使用Arduino自製USB(RS-232、藍牙)K-type溫度記錄器搭配RoastLogger(類似Artisan)

km400a

22分

101樓

km400a

個人積分：22分

文章編號：64824221

伯爵紅茶 wrote:
tc4與Roastuino...(恕刪)

報告一下進度....買了一大堆零件回來玩

我用 Arduino + max 6675 + roasterlogger 可以正常的使用了，動手組裝還蠻容易的。
只是花了很多時間在 shopping, 了解各個shield的功能還有要買什麼?

下一步是想參考 TC4 控制加熱絲和風扇，目前已參考 TC4中的 ZCD(Zero Cross Detection)電路，自已做了一個。
用示波器看是正常的，但看了RoastLoggerTC4 source code 的source code，沒看到TC4 是如何使用 ZCD的??

還有 RoastLoggerTC4 source code 中的 OT1 pin, 好像是被動的接受RoastLogger的command，並沒有使用ZCD.

若要使用 ZCD 在 TC4 for artisan(REL-aArtisanQ_PID_3_7) 中的code 有看到，目前還在研究中.....

請問一下"控制最新版模式有四種、還需要搭配ZCR"
是那四種啊?

我打算用 software PID in artisan to control SSR, 最好是可以控制每個半波的導通角，這算是Phase Angle Control 嗎?
PWM control是指四秒的時間期期中有一秒是導通嗎?

伯爵紅茶

182分

102樓

伯爵紅茶

個人積分：182分

文章編號：64825941

km400a wrote:
我打算用 software PID in artisan to control SSR, 最好是可以控制每個半波的導通角，這算是Phase Angle Control 嗎?
PWM control是指四秒的時間期期中有一秒是導通嗎?

這個問題
4個模式接法都不同。

你的版本沒有 4秒PWM

TRIAC 模式用ZCR 給訊號程式判斷AC的訊號
PWM可不用因為是4秒為週期程式用算的給SSR本身的有ZCR去判斷

4秒PWM舉例:
100% 導通 4秒 60*4 週期
50% 導通 2秒 60*2 週期
0% 導通 0秒 60*0 週期

TC4一般內定都是1秒PWM

我已經重新改過程式與電路重新做好了。
我測試過TRIAC控溫最好
因為可以控制電熱系統火力類似調光器一樣0-100%火力控制還透過PID控制加熱曲線

我加入外接濕度濕度、轉速、藍芽等控制模式。
後面打算把下豆進豆放進去.

其實改造空間很大。

現在正在思考作一台高級磨豆機還是要先做熱風烘豆機

km400a

22分

103樓

km400a

個人積分：22分

文章編號：64827928

伯爵紅茶 wrote:
這個問題
4個模式接...(恕刪)

若是用 ZCR + TRAIC 我看到有這個電路，沒錯吧!!!
http://www.instructables.com/id/Arduino-controlled-light-dimmer-The-circuit/

想確認一下，ZCR + TRAIC 就是 Phase Angle Control 沒錯吧...

伯爵紅茶

182分

104樓

伯爵紅茶

個人積分：182分

文章編號：64830610

km400a wrote:
ZCR + TRAIC 就是 Phase Angle Control 沒錯吧...

沒錯！問題你要改程式內部變數參數設定控制改為triac 。還要回傳給TC4控制。
原始設計triac是給風扇使用，也可以轉為熱力控制。
也可以風扇與熱力都是TRIAC模式。tc4已經寫好。

你看的那組也可用。
我重新設計ZCR用便宜方案處理了.

KCLin0423

1412分

105樓

KCLin0423

個人積分：1412分

文章編號：64849641

不是只要算好 AC 週期時間
然後在該週期設好 PWM 的 duty time
把 PWM 接到 AC SSR ，就可以用來控制火力了?
根本不需要其他電路

SSR 連 zero crossing 都幫你做好了，而且不貴

伯爵紅茶

182分

106樓

伯爵紅茶

個人積分：182分

文章編號：64855830

KCLin0423 wrote:
然後在該週期設好 PWM 的 duty time
把 PWM 接到 AC SSR ，就可以用來控制火力了?
根本不需要其他電路

這種是PWM就是一秒關一秒開或1/30秒開關。
0.5秒開關怕豆子滾動加熱不均勻

TRIAC直接開SIN波形 1/2或1/4 開關。
可以保持火力，固定出力就是1/8或1/4火力就會類似瓦斯火力大小火。
均勻度比較好.

abc99d

292分

107樓

abc99d

個人積分：292分

文章編號：64894306

伯爵紅茶 wrote:
目前這樣的成本電阻4.7K 0.5元 LCD+uno 淘來過來記得2百元。100 K NTC熱敏一個5-10元.

不過我應該會改用UNO R3 + Keypad Shield 變成有按鍵或smart key
LCD1602 LCD Keypad Shield 這種很便宜一百元就有

3D RAMPS1.4 LCD12864液晶控制带中文字库這個300-400元
這是日後在來玩.

伯爵大大請教幾個問題

1.您這個組合是只單純監控記錄溫度嗎?
2.是否能擴充成2個溫度監控、風速監控，可設定自動程序，要達到以上功能大約另外需要那些零組件?
3.100 K NTC熱敏是直接或透過nano連接至LCD1602 LCD Keypad Shield就能顯示、控制溫度，不需要再配合MAX31855嗎?
4.是否方便提供接線路說明?

問題多又雜還請見諒，謝謝

伯爵紅茶

182分

108樓

伯爵紅茶

個人積分：182分

文章編號：64899909

abc99d wrote:
伯爵大大請教幾個問題
1.您這個組合是只單純監控記錄溫度嗎?
2.是否能擴充成2個溫度監控、風速監控，可設定自動程序，要達到以上功能大約另外需要那些零組件?
3.100 K NTC熱敏是直接或透過nano連接至LCD1602 LCD Keypad Shield就能顯示、控制溫度，不需要再配合MAX31855嗎?
4.是否方便提供接線路說明?
問題多又雜還請見諒，謝謝

我自己重新設計TC4的架構重新改寫部分功能。包含上面其他烘焙紀錄我都過一次

藍芽控制火力、通訊、資料傳遞已經完成了.
因為我不是賣設備所以我也不是很積極處理這個。
我把時間去搞烘豆研究烘豆曲縣的細節。我目標重新打造整套DIY咖啡套件來玩。
最近做這個研究。

1. 我有做單純紀錄版本可以接4個K類 1大氣外掛濕度與外掛溫度氣壓我有考慮.要不要加入只是多放一個氣壓計我有備用迴路。
有量產計畫分享給烘豆同好用。

2. 溫度風速自動化程序我也做好了，PCB零件大概多1百元吧+軟體不同而已

3. MAX31855 相較之下很平庸還很貴只有一個溫度，我已經改用可同時接4個溫度。

4.資料PCB第一頁tc4 就有只是那個設計一般人稍為困難。
這是5月做測試的畫面。做PID修正。

這個設計成本很便宜爐子與控制器就兩千元就烘到天荒地老。
但是爐子有缺點，目前是實驗用，過幾個月有空會重新打造爐子。
如果有很多人有需要的話，我再量產化這電路。

我重新修改過變成簡單設計，這個設計本身就帶有4種控制火力風速的方案也提供擴充模式。
我自己會打樣10套PCB日後各種火力與機體研究用。
TC4要自己微調的地方比較多，舉例PID參數等沒有教學.
有一點點門檻。
一般人用RS-485配合PID通訊比較好。
如果不想做太麻煩可以用PID可通訊+RS485 +藍芽價格也還好。是價格大概一套PID套件要3千.

KCLin0423

1412分

109樓

KCLin0423

個人積分：1412分

文章編號：64902810

abc99d wrote:
..3.100 K NTC熱敏.(恕刪)

NTC 是電阻溫度對的變化
熱電偶是電位(兩個不一樣的金屬接觸的電位差) 對溫度的變化

NTC 接到熱電偶的傳感器(EX. MAX6675)應該是無法使用
NTC 對應的傳感器，好像沒見過，不過自己設計並不是很難

如果自己設計電路，可以利用 MCU 的 ADC 輸入
將 NTC 看成一個可變電阻(隨溫度而變)
可藉由量取輸出電壓換算得到對應的溫度
其公式為
Rt = R *EXP(B*(1/T1-1/T2))

所有的溫度取卡式溫標(攝氏+273)
T2 一般為 25 C (298 K)
T1 為測量溫度

其中個參數可以由 NTC 型號讀出
以MF58502F327型號的熱敏電阻為例
MF58—— 型號玻璃封裝
502 —— 常溫25度的標稱阻值為5K
F —— 允許偏差為±1%
327 —— B值為3270K的NTC熱敏電阻

如此便可以由 ADC 得到溫度
這樣的設計，不含 GND，VCC,只要一條測量電壓的接腳
所以兩個溫度監控只需要兩個ADC接腳

一般 NTC 可以精確到 250c ，可以在烘豆機試試

MAX6675 系列是對應 K type 熱電偶設計，以 SPI 做 16bit 數位數值輸出
不含GND，VCC,至少需要三個接腳(SO，SCK，CS)
兩個溫度監控，如果不要額外的技巧(例如 SPI 串聯)，就需要 6 個接腳

BTW，不管用哪種感測方式，都會有溫度補償問題(一般消費性產品都忽略)

另，風量監控
端看你要直接監測馬達轉速(有些控制器上會有轉速輸出)，一般都是採用這種
如果你的馬達可以 PWM 控制轉速（一般有刷無刷ＤＣ馬達都有這功能），那麼用duty time 百分比也可以表示風門大小
還是你要監控風壓(用壓力傳感器不知是不是可行，這我就沒試過)

自動程序，這個很簡單
有些是採用複製命令(把前一次的操作紀錄下來，然後再做一次)，配合 on-off 控制，這不需要複雜的控制演算
如果是要採用時間-溫度 PID控制，這也不會很難
離散PID公式很容易寫，而MCU(Cortex M0, Cortex M4，我想 8051 應該就綽綽有餘)的運算能力應該是沒有問題(網路上可輕易查到)
只要統計過去的測量溫度，與目前溫度，就可以得到輸出強度
而，最大的問題在，PID 參數的取得。不一樣的系統，會對應不同的參數。
不一樣的測量-目標溫度區間，也會對應不同的參數
其實，由於溫度反應時間相對長，不要用 PID 只用 on-off 似乎也是可以接受的

下圖是之前用 python 寫的 PID 模擬
目標溫度是25+u(t-10)(27+sin(t))
包含參數測量程式，大概幾十行吧
給有需要的人參考

其實，只要 P 就可以很好了

另外，我比較推薦 nRF5 系列晶片開發版
內建 BLE4.x ， Cotex M0(nRF51288)， Cortex M4(nRF52832)
如果沒有任何傳感，成本大概在 300 左右
由於使用 Cortex 系列 MCU，程式撰寫很容易從 STM32 系列移植

伯爵紅茶

182分

110樓

伯爵紅茶

個人積分：182分

文章編號：64904422

KCLin0423 wrote:
NTC 是電阻溫度對的變化

NTC上限有溫度限制。 MCU的AD轉換率的電壓解析度就是最低3.3/1024
除非你用另一款arduino ADC 好像是2048還4096
就是最高到250C 爐子有人採瓦斯爐溫有時候會到300度
NTC我做過價格跟便宜的K線差不多

K類整支一個40-80元
我用18bit ADC 還四通道一個解碼器也很便宜精確度比較高便宜。
只接找工業貨源便宜到你說不要不要。