Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео)

Год назад я писал пост о том как приобрел заводскую муфельную печь на 1000 градусов для своей литейной мастерской и обещал вам освоить Ардуино, чтобы дать этому чудовищу мозг, который бы позволил не просто греть, а контроллируемо поднимать температуру литейных форм - их нужно плавно разогревать и выжидать на некоторых температурах, чтобы из сырого гипса вышла вода, и затем немного приостужать перед литьем. Подробнее о моем плане в оригинальном посте:
https://pikabu.ru/story/mufelnaya_prokalochnaya_pech_dlya_li...
А теперь я хочу поделиться первым успехом!

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Знаю, Ардуино вызывает священную войну между школьника/студентами, собирающими метеостанции и машинки и реальными программистами микроконтроллеров и разработчиками промышленных автоматизированных систем, поэтому сразу оговорюсь - я мигатель светодиодом. По образованию я дезигнер и маркетолог, программирования даже близко в жизни не касался и в общем-то не собираюсь хватать звезд с неба, мне попросту не нужно ничего сложнее. Это скорее мотивации пост о том как с абсолютного нуля собрать электронный девайс под свои нужды.

На самом деле самый-самый первый успех в этом деле наступил уже в том апреле, спустя пару месяцев после моего обещания. Посмотрев уроки программирования Ардуино на ютуб-канале у @AlexGyver стал ковырять простые схемки, подключать библиотеки и собрал работающее нечто. Не найдя внятного таймера для отсчета времени написал его сам по образу того, что подсмотрел в чужих скетчах. Тестовая сборка из Ардуино Нано, термопары MAX6675, текстового дисплея 1602 и твердотельного реле заработала и провела за меня автоматический 9часовой цикл в самодельной печи из говна и палок (заводской муфель я пока не трогаю). То есть я просто втыкаю это все в розетку и печь сама выдерживает несколько часов при температуре 120гр, затем поднимает до 200, 300, 700 и обратно приотпускает до 500. Я встаю утром, завариваю чай и начинаю лить металл в готовые формы.

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Первый код конечно был топорный. Реле просто держало температуру по гистерезису. В печи холодней чем нужно? - Включи реле. Стало горячей чем нужно? - Выключи. Температура на нижних диапазонах прыгала как черт, поднимаясь градусов на 30 выше заданного (синяя линия на графике - установка, красная - реальная температура). В заводских контроллерах за этим следит ПИД-регулятор, но даже для портирования такого в своей код у меня пока лапки, поэтому я просто сделал импульсное регулирование мощности - реле отрабатывает включение-выключение короткими импульсами заданной длительности, получится своего рода низкочастотный ШИМ. Зеленая линия на графике - температура практически прилипла к установке. Подобрал мощность для каждой температуры и норм.

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Ну а дальше осталось поместить это добро в корпус. Всю логическую часть в коробочку, силовую оставил на печи, соединил через разъем чтобы коробку всегда можно было снять и отнести к компу для перепрошивки.
Кнопки здесь лишь для того чтобы листать таймер вперед-назад при отладке. В остальном контроллер работает сам, а изменение времени и температуры полок ведется через комп.

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост
Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Это моя самодельная печь из духовки. Нравится мне этот монстр. Собрал из ничего, приляпал самодельный контроллер, а она мать её работает и выдает результат вполне аналогичный заводском муфелю!

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост
Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

И вот на деле что в ней происходит. Для построения графика подключил к системе карт-ридер и писал на карточку лог температуры в процессе реальной прокалки, чтобы затем забить данные в Эксель.
Половину времени печь просто сушит формы чуть выше сотни градусов, чтобы прокалку можно было оставить на ночь (изготовление форм занимает весь день и никогда не завершается до полуночи). Дальше температура плавно растет в самом критическом участке, чтобы гипс не разорвало от испаряющейся влаги и тогда уже врубается максимум.

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост
Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Да, температура ощутимо гуляет, местами отклонение доходит до +/-15гр. В планах все же освоить ПИД для лучшего удержания. Но пока для меня важней практический результат, и я им доволен =) На фото отливка до обработки (моделировал не я, только лил)

Автоматизированная муфельная печь на Ардуино (Видео) Arduino, Литье, Мастерская, Ювелир, Своими руками, Видео, Длиннопост

Под конец даже добавил аварийное восстановление цикла при отключении света, чтобы таймер не возвращался в начало. А также уже специально для тех кто будет повторять этот проект для своей мастерской дописал вторую версию прошивки для простого удержания температуры, задаваемой с кнопок.
По цене контроллер выходит примерно в 1000 рублей. Для сравнения покупной вариант с таким функционалом стоит 6-7т.р., а за тысячу можно найти лишь простой, который держит одну температуру. С таким нужно каждые полчаса тыкать кнопки весь день.
В видео максимально подробно рассказал и показал как можно собрать и настроить такой контролер самостоятельно любому человеку, который даже близко не знаком с этой темой. Требуется лишь уметь держать паяльник или хотя бы знать человека который умеет. Та схема, прошивки, ссылки и мотивирующее похлопывание по плечу)

Повторюсь, все это с нуля за несколько месяцев сделано человеком, который умел разве что починить выключатель и розетку. Сегодня порог входа в программирование автоматических систем как никогда низок.
P.s. На очереди повторение таких мозгов уже для заводского муфеля. Там уже будет и ПИД и еще кое-какие плюшки.

9
Автор поста оценил этот комментарий

Видео было сделано еще в ноябре, проект уже становится народным. Мастера из всех уголков повторяют эту схему и в их мастерских зажигается мой Аримф)

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

А можно примерный график температур по времени запекания форм. А то печка настроена, но разные источники в интрнетах говорят разное с диким разбросом.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Да и у литейщиков нет единого мнения на этот счет. Кому-то 4 часа достаточно, другие гонят по 12-15. Спекаться в форме нечему, гипс не керамика. его нужно лишь дегидрировать. На фото мой примерный график, либо можно вглянуть на график в посте, там все по градусам и часам.

Иллюстрация к комментарию
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Просто такой ракурс)
Прошивку посмотрю, спасибо за неё) крутая вещь 💪👍.
А про регулятор где почитать или посмотреть?
раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Он пока нигде не публиковался, потому что требуется ручной калибровки по каждой конкретной печи. В дальнейшем надеюсь это будет делать автоматическая процедура, но пока для этого нужны многочасовые тесты. Хотя я пока сам без мастерской из-за переезда, дописать недостающее не смогу

показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий
Добавлю от народа)
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Здорово, обожаю смотреть чужие реализации) Только чтож весь экран не вошёл в окно?)
Кстати в архиве проекта под видео добавлена обновлённая прошивка с некоторыми улучшениями, а также вяло но идёт тестирование кода уже с ПИД-регуляцией, приглашаю на тестирование, но это потребует некоторых тестов с вашей стороны. Пока ещё никто не включился поучаствовать.

показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий

Молодец, годится. Только ни слова о мощности и токе. Ну и хорошо бы плавное ПИД регулирование. Я не доделал, лень стало, когда и так работает. https://new.pikabu.ru/story/arduino_i_izgotovlenie_spirtnyik...

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Ток на нагреватель самодельной печи около 6,5А, мощность соответственно 1500Вт.
Я уже нашел библиотеку на ПИД, ночами ковыряю потихоньку. Мне иногда попросту страшно сильно погружаться в это, ибо знаю что вновь затянет что буду до утра кодить, забивая потом на работу.

показать ответы
9
Автор поста оценил этот комментарий

Видео было сделано еще в ноябре, проект уже становится народным. Мастера из всех уголков повторяют эту схему и в их мастерских зажигается мой Аримф)

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий
Иллюстрация к комментарию
Автор поста оценил этот комментарий

Спасибо огромное. придётся разбивать на две программы значит. У меня печка больше пяти шагов не умеет на одной.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Это старый график, когда речь регулировалась вручную. Что мешает по этим данным настроить плавное повышение 200-350 за 4 часа? Вот нынешний живой график прямо с печи:
120гр 2-4 часа
120-400гр 2,5 часа
730гр 2 часа
600гр 1 час

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

А можно ссылку на твердотельное реле за 160р на 10-15А? Я нигде за такую цену не мог найти.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Нужно чтобы сигнал световой переводился в звуковой. Т.е. есть световая сигнализация, диод, и когда тот начинает моргать, должен идти звуковой сигнал.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Про датчики дело говорят, сейчас это очень просто собирается. Вот упомянутое видео
https://www.youtube.com/watch?v=n6cK-Vwij6Y

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Вспомнил. Когда идёт процесс в печи я бывает варю аргоном. Компоненты печи не касаются стола. Но ардуина постоянно выхватывает сбой. Приходится отключать питание и сбрасывать цикл. Без сварки всё идёт ровно.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Я не знаток сварочного процесса. Если в деле участвует сетевой инвертор, то он может давать сильные всплески в сети. Для вакуумного насоса к примеру мне уточняли, что его нельзя держать работающим во время работы сварки на той же сети. Может имеет смысл сделать питание контроллера от пауэрбанка, так электроника будет отвязана от сети.

Автор поста оценил этот комментарий
Не уверен, что шамот будет пилиться ножовкой. Скорее какой-нибудь пенобетон
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Повторюсь, не уверен как точно называется, но есть разновидности огнеупорного кирпича, легкий как пенобетон, точно также режущийся и реально выдерживающий температуры под 800-1000гр. Пенобетон не держит жар, крошится.

Автор поста оценил этот комментарий
Не думал чем изнутри можно обложить стены, чтобы она выглядела более призентабельно? Все никак не могу подыскать ничего подходящего.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Можно из легковесного шамота камеру выложить, он легко пилится ножовкой. Хотя возможно как-то иначе называется.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

ПИД регуляция сама по себе крайне просто делается. Куда сложнее подобрать хардварное решение для управления 1500 ваттами.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Есть проект димера на ардуино, но в моем случае печь отлично отрабатывает снижение мощности импульсами.

Автор поста оценил этот комментарий

Я же не предлагаю вам что-то переделывать, тем более, раз вы довольны результатом. Просто рассказал как правильнее и дешевле на порядок.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

На счет правильнее не согласен - промышленные контроллеры с одинаковым успехом работают как в импульсном так и аналоговом режиме, при инертности печи разницы никакой. Да и про дешевле на порядок - реле стоит 160р, не знаю какой триак и обвязку к нему найти в 10 раз дешевле. Проще когда вариант уже освоен это да.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Мощность не велика, триак, как у меня подойдет.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Меня устраивает имеющийся шим. Ему можно придать ту же битность, которую привыкла выдавать библиотека ПИД и даже ничего переделывать не нужно.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Спасибо. Попробуем

раскрыть ветку (1)
6
Автор поста оценил этот комментарий

Думаю, где видел это "прокаливание", а это у китайца хотел псевдо-олед дисплей заказать, а на странице товара эта фотка.

Чувак, ты становишься знаменит:)

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Бгггггг, точно) Брал на пробу этот дисплей, думал будет клевая фишка если светодиод подсветки заменить на RGB чтоб задавать цвет текста. Но за его стоимость лучше уж взять TFT 128х160 - цветной и в 15 раз больше пикселей.

Автор поста оценил этот комментарий

Здравствуйте, у меня вопрос. Надо сделать одно устройство на фотоэлементе. Так как ни разу не делал ни чего подобного, то нужен совет. Или можно заказать у кого нить готовый вариант?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

На заказ я такое не делаю, но хоть расскажите что именно вам нужно, может помогу чем.

показать ответы