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!

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.

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.

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.

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!

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.

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)

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.