Регулятор мощности и термосигнализатор в одном устройстве

[Игорь]

Стабилизированные регуляторы мощности могут работать по двум принципам - с отсечением части каждого полупериода сетевой синусоиды и с отсечением какого-то количества целых периодов.  Каждый вариант имеет положительные и отрицательные стороны, каждый создает сетевые помехи.
Первый вариант реализован в популярнои регуляторе РМ-2, второй вариант используется только некоторыми коллегами в их самодельных устройствах.
Чтобы сравнить преимущества и и недостатки этих вариантов, я решил  собрать регулятор, работающий по второму принципу, и сделал это.
В его настройках задается не напряжение, которое нужно получить на выходе, а процент мощности ТЭНа, которую нам необходимо получить.
Чтобы это был не просто регулятор, а регулятор - стабилизатор мощности, я непрерывно измеряю напряжение в нагрузке, сравниваю его со стандартным (220 вольт), и ввожу поправку в настройку. В результате ТЭН выдает столько тепла, сколько он выдал бы при заданной настройке, при напряжении в сети 220 вольт.
На прикрепленном фото - осцилограмма напряжений при настройке 25%.
Красная синусоида - сеть, синяя - напряжение на ТЭНе. В нагрузку идет каждый четвертый период, три из четырех пропускаются.
Для разработки я использовал контроллер ATMEGA8. Оказалось, что его возможности использованы примерно на треть, и это натолкнуло на мысль расширить возможности устройства - заставить его измерять температуру.

Будет неплохо, если кроме регулирования и стабилизации мощности, прибор сможет еще и следить за температурой, и в случае достижения заданного порога, будет подавать сигнал и/или отключать нагрев.
Получится что-то вроде РМ-2 и ТР-6 "в одном флаконе" то есть в корпусе от РМ-2.
Если мне это удастся, получится недорогое устройство, которым можно будет управлять не только дистилляцией, но и ректификацией.
На выходных поиграюсь...

[Игорь]

Красная линия - импульс, открывающий симистор. Он начинается в начале положительной полуволны, и заканчивается  через 12,5 миллисекунд - в начале отрицательной. Напряжение в нагрузку продолжает подаваться до конца отрицательной полуволны, после чего симистор закрывается и ожидает прихода очередного открывающего импульса.
Для управлени симистором можно использовать любую МОСьку - и с детектором нуля, и без.

[Игорь]

Осциллограф позволяет измерять true RMS напряжение даже ждя такого сигнала. Это дает возможность оценить эффективность стабилизации.

В настройках регулятора введена настройка 25%. Действующее напряжение  на нагрузке в таком случае должно быть 112 вольт. Если регулятор работает правильно, эти 112 вольт должны поддерживаться не зависимо отвеличины напряжения в сети.

ЛАТРа у меня нет, поэтому просадки делал, вкд.чая и выкд.чая в сеть разные мощные нагрузки.
Вот что получилось.

[attach=2]	Напряжение в сети (по тестеру) - 201 вольт. Размах синусоиды (Vamp) - 568 вольт. Pегулятор установил 26% вместо 25-ти. Действующее напряжение на нагрузке (Vrms) 112 вольт.
[attach=3]	Напряжение в сети (по тестеру) - 195 вольт. Размах синусоиды (Vamp) - 552 вольта. Pегулятор установил 29% вместо 25-ти. Действующее напряжение на нагрузке (Vrms) 112 вольт.
[attach=1]	Напряжение в сети (по тестеру) - 189 вольт. Размах синусоиды (Vamp) - 536 вольт. Pегулятор установил 30% вместо 25-ти. Действующее напряжение на нагрузке (Vrms) 112 вольт.

Вроде работает как задумано. Изменение напряжения в сети не влияет на действующее напряжение в нагрузке.
На выходных можно будет заняться изменением температуры.

[vadiv]

Для разработки я использовал контроллер ATMEGA8. Оказалось, что его возможности использованы примерно на треть, и это натолкнуло на мысль расширить возможности устройства - заставить его измерять температуру.

Мне кажется интереснее будет подключить MPX и определять нагрев для контроля захлеба и поддержания максимального предзахлебного нагрева.

[Игорь]

У меня в планах - дешевое,и в то-же время эффективное устройство. Рабочую мощность нужно сделать один раз, и этотможно сделать вручную, Лучше я в свободное место вгоню алгоритм управления отбором "по шпоре".

[smsvip]

У меня в планах - дешевое,и в то-же время эффективное устройство. Рабочую мощность нужно сделать один раз, и этотможно сделать вручную, Лучше я в свободное место вгоню алгоритм управления отбором "по шпоре".

Алгоритм отбора по "шпора для отбора" еще актуален? В свое время читал эту тему, так решил что все не так однозначно и забросил идею "авто-настраиваемой шпоры", когда при первом прогоне автоматика определяет какой должен быть процент отбора от температуры в кубе, а затем пытается использовать эти данные для установки процента отбора при дальнейших ректификациях.

[Игорь]

Немного не так... совсем не так...

при первом прогоне автоматика определяет какой должен быть процент отбора от температуры в кубе, а затем пытается использовать эти данные для установки процента отбора при дальнейших ректификациях.

Если  есть автоматоматика, которая может обеспечить рациональный режим работы колонны, нужно ей и пользоваться, а не рисовать какие-то шпоры.
Суть в том, что существующие методы термометриворания и управления отбором далеки от совершенства, и задача "шпоры" - регулировать отбор качественней, чем по температуре внизу насадки...

Все началось с того, что мы с ГРОВом захотели выяснить физический смысл формулы минимального флегмового числа.
Казалось бы, бессмысленное с точки зрения практического применения занятие, дало неожиданный результат. Появились формулы и методики расчета, которые позволили ГРОВу сделать предположение о том, что мы сможем вычислить для кахдой кубовой температуры такую величину отбора, которая посволит поддерживать разделительную способность колонны на неизменном уровне.
Сначала эти уровни отбора подбирались  наощупь, а потом получили расчетное подтверждение и коррекцию.
Оказалось, что разделительная способность насадки останется  неизменной если уменьшать отбор пропорционально госту кубовой температуры так, чтобы при кубовой темпреатуре 96 градусов отбор уменьшился втрое по сравнению с отбором в начале.

Последующие уточнения показали, что это утверждение имеет смысл при стартовой кубовой спиртуозности не выше 50%, и что снижение отбора можно начинать после подъема куба выше 89 градусов.
Используя такой алгоритм, разделительная способность колонны в процессе всей ректификации зависит только от начального уровня отбора и находится с ней примерно в такой зависимости...
(график приложу)
По графику видно, что уменьшение начального уровня отбора (влекущее удлинение времени ректификации) имеет смысл только до какого-то определенного предела. После этого предела даже большое снижение скорости не дает заметного увеличения разделения.

Это похоже на утепление, первый сантиметр теплоизолящии дома  снижают затраты на отопление на 1000 долларов в год, второй - еще на 500, третий - еще на 200. Четверный добавит еще 100 баксов экономии, пятый - еще 50, шестой - 20... десятый - на 20 центов...
Не вызывает сомнений тот факт, что делать утепление толще 5-6 см нет смысла. Так и с величиной стартового отбора. При использовании СПН высотой 1,5 метра, достаточно стартовый отбор установить на уровне, численно равном полезной мощности нагрева. Обычно этого достаточно для успеха...
Две-три пробные ректификации со стартовым   отбором больше или меньше этого значения позволят найти оптимальное значение для твоей колонны и твоих треблваний к качеству спирта.
Единственное, что нужно для реализации такого отбора, это вычисление нагрева, обеспечивающено предзахлебное состояние флегмы и пара, поддержание твкого нагрева с точностью порядка 5% и поддержание отбора по "шпоре" с такой-же точностью.
Обе эти функции я воткну в корпус РМ-2. Цена такой "РМ-ки" будет порядка 300 грн.

[komarova]

Предварительные заказы принимаются ?

[Игорь]

Не спеши. Все еще очень сыро. Будешь первым :)

[scorpiy]

Все еще очень сыро. Будешь первым

А можно мне быть вторым???

[Игорь]

Договорились. Делаю три. Мне тоже надо.

[Delta]

Делаю три.

А четыре можно? В смысле и мне :-[

[Игорь]

Давайте я сначала хоть на макетной плате сделаю... От задумки до железа путь неблизкий.

[ГОГа]

...и пусть я буду почетным пятым в очереди

[amba]

...что значит - первый - второй ? , э я вчера читал, не хотел художника от мысли отвлекать... промолчал да...систему понял, очень ИМХО реальный алгоритм, даже при моём ограниченном восприятии процесса...
...хотя...согласен на КИТ с прошивкой МЕГИ... :)