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利用树莓派控制糖化加热的改造

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发表于 2019-11-6 16:22:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 raymond_sk 于 2019-11-7 11:04 编辑

入坑以来,不断添置家当和摄影一样,器材并非是有好作品的必要条件,但架不住蠢蠢欲动的内心……
————————————————
看了几个老大自己diy一体机的思路,我小结一下,其主要原理就是利用程控系统,控制加热和循环泵的开闭,在糖化过程中进行温度的精确控制,以达到一步或者两步出糖的目的。核心部件就是一个控制器,根据温度传感器的数据,判定是否需要通电加热以及以多少功率加热,属于一个正向反馈系统,控制器通过继电器来控制电路的开合,这个控制器我看了一下,能用的要4-500,成本太高,
又有弟兄讲了可以用树莓派来控制,好巧,2016年玩树莓派3,装了几个小项目玩玩之后,就不玩了,放在那里落灰,于是就有了这次开脑洞的改造,预算300元
还计划自己搞个一体机,40*40和30*40两个桶某宝上大约150元以内,计划找我表叔把小桶的底切掉,换上活底筛估计20元,环形加热管50元,支撑腿3个,加上已经有的部分材料,估计可以开干了。其他如管子、控制、边角料人工就不给了,到时候买条烟给表叔
————————————   ————————
前几天拿出落灰多年的树莓派3b,加fb的craftbeer pi小组和老外讨论了一番,决定把土炮小小地升级改造一番

控制器如图,基本思路是这样的,找一个转接器,把树莓派的gpio40针接口转到电路板,再在电路板上焊接控制线、连接线等零件。这样的好处就是,树莓派主板不需要常驻在盒子里面,,而且不需要设置树莓派的5v电源,有需要用40pin的线连接即可,如果有闲钱以后可以升级触摸屏。

强电部分:
电源进入盒子后,走空气开关,零线直接进插座,火线分两路,分别进入两个SSR,其中一个SSR出线接入水泵插座火线口,另一个SSR出线接入固态调压器,经过调压后接入加热器插座,所有插座和电气共用接地
弱电部分:
温控器部分——树莓派设置gpio4位one_wire模式, vcc接入3v,我这里按照craftbeer pi的接法接入1脚,信号接入gpio4(7脚),地线接GND我这里按接法接入9脚,1和7之间加4.7k电阻一个
    温度传感器使用18B20,防水型螺纹头,钻孔装入热水桶,由于没有找到合适的垫片,只能用生料带缠,效果还算过得去。另备用一个普通防水传感器,以备不不时之需。
加热桶上的传感器,考虑到桶和控制盒的存放,我将传感器电线引到桶底座外侧,焊接一个3芯航空插母座,桶和控制器之间用双头线连接
控制盒背部开2个孔,安装2个温控传感器连接用的3芯母座,母座线按规则焊接到电路板相应位置,做好防水、防短路,这部分完成
电路开闭控制
   电路板上出四根线,分别控制两个SSR,分正负极,我按规则,将两个控制器负极接入GND,我接入了6脚,正极分别接入了gpio18、23(12、16脚)
——————————————
经过测试,发现用树莓派的pwm控制SSR可以调节功率,大概意思是设定一个心跳频率,比如50Hz,如果全功率运行,则每秒50次的心跳全部开给ssr,如设定为50%,则每秒给它25个心跳,则这一秒钟内,有一半时间是接通,一半时间断开,于是事实上就变成了50%的功率。这样的心跳设定,也只有固态继电器(SSR)能搞定,如果用传统机械式继电器,估计得烧起来。

目前完成70%,等完成后继续上图









留有改造余地,用一个转换开关,如果没有树莓派,直接转换成普通插座,
目前费用:
元器件类
盒子16
ssr2个35
固态调压25
电路板+连接线+转接头15
电源指示灯*3 合计6
空气开关10
插座*3合计15(备用一个)
温控探头70(实际使用2个25,其他的被我接线接错烧了
航空插头5套,10元(备用几个)
导轨5
增加工具类
宝塔头钻孔器套装38(解决了我长久以来的难题)
角磨机切割片5



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发表于 2019-11-6 17:26:40 | 显示全部楼层
看不懂,感觉很牛逼
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发表于 2019-11-7 14:37:25 | 显示全部楼层
树莓派的3.3V想驱动这种几十块钱的SSR有难度,虽然它号称3V可以驱动。
最好加一个2803转5V驱动继电器
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 楼主| 发表于 2019-11-7 17:09:30 | 显示全部楼层
黑客与精酿 发表于 2019-11-7 14:37
树莓派的3.3V想驱动这种几十块钱的SSR有难度,虽然它号称3V可以驱动。
最好加一个2803转5V驱动继电器 ...

测试了一下,效果还是可以的
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发表于 2019-11-8 10:44:19 | 显示全部楼层
这是大师级的, 用arduino  可以做么? 不用RSP
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 楼主| 发表于 2019-11-8 17:24:31 | 显示全部楼层
studyplacefor 发表于 2019-11-8 10:44
这是大师级的, 用arduino  可以做么? 不用RSP

理论上是可行的,简单来说就是根据温度,利用pid控制几个继电器开合。我用树莓派是懒得去再编程,c又不好,就去谷歌搜了一下,看看craftbeer pi人气尚可,拿来主义了。
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发表于 2019-11-12 10:57:02 | 显示全部楼层
raymond_sk 发表于 2019-11-8 17:24
理论上是可行的,简单来说就是根据温度,利用pid控制几个继电器开合。我用树莓派是懒得去再编程,c又不好 ...

pid 算法  难么? 没有搞过! 单片机中的c又不难啊。   楼主加油,期待你完美作品!
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发表于 2019-11-22 08:35:05 | 显示全部楼层
黑客与精酿 发表于 2019-11-7 14:37
树莓派的3.3V想驱动这种几十块钱的SSR有难度,虽然它号称3V可以驱动。
最好加一个2803转5V驱动继电器 ...

借楼
楼主动手能力、热心程度、知识结构超结很强,文字很详细,我大论坛网友有福了。
黑客大神指出的是稳定性的问题,稳定性非常重要,有些问题出现一次可能会让人终生难忘。
在我看来:树莓派控制虽然稳定性稍差但优点python语言编程灵活、联网方便,对于我们这种还有其它事的人非常方便。

黑客大神和楼主能否讨论下发酵桶比重监控的话题:
1,低成本解决方案,当然有更好方案价格高也行
2,实时监控,最低6小时一次。
3,易操作和清洗
原来看JokerW大神的文章用蓝牙连接的浮动传感器可以达到测比重我一直没找到解决方案。找到工业在线密度计要4、5千,并且感觉好大,并且代码还不一定会写。。。
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