PID Терморегулятор для домашньої пивоварні на STM32F100C8T6 & DS18B20

     Вітаю. Вашій увазі представлено проект ПІД-терморегулятора, який було розроблено з метою 

технологічного покращення процесу затирання пивного сусла. У цьому процесі важливо витримувати температурні паузи стабільної температури на протязі певного фіксованого часу.

Наприклад: 72*С - 60хв,  76*С - 10хв, 78*С - 40хв. 

    Замість того, щоб стояти біля газової плити і регулювати температуру руками, орієнтуючись на показання термометра вставленого в сусло, було прийнято рішення автоматизувати цей процес.

Параметри: 

• Діапазон температур - 1..100 град (автор захардкодив, в силу специфіки використання);
• Напруга наванаження - 230В. 
• Максимальна потужність навантаження -    ~1.5 кВт (Залежить від симістора)

За основу взято мікроконтроллер STM32F100C8T6 і сенсор температури DS18B20, залитий у трубці з нержавіючої сталі.

    В ролі індикатора використано 4-розрядний 7-ми сегментний індикатор зі спільним катодом, висота цифр: 9,2мм. Керує ним драйвер семисегментного індикатора MAX7219, що підключеноий до STM32 через SPI. Двома кнопками виставляється необхідна температура. При натисненні на будь якуз них користувач потрапляє у режим задання уставки. Якщо не нажимати жодну з кнопок більше ніж 3 сек. то регулятор перейде у режим стабілізації температури. Також в регуляторі реалізовано обробку аварійної ситуації обриву датчика. Тоді спрацьовує світлозвукова індикація і вимикається симістор.

    У прошивці мікроконтролера використано алгоритм PID-регулятора. Документ з його описом лежить  тут. сам код у репозиторії проекту. Посилання в кінці статті. Гуглиться як AVR221. Хоч і призначено для контролерів AVR але автор використовував його вже не раз для STM32, завдяки тому, що регулятор написано на чистому C.

    Силова частина класична для фазового керування симістором:

Оптрон V02 обов'язково без Zero cross.

    

Фото зібраного терморегулятора:

Проект для STM32 та схеми виклав у репозиторій проекту

Налаштування зводиться до підбору коефіцієнтів PID регулятора:

    Автор не використовував диференційну складову з тих міркувань, що тут відсутні швидкозмінні параметри на які потрібна швидка реакція регулятора(на відміну наприклад від квадрокоптера). Того можна сказати, що цей регулятор не PID, a PI.

Фото випробувань терморегулятора :-)