Vyrábíme desku pomocí fotorezistu. Výroba automatizace pro pivovar na jedné desce
Proč jsem potřeboval automatizaci?
Pro usnadnění procesu je zapotřebí automatizace, protože... tento regulátor sám bude sledovat teplotu, udržovat ji a zvyšovat do požadované teplotní pauzy. K indikaci potřebného zásahu můžete použít i zvukový signál, například je potřeba přidat slad nebo udělat jódový test.
Rozhodl jsem se udělat vlastní automatizaci z hotového projektu. Běží na arduinu, je k němu připojen teplotní senzor, dvě relé, displej a tlačítka. První relé ovládá topné těleso, druhé relé ovládá čerpadlo. Rmutovací čerpadlo je velmi pohodlné, protože... není potřeba rmut míchat během celého procesu rmutování (doporučuji si přečíst ty předchozí, kde najdete další podrobnosti o vaření piva)
První automatizaci jsem sestavil pomocí modulů:
- Arduino mini- Blok dvou 15A relé
- Displej 2004
- Senzor teploty
- 4 tlačítka
- 5V napájecí zdroj
Výhodou modulární montáže je, že není těžké sehnat všechny díly a prakticky není potřeba nic pájet. Největší nevýhodou je ale obrovské množství vodičů a levné čínské relé vytvářelo rušení na displeji, takže bylo nutné vyměnit mechanické relé za polovodičové.
Postupem času jsem došel k závěru, že potřebuji postavit svoji automatizaci na čipu s 64 KB paměti (Arduino mini má jen 32 KB) na jedné desce. Připravené řešení Nenašel jsem to, a tak jsem začal sám vytvářet obvod a následně desku pro své řemeslo.
Systém:
Diagram jsem vyvinul a nakreslil takříkajíc na koleně a pro sebe, takže jsou možné určité nedostatky, ale diagram je zcela funkční:
Platit:
Obvod jsem nakreslil, pak zbývá nakreslit desku, nejprve jsem ji nakreslil pomocí programu Rozložení sprintu 6, velmi pohodlné, ale nemá dostatek funkcí, takže jsem se rozhodl odejít od něj směrem k programu DipTrace a tohle jsem dostal:
Zdroje si můžete stáhnout.
Jak vidíte, pojmenoval jsem svůj pivovar QRBeer a toto je již verze 0.5...
Deska je hotová, zbývá ji jen nějak vyrobit. K tomu jsem se rozhodl použít. Proč oni a ne LUT? Rozhodl jsem se to zkusit na vlastní kůži nová technologie, LUT jsem už vyzkoušel, cítil jsem to, abych tak řekl, nebudu říkat, že se mi to líbilo...
Fotorezist:
Pro výrobu desky plošných spojů pomocí fotorezistu budete potřebovat:- Film do tiskárny
-
- Ultrafialová lampa
- Soda
ultrafialová lampa
Nejprve se podělím o informace o tom, jak jsem to udělal UV lampa. Nejprve jsem chtěl použít hotovou lampu a pak jsem se rozhodl ji sestavit pomocí šesti 3W LED:a také zakoupené na Tao:
LED jsem přilepil na chladič, i když mohly být osazeny na PCB, pochybuji, že by se přehřívaly.
Zde je to, co jsem dostal:
Výroba desek
1. Tak mám připravenou šablonu, zbývá už jen vytisknout na film. Jak jsem psal výše, potřebuji fólii do tiskárny, fólii jsem zkoušel na obě laserová tiskárna a pro inkoustové tiskárny, nejlepší možnost Lze jej vyrobit pouze na inkoustový film. Potřebujete tisknout negativně a zrcadlově:
Šablonu jsem ihned zalaminoval, aby se daly snadno smýt otisky prstů a nečistoty.
2. Dále musíme obrousit naši budoucí desku (sklolaminát). K tomu je vhodná mírně navlhčená běžná houba nebo melaminová houba:
3. Po tomto postupu je třeba měď ještě odmastit acetonem:
Jak můžete vidět na mé fotce, odmastil jsem to běžným ubrouskem a aceton jsem nalil do lahvičky s peroxidem, takže je pohodlnější vzít ...
4. Dalším krokem je mírně oříznout fotorezist, aby se vešel na vaši budoucí desku a opatrně odstranit horní ochrannou fólii, aby nedošlo k jejímu poškození. Pokud je fotorezist domácí, musíte odloupnout matnou stranu, pokud je čínská, pak není žádný rozdíl...
5. Dále fotorezist nalepíme na DPS tak, aby se pod fotorezistem neobjevily vzduchové bubliny, jinak se stopy na takových místech neobjeví, přebytky odřízněte...
Proces lepení fotorezistu je podobný jako lepení ochranné fólie na telefon.
6. Když je fotorezist nalepený, textolit s ním musí projít 2-3x laminátorem nebo použít teplou žehličku a přežehlit přes list papíru složený napůl:
Hlavní věcí je nepřehřát fotorezist, jinak to dopadne takto:
Pokud se vám při lepení fotorezistu udělá “zásek”, tak je lepší ho odstranit (smýt nebo seškrábnout) a znovu nalepit, jinak po naleptání bude deska smutná... nesundám tento fotorezist, ukážu vám konečný výsledek.
7. Na DPS s fotorezistem položte šablonu a přitlačte ji sklem (vzal jsem ji ze starého fotorámečku) a na sklo položte závaží:
8. Fotorezist osvětlíme pomocí UV lampy. Lampa mi vydrží asi 2 minuty:
Jak můžete vidět, exponovaný fotorezist změnil barvu ze světle modré na tmavě modrou a exponovaný fotorezist je velmi křehký.
9. Odstraňte sklenici a šablonu. Přebytečný fotorezist lze (volitelně) oříznout a opatrně oddělit pinzetou:
10. Dalším krokem je smytí nevyvinutého fotorezistu alkálií, vezměte 2 sklenice vody a lžíci uhličitanu sodného, dobře promíchejte. Odloupněte vrchní ochranný film fotorezistu a ponořte náš textolit do alkalického roztoku.
11. Vezměte štětec a vetřete tři kousky fotorezistu do alkálie, postupně se nevyvinutý fotorezist smyje:
Alkálii nemůžete vylít, ale nechat na další desce nebo smýt fotorezist po leptání, ale o tom později...
12. Leptání desky:
Nejdostupnější jsou dvě metody: leptání chloridem železitým nebo peroxidem + kyselina citronová a sůl. Nebudu psát o chloridu železitém, ale pravděpodobně to popíšu pomocí peroxidu:
- 100 ml. peroxid vodíku 3% - prodává se v lékárně za 7-12 rublů
- 30 gr. kyselina citronová (k dostání v každém obchodě s potravinami)
- 1 polévková lžíce. lžíce soli (stačí jemná i kamenná sůl)
To vše se smíchá v nádobě a deska s hotovým fotorezistem se tam ponoří, po chvíli se na desce objeví bublinky:
A po nějaké době bude „holá měď“ zcela vyleptána:
Mimochodem, pokud leptáte při vyšší teplotě, třeba žárovkou nebo ve vodní lázni, tak se leptání zmenší o tři, hlavní je to nepřehánět, jinak přebytek naleptá...
13. Nejpohodlnější způsob odstranění fotorezistu je ve stejné alkálii, ve které se smyl nenaleptaný fotorezist po 20 minutách sám odpadne a není třeba nic třít...
A tady jsou moje "výseky": 
Sice ne výrazná, ale stejně za všechno může neopatrnost, nevšiml si vzduchových bublin pod fotorezistem ani přehřátí...
Mám následující desku „čistou“: 
14. Dále vyvrtejte otvory a pocínujte desku: 
15. Připájejte všechny díly a smyjte přebytečné tavidlo: 
SMD součástky jsem pájel čínskou infračervenou pájecí stanicí, velmi pohodlné: 
To je vše, to nejtěžší je za námi, zbývá jen otestovat dráhy na zkrat a začít programovat čip.
Programování atmega644
1. Chcete-li začít s programováním, musíte do něj nahrát bootloader. S tím není těžké udělat pomocí Arduina UNO, ale nejprve si musíte stáhnout a nainstalovat program.2. Další krok v nainstalovaný program ihned přidat nebo odebrat hotovou sestavu:
3. Nahrajte skicu ArduinoISP do UNO:
4. A připojte naši desku k UNO:
Podle návodu na náčrt:
// název pinu // reset slave: 10: // MOSI: 11: // MISO: 12: // SCK: 13:
Dopadá to podle mého schématu takto:
5. Dále nainstalujte naši desku do nastavení a načtěte bootloader:
Pokud vše proběhlo v pořádku, zobrazí se zpráva: „Bootloader recording complete“
V tomto okamžiku je načítání bootloaderu dokončeno, můžete připojit displej, tlačítka, teplotní senzor a plnit
Automatizace v moderní společnost- nutné opatření, protože v digitální věk Je nesmírně důležité eliminovat lidský faktor v různých průmyslových odvětvích za účelem standardizace a zlepšení kvality produktů. Existují také oblasti, kde lidé prostě nemohou dělat to, co jsou schopni roboti, například výroba nanomateriálů a mikroobvodů.
Automatizace však nepomáhá jen ve výrobě, ale může se hodit i běžnému člověku. Například automatizace pro pivovar využívající Arduino může výrazně zjednodušit proces výroby produktu. Pojďme zjistit, jak může pomoci automatizace pro nápravu na Arduinu a další věci, a podívejme se na příklady.
Hlavní výhody automatizovaných systémů založených na mikrokontroléru Arduino
Nikdo vám nezakazuje pájet si vlastní desku a programovat si ji sami pomocí nízkoúrovňových jazyků. Automatizace pomocí Arduina a hotových mikrokontrolérů však značně usnadní celý proces a ušetří čas. Je totiž mnohem jednodušší koupit si hotový produkt se sadou knihoven a přizpůsobit si ho svým potřebám. A cenově dostupná automatizace na Arduino mega 2560 může být užitečná v mnoha oblastech života, od hlasových spínačů pro chytrou domácnost až po elektrické západky s detektorem pohybu. Hlavní výhody, kterými je automatizace Arduino známá, jsou:
- Nízká bariéra vstupu. Není potřeba získat inženýrské vzdělání, stačí se podívat na pár výukových videí a mít základy programování.
- Velké množství již připravených knihoven. Arduino používá v celém SNS mnoho nadšenců do robotiky až do té míry, že se výroba různé elektroniky stává jejich koníčkem. V souladu s tím je komunita uživatelů online extrémně aktivní, zveřejňuje velké množství prázdných míst a je připravena vám pomoci vyřešit jakékoli problémy. Kvalita knihoven trpí nízkým vstupním prahem, ale nikdo vám nezakazuje vytvářet si vlastní, stačí nastudovat sémantiku jazyka C++ nebo použít hotové překladače.
- Velké množství periferií. Nezáleží na tom, zda potřebujete automatizaci skleníků na bázi Arduina nebo světelný senzor, najdete zde libovolné moduly, včetně zvukových senzorů a rozpoznávačů hlasu. Ano, některé desky stojí hodně peněz, ale vždy se dají najít levné analogy, např. wi-fi modul od výrobců třetích stran esp8269, který stojí 10krát méně než oficiální.
- Mnoho informací. Jakýkoli problém, kterému čelíte, již řešil někdo jiný a pravděpodobně najdete řešení na Googlu. K dispozici je také kompletní literatura, do které můžete nahlédnout.
Nemyslete si však, že Arduino nemá žádné chyby. Deska je pověstná svým nízkým výkonem. Ve zvláště složitých úkolech a kdy velké množství Doba odezvy kódu může dosáhnout 1 sekundy, což je pro mikrokontroléry nepřijatelné. Flash paměť většiny modulů nepřesahuje 1 MB, což nestačí na vytváření neuronových sítí nebo používání mediálních souborů. Samozřejmě můžete připojit pomocnou paměťovou kartu, ale to zvyšuje dobu odezvy, vyžaduje další zdroje pro její napájení a provádí se poloručním způsobem.
Nicméně jednoduché automatizované systémy, například pro vaření piva nebo skleníky, nevyžadují ani zlomek prostředků, které může představenstvo poskytnout. V souladu s tím bude většina uživatelů považovat tyto nedostatky za nesmyslné. Pokud se rozhodnete sestavit si vlastní 3D tiskárnu nebo složitější design, měli byste se blíže podívat na analogy. Ale překážka vstupu pro konkurenty Arduina bude mnohem vyšší.
Příklad automatizace procesů na bázi mikrokontroléru Arduino
Nejjednodušším příkladem automatizace procesů může být skleník využívající Arduino. Pro vytvoření jakéhokoli systému stojí za to jasně definovat úkoly, které musí vykonávat. Na příkladu skleníku by to bylo:
- Vytvoření zvláštního klimatu.
- Včasné zapínání a vypínání osvětlení.
- Včasné zavlažování rostlin a udržování vlhkosti vzduchu na stejné úrovni.
Na základě těchto úkolů si můžete okamžitě všimnout, co budete muset koupit pro základní desku:
- Senzor teploty. Zajistí, aby se vzduch neohříval ani neochlazoval v rámci limitů předepsaných programem. Pokud se teplota změní, deska zapne klimatizaci nebo elektronické baterie.
- Světelný senzor. Samozřejmě se můžete omezit softwarové řešení a kupovat drahé lampy s imitací denního světla. Pokud ale chcete vytvořit plnohodnotný skleník, pak bude mnohem pohodlnější nainstalovat automatický strop, který bude řídit Arduino.
- Senzor vlhkosti. Zde je vše stejné jako u teploty, podle předepsaného scénáře deska v případě potřeby zapne postřikovače a zvlhčovače.
Když si zakoupíte všechny potřebné moduly, zbývá je už jen naprogramovat. Vždyť bez kódu jsou to jen kusy hardwaru, které nejsou ničeho schopné.
Programování mikrokontrolérů Arduino pro automatizaci procesů. Příklad
Stejně jako v předchozím bodě je pro programování důležité rozdělit úlohu do samostatných dílčích bodů a provádět je postupně. Programování Arduina probíhá díky příkazům v rozhraní AT a AT+ s využitím připravených knihoven. V souladu s tím jsou všechny skripty napsány ve speciálním prostředí v C++ a než něco uděláte, věnujte čas studiu jeho sémantiky. Kromě provádění jednoduchých funkcí je systém také schopen ukládat skripty do flash paměti, což je to, co v tomto příkladu potřebujeme.
Nezapomeňte, že informace z každého senzoru přicházejí v reálném čase a jako proměnné, ale můžete omezit dobu odezvy, protože není třeba utrácet prostředky a neustále měřit každý parametr. Podle toho nastavte dobu zapnutí a vypnutí pro každý senzor nebo nastavte dobu odezvy na určitou dobu.
Mnoho lidí dnes sní o životě v „chytrém“ domě. Komerční řešení jsou ale v dnešní době odpudivá kvůli značné ceně. Naštěstí si můžete vytvořit svůj vlastní systém domácí automatizace pomocí levných a snadno dostupných komponent.
Tento materiál vám ukáže, jak ovládat domácí spotřebiče, v našem případě lampy, pomocí zařízení Android a Arduina. Navíc, i když s programováním začínáte a nemáte žádné zkušenosti s psaním programů pro Android, tento projekt zvládnete bez problémů dokončit.
Projekt bude vyžadovat pár prvků: desku Arduino nebo jakýkoli klon, modul rozhraní Bluetooth TTL-UART s provozním napětím 5 V, několik relé a pro ně ovladač (ovládací obvod) a samozřejmě smartphone popř. tablet na Androidu.
Tento projekt obsahuje dvě samostatné části: hardwarový řídicí obvod a aplikaci pro Android. Komunikace mezi řídicím obvodem a aplikací pro Android probíhá pomocí bezdrátového rozhraní Bluetooth. ASCII příkazy jsou odesílány z telefonu do Arduina, které jsou dále dešifrovány a reprezentovány jako příkazy pro zapnutí nebo vypnutí konkrétního domácího spotřebiče.
Vývojáři aplikací pro zařízení Android většinou znají programovací jazyk Java, ale v tomto případě není znalost tohoto jazyka vyžadována, protože existuje poměrně jednoduché a srozumitelné online vývojové prostředí App Inventor, vytvořené na MIT. Je speciálně vytvořen pro lidi, kteří nerozumí programování v Javě, a nabízí sestavení aplikace vizuálně z bloků operací. Náš program pro Android vypadá takto:
Můžete si stáhnout zdrojový kód programu skládající se z bloků v App Inventoru a samotného programu s příponou apk.
Nyní musíte sestavit obvod, jak je znázorněno na obrázku níže.
Vezměte prosím na vědomí, že linka RX na Arduinu musí být připojena k lince TX Bluetooth modul a linka TX na Arduinu by měla být připojena k lince RX modulu Bluetooth.
Pro programování desky Arduino musíte mít nainstalované Arduino IDE. Níže je skica pro Arduino.
const int led1 = 2; const int led2 = 3; const int led3 = 4; const int led4 = 5; byte serialA; void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); pinMode(led3, OUTPUT); pinMode(led4, OUTPUT); ) void loop() ( if (Serial. available() > 0) (serialA = Serial.read();Serial.println(serialA);) switch (serialA) ( case 1: digitalWrite(led1, HIGH); break; case 11: digitalWrite(led1, LOW); přerušení 2: digitalWrite(led2, LOW);
Poté, co jste nahráli skicu v Arduinu a nainstalovali aplikaci pro Android, musíte se připojit k modulu Bluetooth z telefonu. Chcete-li to provést, zapněte napájení Arduina a modulu Bluetooth a aktivujte Bluetooth na svém telefonu, aby bylo viditelné pro všechna zařízení. Poté můžete tento modul najít v seznamu hledání dalších zařízení Bluetooth. Zadejte párovací kód, který je obvykle „1234“ nebo „0000“.
V tomto případě bude mít zařízení, se kterým párujete, název. Po spárování zapněte aplikaci EG-HOME a stisknutím tlačítka Bluetooth vyberte spárované zařízení v programu. Poté bude váš telefon připojen k řídicímu obvodu a stisknutím příslušných tlačítek zapnete nebo vypnete lampy.
V roce 2014 jsem narazil na video muže, který vyrábí pivo z koncentrátu pivní mladiny. Nadchla mě myšlenka vaření piva a pak to začalo...
Vařit pivo z konzervy mě po 2. době přestalo zajímat a rozhodl jsem se přejít na celozrnné. Jednou jsem uvařil pivo na plynu a uvědomil jsem si, že to není moje metoda. Rozhodl jsem se, že to udělám automaticky. Večery se staly zajímavějšími. Zapletl jsem se do programování natolik, že jsem kódoval do 2-3 hodin ráno. Bylo potřeba provést testy v reálných podmínkách. V popelnicích jsem vyhrabal kotel a broušené sklo.
A tím jsem skončil
Nyní vám řeknu, jak takovou automatizaci provést.
Pro začátek budeme potřebovat následující podrobnosti. Koupil jsem je v Číně.
ssd1289 nebo ili9341.
Polovodičové relé pro ovládání topného tělesa (nebo schéma zapojení)
Polovodičové relé pro ovládání čerpadla (pro AC čerpadlo) nebo (pro DC čerpadlo)
Tepelné čidlo nebo popř
Napájení 7,5-9V 1A. Například
Konektory pro připojení teplotního čidla a čerpadla a
(více )
(bzučák)
Odpor 4,7 kOhm
Nízkonapěťový obvod
Napájecí obvod. Buď opatrný. Pokud si nejste jisti, věřte profesionálům.
Průřez vodiče bereme v závislosti na celkovém výkonu čerpadla a topného tělesa. Pevné topné těleso vyžaduje radiátor, protože... Příliš se nezahřívá. Vše nacpeme do krabice. Nahrajeme firmware, nakonfigurujeme jej a uvaříme pivo.
(návod uvnitř)
Základní funkce mi ale nestačily. A rozhodl jsem se zapnout wifi. Koupil jsem modul ESP8266 na Aliexpress. Zároveň jsem si modul objednal, protože... Kluci z fóra opravdu požádali o implementaci do projektu (můžete to udělat bez toho). A zapojené podle následujícího schématu
Pro napájení wifi modul potřebujeme 5V napájení. Nemůžete používat arduino. Můžete použít samostatný zdroj nebo převést 9V na 5V. K tomu si můžete sestavit jednoduchý obvod se stabilizátorem napětí nebo si koupit hotový od Číňanů. Například (existuje spousta dalších možností).
Dalším krokem je flashování našeho modulu firmwarem NodeMCU. Stažení. Pojďme spustit. Klikněte na Start a počkejte, až se dokončí nahrávání firmwaru. Ptal ses? To je skvělé. Nyní načteme skript. K tomu potřebujeme. Existují samozřejmě i další programy jako . Ale nepodařilo se mi je přimět k práci s mým modulem. V ESPloreru vytvoříme nový soubor init.lua s následujícím obsahem:
Změna jména wifi sítí a heslo pro vaše. Nastavte rychlost na 9600. Stiskněte tlačítko „Otevřít“ (pokud se nepřipojí, může pomoci stisknutí tlačítka reset na modulu). A klikněte na „Uložit do ESP“. Po stažení skriptu by se měl modul připojit k vašemu routeru. Můžete to zkontrolovat tak, že se přihlásíte do routeru a podíváte se na klienty DHCP. Pokud tam váš modul není vidět, něco se pokazilo.
Webové rozhraní obsahuje následující funkce.
1. Monitorování procesu. Můžete sledovat teplotu, stav čerpadla, výkon rmutování a vaření. Webové rozhraní je vybaveno zvukovým alarmem.
2. Nahrajte recepty do paměti ovladače a na flash disk.
3. Konstrukce globálního grafu celého procesu vaření.
Přihlaste se do webového rozhraní
