термопары терморегулятора ТЭНа.
- DD2 измеряет температуру радиатора симистора. Встроенный, расположен на радиаторе симистора.
- Микроконтроллер управляет всем, являясь своеобразным «мозговым центром».
- Кнопками UP/DOWN устанавливается необходимая температура которую будет поддерживать регулятор.
- Одновременное нажатие кнопок UP+DOWN переводит микроконтроллер в сервисный режим о котором потребителю нужно знать только то, что из него МК выходит автоматически, по прошествии 5 секунд.
Силовая часть представляет из себя аналог твердотельного реле, только собрать его самостоятельно вышло в 5 раз дешевле. Симистор используется самый мощный из доступных, мощности которого казалось-бы должно хватить «за глаза», но тут пара особенностей:
- Производители симисторов явно переоценивают свою продукцию — на практике 10-амперный симистор едва выдерживает 1-килловатный чайник даже с хорошим охлаждением.
- Производится все это говно в Китае и все, что соответствует тех/условию — уезжает Заказчику в Америку. А все остальное — продается на АлиЭкспресс. Поэтому и приходится проектировать устройства с «запредельным» запасом мощности.
Симистор используется в «железном» корпусе по двум причинам:
- Его удобнее крепить на радиатор (это мое, субъективное мнение).
- К его толстым выводам надежнее фиксируются провода (а они очень толстые — минимум 6мм²).
Симистор управляется специально предназначенным для него оптроном MOC3083, который контролирует переход синусоиды через «0» и закрывает и открывает симистор в нужный момент самостоятельно . Остается только подать на его светодиод управляющий ток.
Силовая часть регулятора питается (естественно) напрямую от сети, а управляющая — от малогабаритного слаботочного трансформатора. Слаботочный диодный мост на схеме не указан — он уже встроен в примененный мной трансформатор питания.
Прошивка микроконтроллера написана в BASCOM-е, предельно проста и стандартна, за исключением одного момента — не стандартное подключение LED-индикатора. В данном проекте я попытался соединить индикатор с микроконтроллером так, что-бы было удобнее и проще разводить печатную плату — не делать бесконечное количество перемычек и разных хитросплетений проводников. Данное решение потребовало нестандартного подхода к программированию индикации из-за того, что теперь мы управляем не портом целиком, а каждым выводом по отдельности. За то теперь можно подключать выводы индикатора абсолютно к любым выводам МК на любом порту, в любой комбинации. Кому интересно — смотрим исходник.
Хороший, правильный, крепкий и удобный корпус всегда был Ахилесовой пятой настоящего радиолюбителя. Дело не в неспособности создать что-то красивое или даже шедевральное, а в банальной потере интереса к своей разработке — после завершения работы с электроникой и программированием мне она больше не интересна! Мне как скрипачу — интересно играть на скрипке, а не изготавливать для нее футляры.
В данном случае идеально подошел стальной корпус от компьютерного БП. Все компоненты регулятора разместились в нем довольно компактно.
Хочу передать привет моему другу Дмитрию Т. Именно для него разрабатывалось данное устройство и ему выпала честь стать первоиспытателем моей очередной поделки. Всего тебе доброго, мой Друг!