Automaatio

Töistä ostettua "romua". Yli tulvineilta altailta pahasti uineita ja totaalisesti kastuneita Siemensin Sitrans LU ultraääni probeja pinnanmittaukseen. Nämä ei käynnistyneet enään vaikka pari päivää niitä yritti kuivatella


Nyt nämä ovat kuivuneet pari vuotta. Katsotaan kuinka käy


Koekytkennät käynnissä


Katohan perhana! Toinen lähti käyntiin! Ja vaikuttaa reagoivankin oikein! Jee! Myöhemmin sain tuon toisenkin kuntoon kun avasin laitteen ja juotin muutaman liitoksen, kopsuttelin varovasti(ja en niin varovasti...)


Noilla probeilla on rajoituksensa. Pinta ei saa olla liian lähellä anturin kärkeä, vaan vähintään 25 senttiä pitää jäädä väliä. Leikkelin viemäriputkesta tuollaisia 40 sentin pätkiä


Probelle sopivat reijät muovilevyyn


Muovilevyt ja putket liimauksessa. Olen optimistinen, jospa noita probbeja saisi joskus yhteensä 4kpl käyttöön


Tynnyrin päälle piirsin putkella ensin ympyrän


ja sitten nakertajalla nakersin reijän tynnyriin. Tuolla nakertajalla ei tipu moskaa tynnyrin sisälle


Siinäpä aukko! Piti jättää vähän "hartijaa", että saa putken tuohon kiinni. En tiedä sitten jäikö sitä liikaa ehkä..? Probe saa ehkä tuosta väärän kaiun


Tuolta näyttää kun putkeen katsoo sen ollessa paikoillaan


Ensimmäinen valmistunut pinnanmittaus


Tosi tarkasti piti suunnata probe, että se sai oikean kaiun öljyn pinnasta. Probe piti tietenkin ohjelmoida ensin, että se tietäisi kuinka pitkästi on anturin kärjestä matkaa tynnyrin pohjaan, ja mikä on pinnan tyhjä ja täysi rajat. Tuon mukaan tynnyrissä olisi öljyä nyt 48.9 senttiä, mikä voisi varsin hyvin pitää paikkansa

En muista selitinkö jo tästä kosketusnäytöstä..? Eli ostin tutulta tämän noin 10 vuotta sitten. Arvelin että joskus tälle tulee kyllä käyttöä. Ehkä nyt? Windows CE käyttiksellä, ja tosi hämärällä piirilevykiintolevyllä(IDE). Jenkeistä löyty vastaava, mutta puolet isompi kooltaan. Ja sen toki ostin


Rakentelin näytölle kotelon, vedin verkkojohdon, sähköt, sarjaliikennekaapelin. Kytkin COM1 liittimeen juottamani D-liittimen, ja piuhan toinen pää logiikalle. Data ei siirtynyt. Taistelin parin viikon ajan, ja luovutin homman lähes kahdeksi vuodeksi! Kunnes nyt jatkoin jälleen


Näyttö siis tuollaista mallia. Ja tarpeeksi kun googletin, niin löysin sittenkin manuaalin tuolle! Jota siis ei löytynyt pari vuotta sitten


Ja manuaalista löytyi sitten COM -porttien kytkentäohje! Otin käyttöön RS485 2wire:n, ja juottelin uuden liittimen ohjeen mukaan


No ei alkanut taaskaan toimimaan, ja hermo meinasi mennä. Meni taas viikko eteenpäin, kun keräsin rohkeutta. Paikallisnäytön asetuksia sitten selailin sekuvain läpi, ja kappas! Siellä oli _toisessakin_ paikassa kohta, josta pitää valita mitä porttia käytetään! Eli kahdessa paikassa piti olla valinta oikein! Ja olin aikaisemmin löytänyt vain sen toisen


Sitten tietokoneella näytönhallintaohjelmalla koodailemaan ja testailemaan, miten onnistuisin saamaan logiikalta dataa näytölle


Helekutan monen yritä-erehdy kierron jälkeen sain kuin sainkin näytölle tuotua jo jotain! JEE! Jatko ehkä helpompaa nyt kun tietää että laitteet toimii

Lämmön talteenotto savukaasuista.

- Jäätyminen
Okei, melkein olisi tehtävä nesteellä. Vesi jäätyy talvella, joten glykoli-vesi -seos pitää olla.

- Kiehuminen
Savukaasut on kierrätettävä jotenkin lämmön talteenottolaitteiston kautta, ja tarvittaessa ajettava ohi siitä. Jos savu menee kokoajan lämmön talteenotto-osien kautta, niin sisällä oleva neste kiehuu taatusti. Varsinkin häiriötilanteissa, tai jos lämpöä ei voi käyttää mihinkään

- Savupiipun korroosio
Jos savukaasut ovat liian kylmiä, niin kaasussa oleva rikkidioksidi ja kosteus synnyttää rikkihappoa. Ja se ei tee hyvää piipulle.

Tarvitsen siis automaation lukemaan savukaasujen lämpötilaa tuon lämmöntalteenottimen jälkeen. Ja myös ohitustilanteessa, että saa parhaan hyötysuhteen normaalissa lämmityksessäkin.

"Pakokaasujen lämpötila pitäisi aina olla yli 100°C kun se lähtee savupiipusta. Jos lämpötila laskee alle tuo sadan asteen, palokaasuissa oleva vesihöyry tiivistyy vedeksi, reagoi savukaasuissa niinikään olevien rikin oksidien kanssa ja syntyy rikkihappoa"

Kattila on "yläpalokattila", jossa savukaasut poistuu tulipesän ylälaidasta. Näissä suositellaan savukaasujen lämpötilaksi piipun alussa 280-350 astetta, Todella hyvä lämpötila ollut jolllain 330-350 asteessa. Koska kattilat ja piiput erilaisia, pitää vain testailla ja hakea sopivat lämpötilat. Ja tutkia lisää nettiä. Mutta jos nyt pyrkisi pitämään tuossa 280-350 asteen välissä savukaasut aluksi.

Netissä joku kirjoitti, että rajottamalla imuilmaa alkaa ilmaantua savua. Eli palo tapahtuu epätäydellisesti. Suositeltiin käyttämään savukaasujen rajoitusta... Tätä pitää miettiä, miten tuon voi toteuttaa... Nyt on jo savupellillä ohjaus, mutta se on "täysin auki" ja "täysin kiinni" -tyyppinen. Ehkä tuohon voisi lisätä jonkinlaisen hienosäädön vielä?

Öljyllä savukaasujen suosituslämpötila on 125-150 astetta.

Voisiko ja pitäisikö jäännöshappea vielä mitata? Ja sen perusteella tehdä säätöä... Mitenköhän toimisi normaali auton laajakaistalambda tuossa käytössä? Ja paljonko pitää olla jäännöshappi savukaasuissa? Pelkona nimittäin kun pitää saada savukaasuja viileämmiksi, niin liikaa säätäessä kaikki kaasut ei palakkaan pesässä vaan menee raakana piipusta läpi. Savukaasut kyllä jäähtyy, mutta hyötysuhde huononee huomattavasti.

"Jäännöshapen määrä vaikuttaa oleellisesti kattilan hyötysuhteeseen ja saadaan pysymään noin 6-8% pitoisuudessa aiheuttamatta kaasumaisia/hiukkasmaisia päästöjä hyvällä polttoaineella. Pysyvyys on myös merkki tasaisesta palamisesta pesässä ja edellyttää ns.happisäätöä toisioilmalle. Jäännöshapen huomataan hieman laskevan polttoaineen kosteuden noustessa ja hiilimonoksidin olevan pienimmillään noin 8 % jäännöshappi pitoisuudella. Erittäin kuumissa tulipesissä jäännöshappi saadaan 5-7% pitoisuuksiin aiheuttamatta hiilimonoksidin syntymistä"
Eli 6-8% jäännöshappi vaikuttaa olevan sopiva hapen määrä?

"Energiatehokkain öljyliekki on kirkas ja lyhyt. Mitä kirkkaampi liekki on, sitä kuumempana öljy palaa ja sitä enemmän öljyn energiasisältö vapautuu lämpösäteilynä. Kirkkaan valkoinen liekki sinisillä kärjillä on hyvä esimerkki kuumasta kevytpolttoöljy liekistä."

"...jäännöshappi on vähintään tasolla 4,8 % ja että liekki on mahdollisimman lyhyt sekä kirkas."

"Palotilanne on hyvä silloin, kun liekki on selvästi alle puolen pesän mittainen ja siinä on siniset kärjet."

"Tapauksesta riippuen polttimen, kattilan ja hormin yhteiset ominaisuudet voivat vaatia sopivaa liekin ulkonäköä tavoiteltaessa jäännöshapen arvoksi yli 6 % ja CO arvoksi n. 100 ppm."



- Eli logiikkaohjelma pitää haistella savukaasujen lämpötilaa. Alle 280 astetta, niin avataan imua/savupeltiä.
- Yli 350 asteessa aletaan rajoittamaan virtausta.
- Lämmön talteenoton pelti auki(ja samalla ohituspelti kiinni) savukaasujen lämmön ollessa esim 250 astetta
- Lämmön talteenoton pelti kiinni(ja ohituspelti auki) veden ollessa 90 astetta
- Lämmön talteenoton kiertovesipumpun käynnistysraja veden ollessa esim 35 astetta, ettei päivällä ulkoilman lämpö käynnistä pumppua suotta
- Jäännöshapen mittauksen perusteella säätöä. Pyritään 6-8% jäännöshappeen, säädetään toisiohappea tuloksen perusteella.
- Tulien sammuttua pelti kiinni automaattisesti, samoin ensiö- ja toisioilmaluukut.
- Öljynpolttimen ollessa käytössä eri asetukset, koska savukaasut ovat huomattavasti viileämpiä kuin puulla lämmitettäessä.

Kertynyt muutama tynnyri dieseliä, jossa on seassa vettä. Viime keväänä viimeksi, kun yllättäen olikin farmisäiliössä yli 90 litraa vettä! Dieselin seassa siis. Melko huonosti kävi laviska Tästä olikin juttua, täällä: projektit.biz/index.php/foorumi/projekti...i-taro?start=12#1043
Nyt mietin mitä tuolle käyttökelvottomalle litkulle voisi tehdä. Hävittäminenkin taitaa maksaa jotain, mutta sitäkin pahempaa on se tunne... Laittaa nyt jotain mahdollisesti käyttökelpoista ihan hukkaan! Joten mietin jotain tällaista. Havaitsin, että aika helposti separoitui vesi ja diesel selvästi erottuviksi kerroksiksi jo viikossa. Jos pumppaisi kaiken litkun tuollaiseen isoon säiliöön, ja antas siellä separoitua rauhassa. Jollain sensoreilla ehkä vielä tarkkailee tilannetta? Sitten vain laskee omiin säiliöihin, niin ehkä tuo pinnasta otettu palaisi vaikka öljynpolttimessa?


eBaysta tuli muutama mullan kosteuden mittaavaa värkkiä. Alle 20 senttiä kappale, eli tuossa on 1,20€ setti Sisältää itse anturin, joka tökätään maahan, ja vahvistimen joka antaa 0-5V jännitteen tai digitaalisen signaalin. Nähtävästi tuosta potikasta säädetään digitaaliselle signaalille raja. Testannut en ole, mutta uskoisin että tuossa litkussa oleva "vesi" ja diesel johtaa erilailla sähköä. Ja tähän eroon nyt perustuu tämä mittaus. Valmista värkkiä en löytänyt, ainakaan edullista. Useita satoja euroja maksavia tuli kyllä vastaan, mutta ei tällaista budjettihommaa. Ja jos tämä mittaus ei toimi, niin säiliöstä näkee silti silmämääräisestikin separoitumisrajan


Juotin johdot kiinni antureihin, ja varalta vielä suojasin johdot ja juotokset kuumaliimalla


Muoviputkeen kiinni anturit. Alin tulee säiliön pohjalle, seuraava 20 senttiä ylemmäksi ja samalla jaolla loputkin


Laudanpalaa voi hienosti käyttää asennuslevynä Siinä on 5kpl vahvistimia yhdessä paketissa. Vasemman puolen liitinrimaan tulee kahteen ylimpään käyttöjännite +5VDC ja maa, ja seuraaviin tulee vahvistimilta lähtevät analog signaalit. Alin vahvistin on ykkönen, ja kytketty alimmalle anturille. Ehkä paketoin tämän vahvistinpaketin ja Arduinon samaan koteloon. Jos vielä MODBUS väylällä saisi sitten dataa siirrettyä, niin voi etänä seurailla miten tilanne muuttuu

Yksi anturi ja vahvistin jäi tuosta yli. Ajattelin, että vahvistin saa jäädä varaosaksi, ja anturi taas kalibrointityökaluksi. Otan mukillisen vettä, mukillisen dieseliä, ja mukillisen veden ja dieselin seosta, ja niillä tutkin johtavuuseroja. Pääsee jonkinlaiseen käsitykseen, miten nuo seokset sitten johtaa sähköä.

Arduino Unossa olisi sopivasti 6 analogia sisääntuloa, mutta jos haluan vielä lämpötilan yhdeksi mittatiedoksi niin sitten joutuu laittamaan jonkin muun Arduinon. Tai sitten käytän lämpötilamittauksessa toisen logiikan mittausdataa! Koska tuolla tilassa jokatapauksessa on jo mittaus. Eli Uno on sopiva tähän projektiin. Toistaiseksi en muita tuloja tai lähtöjä tarvitsekkaan. Ehkä myöhemmin pumppujen ohjauksia tms? Vaikka mieluummin olen kyllä itse tarkkailemassa tilannetta.

Jatketaan samalla linjalla. Kyllä tuo puu on ihan ok kiinnitysalusta logiikalle Kuvassa näkyy vielä näyttö, joka tarvitsee toimiakseen kaksi analog linjaa. Ja niitä ei valitettavasti ole tuossa Arduino Unossa ylimääräisiä; kaikki 6 kanavaa tulee käyttöön


Siinä näytön takaosa, ja näytössa kiinni oleva I2C väyläohjain. Tuolla ohjaimella saa näytön toimimaan 4 johtimella, 2 jännitteelle ja kaksi itse näytön ohjaukselle. Nyt kun tuo ohjain pitää poistaa, ja näyttöä käyttää digitaalisilla signaaleilla. Johtoja tulee huomattavasti enemmän, mutta saapahan analog linjat käyttöön


Siinä näyttö vaihdettu väyläohjatusta suoralle ohjaukselle. Näytön pinneissä 1=maa, 2=+5VDC, 3=10k potikan keskimmäinen jalka(laidat +5VDC ja maa), 4=Arduinon digitaalinen pinni 12, 5=maa, 6=Ardu pin11, 11=Ardu pin 5, 12=Ardu pin 4, 13=Ardu pin 3, 14=Ardu pin 2, 15=+5VDC ja 16=maa


Näytön testausta, hyvin toimii Potikkaa kääntelemällä sai merkit näkymään


Kirjottelin ohjelmaa ja testailen sitä. 6 anturia jotka luetaan, ja kirjoitetaan luettu arvo tähän serial monitoriin. Ja myös käänsin sen 0-100 arvoksi.


Hupsista, pikku bugi. En tyhjennä näyttöä missään välissä, niin 3 numerolla esitetty arvo (siis 100) muuttuu kaksinumeroiseksi (eli alle sadaksi) niin se viimeinen nolla jää näkyviin. Hetken mietin miten tuon korjaisin, teenkö sen näytön tyhjennyksen välillä ehkä? Päädyin kuitenkin siihen, että tuo muutettu arvo onkin alle sadan maksimissaan Toiseen suuntaan olisi varmaan sama ongelma, eli alle 10 lukemilla... Mutta niin pieneksi en lukemaa millään testillä saanut menemään, joten tästä ei tule ongelmaa


Kas näin Samalla sai puristettua merkit pienemmälle alueelle, jää näytön loppupäähän tilaa jollekin muulle mahdolliselle asialle. Näyttö siis 2 rivinen, ja 16 merkkiä per rivi


Komeessa kotelossa nyt näyttö paikoillaan


Viime silaukset, eli nimimerkki näyttöön ja vähän teippiä kehyksiksi


Ja sitten testejä. Testit siis tein yhtäaikaa rakentamisen lomassa, vahvassa uskossa että homma toimii


Siinä pari testikuppia lisää. Tuossa missä anturi nyt on, on puhdasta dieseliä. Tai siis marjakiisseliä, polttoöljyä. Keskimmäisessä kupissa on puolet vettä, puolet dieseliä. Ja sekoituskeppi, kun ei ne liemet halua näköjään sekoittua millään Ja puhdasta vettä siinä viimeisessä kupissa


Keskimmäisen kupin vesi-dieselin itseseparoituminen käy ilmi hienosti tästä kuvasta. Sekoittamisen jälkeen annoin nesteen olla noin 10 sekuntia ennen kuvan ottoa, ja nyt jo näkee rajan todella selvästi


Testailin siis anturia eri nesteissä, myös ilmassa. Tässä anturi ilmassa, ja lukema 5V. Serial monitorilla lukemat ei samalla skaalalla kuin tekemäni ohjelman lopullisessa versiossa


Mittaustuloksia. Tuo veden mittauksen lukeman muuttuminen mietityttää... Hapettuisiko anturi ollessaan vedessä? Tai tapahtuuko jokin elektroninen hässäkkä, joka muuttaa tulosta vähitellen? Pitää tutkia vielä miten käy pidemmän altistuksen aikana


Siinä testiympäristö. Katsotaan miten käy. Anturit astiassa, Arduino näyttöineen kontin päällä


Aargh, jokin bugi? Tällainen tuli kun porakonepumpulla pumppailin vesidieseliä konttiin. Otti vähän häiriötä sähköverkosta


Sähköt kun käytti poissa, niin johan toimii taas. Pitääköhän sittenkin koodailla sittenkin näyttö niin että jokaisen kirjoitusprosessin jälkeen näyttö tyhjennetään ja taas kirjoitetaan lukemat..? Tai sammuttaa koko laite siksi aikaa kun sitä ei tarvita

Haluan mittailla lämmityskattilan savukaasujen lämpötilaa. Anturi ei suoraan kestä sellaista mittausta, vaikka lämpötila-arvot olisikin sopivat. Mutta tuollaisella mittataskulla homman pitäisi saada toimimaan. eBay ostos, muutamia euroja makso parikymmentä mittataskua. Nyt vain pitää kehittää jotain millä tuon taskun saa kiinni savupiippuun. Tässä on toisen päivän hahmotelma aiheesta Tuollaisia vesi/paineilma nippoja ajattelin hyödyntää. Oikeanpuolimmainen on alkuperäinen. Vasemmanpuolimmainen vähän muokattu. Helmi oli juuri sopiva tuolle 6mm putkelle, mutta itse nipasta ei tuo putki sopinut läpi. Poralla nätisti suurensin, niin johan menee mittatasku nipasta läpi


Siinä valmis mittatasku Sitten vain savupiippuun reikä kylkeen, ja kierteet siihen. Anturin saa pujotettua tuonne taskuun helposti, kunhan sellaisia tulee. Jälleen eBay, useampia malleja tilasin. Perus Pt100 mutta oli ilmoitettu lämpötila-alue 0-800 astetta. Ja vastaavalla alueella olevia K-tyypin antureita. Pt100 siis lämpötilan mukaan muuttuva vastus, ja K-tyyppi antaa lämpötilan mukaan millivoltti jännitettä. Saa nyt nähdä kummat tulee perille, Pt100 anturi ja sille sopiva lähetin, vai K-tyypin anturi ja sille sopiva lähetin


Ja sitten piipun kimppuun! Seinän varresta purin jo suojapellit ja eristeitä


Samalla ajattelin tehdä sen lämmöntalteenoton, mitä mietin aikaisemmin. Paitsi että sain idean! En käytäkkään lämmön välitysaineena nestettä, koska sitä hankala käsitellä. Kiehuminen ja jäätyminen ongelma, ja pitäisi pumppuja ja luukkuja käytellä. Liian monimutkainen saatuun hyötyyn nähden. Poistin tuollaiselta osuudelta villoja, ja tein kuvassa ylhäällä näkyvän reijän suojapeltiin


Tuossa on ongelman aiheuttaja. Tuo vesi-ilpon ulkoyksikkö karahtaa välillä jäähän, ja jostain syystä sopivalla kelillä automatiikka ei vain osaa lähteä tuota sulattamaan! Eli kun ulkolämpö on asteen pari pakkasella, niin silloin menee jäähän. Mutta kovemmilla pakkasilla ei mitään ongelmaa. Tuohon siis haluaisin sulatusapua. Joku sanoi, että ilpon järjestelmässä on liian vähän kaasua. Voi olla mahdollista, pitää käyttää asiantuntijaa paikalla jossain vaiheessa


Nyt kun tuo kattilalta tuleva, ja savupiippuun menevä putki(savusola?) on tuossa nätisti näkösällä, niin porasin lämpöanturille reijän. Ja sitten putkikierre poraamaani reikään. En nyt muista mikä tuo koko oli, mutta nousu on ainakin eri kuin normi millisissä kierteissä


Mittatasku paikoillaan!


Savupiipun suojapelteihin poraamani aukkoon laitoin ilmanvaihtoputken kauluksen, ja siitä pieni pätkä suoraa putkea. 90 asteen mutkalla ylöspäin, ja siellä toinen 90 asteen mutka. Ja taas pätkä putkea. Eli tuolla on tarkoitus siirtää lämpöä ilpolle. Ja ilman väliaineita! Suoraan putken kyljestä otan ilmavirralla lämpöä


Tuo seinään menevän osan suojapeltien pohjassa on valmiiksi tehtynä 125mm reikä. Eli ilpolle menevä putki saa lämpönsä sen kautta, kulkee savusolaputken pintaa pitkin suojapeltien alla, ja pätkänmatkaa piipun pintaa pitkin vielä ylöspäin. Eristysvilloja on savupiipussa edelleen lähes ympäri saakka, vain pieni kulkuväylä ilmalle tehty eristeisiin. Tuohon tarkoitus laittaa vielä jokin esim 24V laitetuuletin, joka puhaltaa kuuman ilman lämpöpumpun ulkoyksikölle. Ja sen ohjaus tulee logiikalta, jolle menee tieto savukaasujen lämpötilasta. Puhallin ei pyöri jos savukaasut on liian kylmiä, niin ei piippukaan vaurioidu. Eli siis rikkidioksidi ja kosteus ei tuota rikkihappoa liian viileän piipun sisäpintaan. Kas näin! Ei tarvinnut savukaasuja ohjailla mihinkään, eikä tarvinnut vesipumppuha, lämmölle varaavia säiliöitä, kiehumisen estäviä asioita, glykolia ynnä muuta. Pelkkä edullinen laitetuuletin riittää, tai mahtaahan tuo ihan vain lämpimämmän ilman nosteen takia toimia ihan passiivisestikin!


En tiedä vaatiiko tuohon vielä jotain suutinta, ilmavirran ohjausta varten? No, tämän näkee kun värkkiä testailee Ja sekin pitää tutkia tarviiko tuo putki eristeitä? Kuvassa näkyvät mustat eristetyt putket menee aurinkokeräimille, joiden kytkentään paikallinen putkimies ei ole kerennyt tulla tekemään, edelleenkään. Vastahan nuo on olleet tuolla valmiina odottamassa pari vuotta...