» были использованы данные только по влажности, а данные температуры на индикатор не выводились. В этой статье я предлагаю новую схему с использованием данного датчика.
Как я уже писал, точность этого датчика не велика и для точных лабораторных измерений не достаточна, а вот для бытовых целей, для общего представления о погоде в доме, точности преобразования этого датчика вполне достаточна.
Электрическая схема бытового термометра и гигрометра показана на рисунке один.
Основой схемы является микроконтроллер PIC16F628A. Датчик DHT-11 связан с контроллером однопроводной линией, подтянутой к напряжению питания пять вольт с помощью резистора, номинал, которого может лежать в пределах от 4,7 кОм до 10 кОм. Общение микроконтроллера с датчиком происходит путем прижатия и отпускания шины данных к общему проводу. Для упрощения написания программы для приема и передачи команд, используются два вывода контроллера. RA5 — вывод 4 микросхемы DD1, работающего всегда на прием преобразованных данных о температуре и влажности и RA4 — вывод 3, сконфигурированный всегда на выход, и используемый для коммутации шины данных. Данный вывод контроллера имеет выход с открытым истоком и подтягивающий резистор R1 в данной схеме является, по сути, сопротивлением нагрузки. Для вывода информации в схеме использованы светодиодные семисегментные трехразрядные индикаторы с общим катодом. Резисторы R2… R8 — гасящие, от их номинала зависит яркость свечения сегментов индикатора. Но чем ярче будут светиться индикаторы, тем будет больше ток потребления, тем больше будет нагрузка на микросхемный стабилизатор напряжения DA1. Из-за нехватки выводов у микроконтроллера PIC16F628A, для коммутации катодов индикатора в схему введена микросхема DD2 — К555ИД10, представляющая собой дешифратор на десять выходов с открытым коллектором. Ее можно заменить микросхемой 555ИД6. Параметры на микросхему можно посмотреть на рисунке 2.
Блок питания для устройства можно применить как трансформаторный, так и безтрансформаторный с гасящим конденсатором. Схемы безтрансформаторных блоков питания можно посмотреть в статьях « » и « ». Как самому определить емкость гасящего конденсатора, можно прочитать в статье « ». Все детали схемы, кроме блока питания, установлены на печатной плате, показанной на рисунке 3.
Если будете разрабатывать свою печатную плату, то обратите внимание на конденсатор С2. Он должен стоять, как можно ближе к выводам микроконтроллера, на которые подается питание. Если разница между входным напряжением стабилизатора DA1 и его выходным напряжением будет большая, то возможно потребуется снабдить его небольшим теплоотводом. Успехов! К.В.Ю.
Скачать схему, рисунок печатной платы и загрузочный файл можно здесь
Свернуть
Гигрометр – это влагомер для инкубатора, с помощью которого можно контролировать влажность воздуха внутри корпуса. Но в разные периоды инкубации показатели влажности должны отличаться: на первой неделе – 65-75%, на второй – 40-50%, на третьей – 75% (указаны данные для вывода цыплят).
Приборы, которые используются для бытовых инкубаторов, характеризуются невысокой стоимостью – от 500 до 1000 рублей за одно изделие.
Принцип работы
Электронный гигрометр
Чтобы измерить влажность, опускают гигрометр для инкубатора внутрь контейнера через специальное отверстие. Его фиксируют на 5-10 минут в подвешенном состоянии.
Спустя указанное время на дисплее влагомера должны появиться показатели влажности. В случае открытия крышки инкубатора для опускания прибора, нужно подождать примерно час, чтобы получить точные данные.
Для продолжительной и продуктивной работы устройства, его оберегают от падений и ударов, не дергают за провод, к которому присоединен датчик.
Чтобы прибор нормально функционировал, нужно соблюдать температурный режим (от -40 до +70 градусов). Также следует уменьшить вероятность попадания на прибор пыли, грязи и различных жидкостей.
Датчик влажности для инкубатора работает по определенному алгоритму:
- Если внутри контейнера изменился уровень влажности, который был задан птицеводом, оборудование срабатывает и сигнализирует о возможных проблемах.
- После этого фермер должен изучить показатель влажности, добавить или убрать количество воды в инкубаторе.
- Через несколько часов необходимо снова проверить показания датчика. Следить за ним нужно постоянно, чтобы в камере был стабильный уровень влажности.
Виды гигрометров для инкубатора
Встречаются разные виды гигрометров, которые имеют свои особенности, индивидуальный тип работы, преимущества и недостатки.
Выделяют следующие разновидности:
- Весовой гигрометр для инкубатора. Представляет собой несколько объединенных трубок, внутри которых содержится гигроскопическое вещество, поглощающее влагу. С помощью этой системы протягивается немного воздуха и определяется его влажность.
- Волосной влагомер. Известно, что волосы меняют длину при изменении показателей влажности воздуха. За счет этого можно замерить относительную влажность – от 30% до 100%. Волос натягивают на металлическую рамку, и если меняется показатель влажности, данные передаются стрелке, которая перемещается по шкале.
- Пленочный датчик влажности воздуха для инкубатора. Снабжен специальным элементом из органической пленки. При повышении влажности она растягивается, а во время ее снижения – сжимается.
- Керамический. Его работа основывается на зависимости сопротивления керамической детали от влажности воздуха.
Как правильно выбрать гигрометр, на что обратить внимание
Чтобы выбрать хороший гигрометр для инкубатора, нужно изучить его технические данные. Сначала обращают внимание на параметр давления, который бывает относительным (RH) или абсолютным (г/м3).
Выбор оборудования зависит и от размеров инкубаторов. Если контейнер небольшой, на 40-50 яиц, можно брать самый простой прибор. Но для инкубаторов на 100 и более яиц рекомендуется покупать более мощные гигрометры.
Обычно показания гигрометров ошибочны примерно на 5%. Если нужно более точное устройство, то отдавать предпочтение следует оптическим видам. Чтобы оборудование прослужило больше лет, покупая его, нужно смотреть на уровень его защиты.
Измеряется по шкале IP. Чем выше ее значение, тем более устойчив прибор к воздействиям пыли, грязи и воды.
Модели гигрометров
| Название прибора | Цена | Преимущества | Недостатки |
| MAX-MIN | 600 рублей | Оснащен градусником и часами с будильником. Можно подсоединить дополнительный датчик. | Недостатков нет. |
| Цифровой влагомер с выносным датчиком. | 250 рублей | Влажность измеряет от 10 до 99%. В комплект входит батарейка LR44. При помощи устройства можно работать удаленно. | Слишком высокая погрешность измерений – 7-8%. Притом прибор быстро выходит из строя. |
| Stanley 0-77-030 | 6000 рублей | Имеет ударопрочный корпус, ЖК-дисплей, обладает небольшими размерами. | Высокая стоимость. |
| HP-2GD | 600-700 рублей | Удобный интерфейс, простое использование. Достаточно нажать на кнопку и выбрать нужную опцию. | Низкое качество материала корпуса. |
| Ryobi Phoneworks RPW-3000 | 2200 рублей | Совмещается с работой смартфона, данные можно получать прямо на экран телефона. | Недостатков нет. |
| DC-206 | 300 рублей | Модель имеет компактные размеры, можно использовать в небольших инкубаторах. | Корпус легко деформируется при механических воздействиях. |
| HTC-2 | 600 рублей | Имеет встроенный термометр и часы. | Нет. |
| ТА308 | 700 рублей | 3 в одном: датчик влажности, часы и термометр. | Высокая погрешность показателей: выше 5%. |
Если интересно, какой лучше из всех вариантов, то это звание занимает устройство MAX-MIN (3 в одном). Это не только датчик влажности. В пластиковом корпусе имеется термометр для инкубатора, который показывает максимально точно значения температуры. А также прибор оснащен часами с будильником.
Кроме того, к нему можно подсоединить дополнительный датчик влажности MAX-MIN TH218A. Разместив его прямо внутри корпуса, можно не бояться о нарушении внутреннего микроклимата в инкубаторе.
Показания датчика являются максимально точными с погрешностью в 1%. Если уровень влажности изменится, сработает звуковая сигнализация, которая позволит птицеводу быстро узнать о нарушениях.
Термометр позволяет узнать, правильно ли работает датчик температуры. Ведь если отклонения от нормы будут слишком большими и достаточно частыми, то велика вероятность наличия проблем в его функционировании. Его нужно либо заменить, либо правильно настроить.
Часы с будильником – это также важный и незаменимый инструмент. В особенности, если приходится работать с ручным инкубатором, когда яйца необходимо переворачивать самостоятельно. Настроив его, чтобы он срабатывал через каждые 4-5 часов, вы никогда не забудете о том, что нужно выполнить манипуляции с кладкой.
Экран у оборудования большой, разделен на три сегмента (для влажности, температуры и часов). Все показатели видны издалека, выделены ярким цветом. Поэтому не придется каждый раз подходить к инкубатору, ведь данные о его работы можно рассмотреть с расстояния. Особенно радует стоимость устройства – всего 600 рублей.
Как сделать гигрометр своими руками
И хотя гигрометр для инкубатора стоит недорого, его можно изготовить самостоятельно. Выполненный влагомер для инкубатора своими руками дает более точные показатели, чем его аналоги, приобретенные в магазине.
Чтобы сделать самодельное устройство, необходимо:
- Взять два ртутных термометра для измерения температуры воздуха, воду. Также необходимо взять доску, на которой поместятся оба градусник.
- Оба термометра нужно прикрепить к доске параллельно друг другу. Под одним из них устанавливается сосуд с дистиллированной водой.
- Ртутный шарик одного градусника необходимо аккуратно обернуть тканью, не контактируя с ним. Затем ткань следует завязать нитью, не слишком туго. Этот градусник называется влажным, а второй – сухим.
- Край ткани нужно опустить в воду на 5-7 мм.
- Показатели обоих градусников сопоставляются друг с другом и при помощи таблицы узнают относительную влажность воздуха в инкубаторе.
Иногда приходится опрыскивать яйца водой, чтобы повысить влажность в камере. Но прибегать к такому приему следует только в случае яиц водоплавающих птиц. Остальным зародышам достаточно влажности 50-60%. Рассчитать показатель влажности можно при помощи расположенной ниже таблицы.
| Данные сухого градусника | Разность показаний термометров в градусах | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| Относительная влажность в процентах | ||||||||||
| 15 | 100 | 92 | 80 | 71 | 61 | 52 | 44 | 36 | 27 | 20 |
| 16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 | 22 |
| 17 | 100 | 92 | 81 | 72 | 64 | 55 | 47 | 39 | 32 | 24 |
| 18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 65 | 56 | 49 | 41 | 34 | 27 |
| 19 | 100 | 91 | 82 | 74 | 65 | 58 | 50 | 43 | 35 | 29 |
| 20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 | 30 |
| 21 | 100 | 91 | 83 | 75 | 67 | 60 | 52 | 46 | 39 | 32 |
| 22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 | 34 |
| 23 | 100 | 92 | 84 | 76 | 69 | 61 | 55 | 48 | 42 | 36 |
| 24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 | 37 |
| 25 | 100 | 92 | 84 | 77 | 70 | 63 | 57 | 50 | 44 | 38 |
Влажность - жизненно важный параметр для нормального развития зародышей в инкубаторе. На первой неделе закладки яиц её величина должна составлять 60–70 %, на второй - не более 40–50 %, на третьей она должна быть существенно выше - не менее 75 %. Измерить этот показатель можно специальным прибором - гигрометром.
Как работает гигрометр
Гигрометром или влагомером называется устройство, позволяющее определить уровень влажности воздуха внутри инкубатора. Для определения этой величины прибор на несколько минут опускается в контейнер через специальное отверстие. Некоторое время спустя на экране датчика появляются показатели. При открытой крышке инкубатора точных данных следует ждать не менее часа.
Важно! Падения, грязь и прямые солнечные лучи отрицательно сказываются на работе влагомера. Для нормального функционирования прибора его стоит оберегать от негативного влияния внешней среды.
Виды гигрометров для инкубатора
Влагомеры могут быть разных видов. В зависимости от принципа их работы, каждый из них имеет свои особенности, определённые преимущества и недостатки.
Весовой
Работа этого устройства основана на системе трубок, объединённых между собой. Они заполнены гигроскопическим веществом, поглощающим воздух. Вычислить абсолютную влажность можно благодаря разнице веса до и после пропуска определённой порции воздуха. Для этого используется специальная формула.
Минус этого прибора очевиден - рядовому пользователю довольно сложно каждый раз проводить необходимые математические расчёты. Преимущество весового влагомера заключается в высокой точности его измерений.
Волосяной
Этот тип устройства основан на свойстве волоса менять длину при изменениях влажности. Чтобы определить этот показатель, в контейнере инкубатора волос натягивается на специальную металлическую рамку.
Знаете ли вы? Проверить исправность влагомера при покупке можно, зажав прибор в ладони на несколько секунд. Под влиянием тепла человеческого тела показания датчика должны измениться.
Он фиксирует изменения с помощью стрелки на специальной шкале. Главное достоинство метода - простота. А недостатки - хрупкость и низкие показатели точности измерений.
Плёночный
Принцип действия этого прибора базируется на свойстве органической плёнки растягиваться при повышенной влажности и сжиматься при понижении её уровня. Плёночный датчик работает по принципу волосяного, только тут фиксируются изменения эластичности плёнки под действием груза.
Данные отображаются на специальном табло. Плюсы и минусы данного метода идентичны характеристикам волосяного влагомера.
Керамический
В основе работы этого прибора - зависимость сопротивления керамической детали, которая состоит из глины, каолина, кремния и окислов некоторых металлов, от влажности воздуха.
Важно! Для повышения влажности в инкубаторе яйца обрызгивают водой. Однако это следует делать только с яйцами водоплавающих птиц.
К преимуществам такого типа устройств стоит отнести их способность с высокой точностью измерять влажность в широком диапазоне, к недостаткам - немалую стоимость.
Как выбрать гигрометр для инкубатора
Приступая к выбору, важно получить как можно больше информации о технических характеристиках прибора. При покупке влагомера немаловажен и размер инкубатора - чем он больше, тем мощнее должен быть прибор.
Выбирая устройство, важно учесть следующие характеристики:
- у моделей с выносным сенсором целостность кабеля и дисплея не должна быть нарушена;
- параметр давления может быть относительным (RH) и абсолютным (г/куб. м);
- если существует необходимость в высокоточном устройстве, то для этого идеально подойдёт оптический аппарат;
- для размещения устройства вне жилого помещения лучше всего приобрести гигрометр с высокой степенью защиты от внешних факторов, этот показатель измеряют по шкале IP.
Самыми популярными устройствами считаются влагомеры «Цып-цып» и «Max». Электронные устройства для измерения влажности и температуры «Цып-цып» определяют влажность от 20 до 90 %, с погрешностью не более 5 %. Совместимы со всеми бытовыми инкубаторами. Влагомеры «Max» измеряют влажность в диапазоне от 10 до 98 %. Питание - одноразовые батарейки.
Как сделать гигрометр своими руками
В домашних условиях этот прибор изготовить не представляет особой сложности. Трудности возникают при его использовании - тут требуются определённые математические знания и внимательность, чтобы избежать ошибок в расчётах.
Инструменты и материалы
Для изготовления влагомера потребуются:
- два ртутных градусника;
- досочка, к которой эти градусники будут крепиться;
- небольшой лоскут ткани;
- нитка;
- колба;
- дистиллированная вода.
Процесс изготовления
Чтобы изготовить гигрометр собственноручно, необходимо осуществить следующие действия:
- Два градусника крепятся на доску параллельно друг другу.
- Под одним из них размещается колба с дистиллированной водой.
- Ртутный шарик одного из градусников бережно оборачивается тканью, которую связывают с помощью нити.
- Край ткани опускается в воду на глубину 5–7 мм. Таким образом мы получаем «влажный» градусник.
- Показания обоих градусников необходимо сопоставить и определить влажность воздуха с помощью таблицы разности температур.
Подобное самодельное устройство - сомнительная альтернатива. Во-первых, показания, полученные таким путем, имеют серьёзные погрешности.
Во-вторых, для снятия показаний требуется постоянно открывать крышку кювеза.
Какой из гигрометров будет выбран, зависит от желания и возможностей птицевода. Сегодня к их вниманию предложен большой выбор современных влагомеров: простых в эксплуатации, с цифровыми дисплеями, измеряющих показания не только влажности, но и температуры.
Знаете ли вы? Сосновые шишки - природный гигрометр. Они раскрываются при низкой и сжимаются при высокой влажности воздуха.
Применяются специальные влагомеры. На сегодняшний день существуют игольчатые, контактные и щеповые модификации. По параметрам они довольно сильно отличаются. Однако производителей на рынке влагомеров имеется не так много. К основным компаниям можно отнести в первую очередь ЕМСО и "Валком". Стоит в среднем хороший влагомер на рынке в районе 1500 руб.
Как сделать самостоятельно?
При необходимости можно сделать влагомер для древесины своими руками. Схема его включает датчик диэлькометрического типа. Также для устройства потребуется компактный генератор. Параметр предельной частоты его обязан составлять не более 30 МГц. Контакты для самодельной модели целесообразнее подбирать игольчатые. Еще, чтобы сделать влагомер для древесины своими руками, потребуется микросхема трехканального типа.
Прибора должна находиться в районе 3.5 Ф/м. Микропроцессор для модели подбирается с импульсным усилителем. Зонды чаще всего применяются трубчатого типа. Дисплей целесообразнее подбирать строчный. По сравнению с текстовыми аналогами он является более простым. Непосредственно электроды у влагомеров применяются емкостные. В свою очередь, улавливатель потребуется установить резистивный. В последнюю очередь для модели подбираются аккумуляторы. В данном случае можно использовать обычные пальчиковые батарейки.
Контактные модели
Контактные влагомеры для древесины хорошо подходят для работы с фанерой, а также паркетом. Дополнительно в строительной сфере приборы применяются для определения влажности панелей. Если говорить про контрактные особенности, то генераторы в устройствах используются низкочастотные. Непосредственно зонды устанавливаются трубчатого типа.
Диэлектрическая проницаемость большинства влагомеров не превышает 3 Ф/м. Максимальную температуру модели данного типа способны держать на уровне 40 градусов. Дисплей используется как строчного, так и текстового типа. Многие модификации оснащены термодатчиками. Функция калибровки имеется у многих устройств. Стоит в среднем качественный влагомер в районе 2 тыс. руб.
Игольчатые влагомеры
Игольчатые влагомеры для древесины применяются, как правило, для сосны или ели. Датчики во всех конфигурациях используются диэлектрического типа. Если говорить про параметры, то точность измерения в основном колеблется в районе 0.2 %. Максимальный порог влажности устройств не превышает 35 %. Минимальная допустимая температура для моделей составляет 0 градусов. Микропроцессоры во многих приборах используются с усилителями. Стоит в среднем влагомер для древесины (игольчатый) в районе 1200 руб.
Щуповые устройства
Щуповые влагомеры для древесины в основном изготавливает компания "Валком". Если верить мнению специалистов, то параметр у них крайне низкий. Генераторы в устройствах используются с частотностью на уровне 20 МГц. Непосредственно улавливатели устанавливаются резистивного типа. Минимальный порог влажности моделей не превышает 5 %. В свою очередь, устройств находится на уровне 1 РН. Дисплеи часто у влагомеров применяются строчного типа. Некоторые модификации оснащаются термометрами. Функция калибровки в устройствах встречается довольно редко. Найти модель данного типа на рынке можно за 2 тыс. руб.
Модель ЕМСО АР
В строительной сфере представленный влагомер пользуется большим спросом. Для работы с паркетами и панелями он подходит идеально. Также данный влагомер оснащен термометром. Еще одним преимуществом модификации можно смело назвать наличие контактов игольчатого типа. Микросхема у модели производителем предусмотрена трехканальная, поэтому измерение влажности древесины происходит быстро. Электроды используются емкостного типа.
Максимальный порог влажности не превышает 40 %. По размерам указанный влагомер является очень компактным, и относится к классу портативный приборов. Согласно документации, масса его без аккумуляторов составляет 80 г. Разрешающая способность модели находится на уровне 1.3 РН. Максимальная допустимая температура модели ровно 35 градусов. В мороз представленный прибор использовать запрещается. Точность измерения колеблется в районе 1.4 %. В магазинах данное устройство можно найти за 2100 руб.
Устройства для определения влаги ЕМСО МР500
Данный влагомер оснащен датчиком диэлькометрического типа. Если верить отзывам покупателей, то разрешающая способность у прибора довольно высокая. Непосредственно генератор у модели применяется на 22 МГц. Согласно документации, максимальная допустимая температура равняется 40 градусов. Дисплей в устройстве используется текстового типа.
Аккумуляторы применяются на 1 мАч, поэтому хватает их надолго. В данном случае улавливатель производителем предусмотрен резистивного типа. Если верить отзывам экспертов, то проблемы с определением важности щепок не возникают. Максимальная глубина измерения равняется 10 мм. Приобрести представленный влагомер пользователь может за 1400 руб.
Модель "Валком ЕМ4806"
Указанный влагомер для твердой древесины среди прочих моделей отличается высоким параметром разрешающей способности на уровне 1.3 РН. Все это говорит о том, что прибор отлично работает при температуре ниже 10 градусов. В данном случае показатель точности измерения находится на отметке 0.2 %. Максимально допустимый порог влажности равняется 30 %.
Улавливатель в устройстве предусмотрен резистивного типа. Микросхема используется трехканальная, а генератор установлен низкочастотный. Согласно документации на устройство, корпус предусмотрен с системой защиты ИП 62. Весит представленная модель ровно 80 г. Памяти влагомера хватает для 30 тыс. замеров. Купить его пользователь может за 1500 руб.
Отзывы о "Валком М804"
Указанный влагомер для древесины отзывы в основном получает хорошие. Главное преимущество модели кроется в компактности. Если говорить про конструктивнее особенности, то важно отметить, что контакты у него используются щуповые. Непосредственно датчиков в корпусе предусмотрено два. Таким образом, точность измерения довольно высокая.
Зонд в устройстве производителем предусмотрен трубчатого типа. Разрешающая способность прибора колеблется в районе 1.3 РН. Максимальный порог влажности, согласно документации на влагомер, равняется 35 %. Купить на сегодняшний день данную модель можно за 2 тыс. руб.
Мнение о "Валком АС101"
В строительной сафре представленный влагомер пользуется большим спросом. В первую очередь следует упомянуть о качественном генераторе, который установлен с частотностью на уровне 33 МГц. В данном случае датчик имеется диэлектрического типа. Контакты в свою очередь используются игольчатые. Если верить отзывам экспертов, то точность измерения у модели высокая.
Для паркета и панелей она использоваться может. Минимальная допустимая температура прибора равняется 0 градусов. Показатель разрешающей способности составляет 1 РН. Непосредственно улавливатель в устройстве установлен резистивного типа. Микропроцессор применяется с импульсным усилителем. Максимальный порог влажности прибора находится на отметке 40 %. Купить данный влагомер можно всего за 1400 руб.
Описание "Екстеч МО280"
Указанный портативный влагомер отличается защищенным корпусом. Датчик у него используется низкочастотного типа. В свою очередь, контакты имеются игольчатые. Функция калибровки в представленном экземпляре есть. Температуру окружающей среды при помощи данного устройства определять можно. Также важно упомянуть о высокой разрешающей способности модели.
Точность измерения в данном случае равняется 0.3 %. Максимальный порог влажности моделью допускается в 45 %. Микропроцессор производителем предусмотрен с оперативным усилителем. Таким образом, обработка данных много времени не отнимает. Памяти представленной модификации хватает для того, чтобы сделать более 20 тыс. замеров. Купить данный влагомер можно в магазине за 1300 руб.
Модель "Екстеч МС60"
Указанные влагомеры для древесины часто используются профессиональными строителями. Работать они способны даже при температуре в 0 градусов. Система защиты корпуса у модели используется качественная. Если верить отзывам потребителей, то в использовании прибор довольно простой. Аккумуляторы для модели подобраны с емкостью в 1.2 мАч.
Как утверждают многие владельцы, хватает их надолго. Зонд у представленного влагомера применяется трубчатого типа. Микросхема в корпусе имеется трехканальная. Термометром указанная модификация оснащена, и это радует многих покупателей. Если говорить про параметры, то точность измерения располагается на отметке в 0.3 %, а разрешающая способность прибора составляет только 1.2 РН.
Эксплуатировать устройство при температуре свыше 35 градусов запрещается. Максимальная допустимая влажность равняется 40 %. Данные влагомеры на рынке продаются по цене от 2 тыс. руб.
В одной из моих небольших компаний развернуто производство пищевых порошков. Ну, например, покупаем на кондитерской фабрике отсев от обжарки какао-бобов и на мельнице собственной разработки измельчаем так, как больше никто не может. Ну и продаем, есстественно. Ну, и многое другое… Конечно, пищевое производство имеет свою специфику. В частности, массу параметров, которые надо контроллировать. Кроме крупности тут и микробиология, и жирность, и влажность. В силу ряда причин мне пришлось решать задачу контроля влажности в очень сжатые сроки. Решение получилось из серии «голь на выдумки хитра». Вот об этй истории речь и пойдет.
Базовая, гостированная методика определения влажности пищевых порошков, вообщем-то, тривиальна. Берем материал, взвешиваем, сушим (для разных материалов ГОСТ 5900-73 предусматривает разные температуры и длительности), взвешиваем. Дефект массы - количество воды. Берем отношение к начальной массе - получаем влажность. Кстати, не следует путать с влагосодержанием. Тут начинает играть внутриклеточная влага. Для этого матерал еще следует ГОСТированно измельчить.
Естественно, трудолюбивое человечество создало для измерения влажности специальные приборы. Вот, например (это рефабнутый). А новые они стоят от 40-50 т.р. Да и контролировать, как я уже говорил, надо не только влажность. Поэтому, особо не заморачиваясь, мы просто регулярно сдавали образцы на анализы в сертифицированную лабораторию (неделя на замер), получая комплексный контроль, по всем интересующим нас параметрам. Наши мельницы, в процессе, материал еще и подсушивали и особо напрягаться было не за чем. Но счастье не могло быть вечным:(Изменения в технологии переработки, наведенные борьбой за хорошую микробиологию (не надо забывать, что исходник - это отходы) + потепление на улице (с соответствующим повышением влажности в атмосфере) привели к тому, что влажность финального продукта подошла к предельной черте. Что это значит? Это значит, что фура в 10 тонн какао-порошка, отправленная из Питера в Москву, вернулась обратно в цех потому, что влажность оказалась не 4.5, а 5-7%. Это при ГОСТе - 7,5%. Но клиент всегда прав. Минус отгрузка, минус транспортные, напряжение в отношениях с клиентом. Вообщем, кошмар!
Задача встала резко и зло обеспечить on-line контроль. А приборчики, вроде указанного, отличаются еще и тем, что заказывать их надо за 2-3 месяца. Скорость доставки с e-bay Почтой России тоже всем хорошо известна. Короче, стало ясно, что Бабу-Ягу надо воспитывать самим. Причем задача воспитания Бабы-Яги была сведена еще и в минимальные сроки. Цех работает, подмосковный клиент ждет подмену (у него тоже заказ). Ждать неделю, пока мне из лаборатории дадут ответ нет никакой возможности. Все нужно было сделать из подручного материала. Да и вообще, мне не часто, в нынешней жизни, доводится «потыкать паяльником».
Для начала нужно было понять, что я понимаю, что надо делать. На свет, в порядке пятничного бреда, породилась первая версия МЕТОДИКИ. Электрическая плитка, ЛАТР, аналитические весы (их мой друг, бывший сотрудник академического института, гм… Вообщем, они у меня теперь есть).
Колпак на плитке - банка от датского печенья, обернутая алюминизированной пенкой. Пенку я стащил в соседнем офисе, где шел ремонт вентиляции. Температура контролировалась старым градусником (которым я пользовался еще растворяя проявитель и фиксаж). Позже, вспомнил, что к тестеру прикладывалась термопара. Регулировалась температура ручкой ЛАТРа (его я купил рядом, в Микронике). Довольно быстро стало ясно, что только ЛАТРа недостаточно. Застабилизировать температуру ± 2-3 гр, вообщем-то можно, но при открывании колпака для замены образцов, температура уходит. Приходится либо крутить ручку, либо смириться с тем, что температура будет восстанавливаться долго. Значит - погрешность.
Наступила суббота. Я добрался до ящика стола дома и вытащил валявшуюся там фиг знает сколько времени mini-arduino, которую когда-то заказал из любопытства, посмотреть. Короче, к утру воскресенья появился ПИД регулятор:
Чтобы не заморачиваться, я использовал в качестве основы готовую библиотечку . Только не встроенный digital.write, а изображение PWM с периодом 1 сек, дерганьем ножкой. В качестве управляющего органа, если не видно, использовано твердотельное реле на 40 А, 240 В. Соглашусь, что это слегка черезчур, но задача стояла слепить из того, что было. А эта фиговина, также валялась в столе со времен, когда я делал на даче электродный котел для отопления. Заморачиваться с автоподбором коэффициентов я не стал. Прикинул их «на глазок». Получилось довольно прилично, с первого захода. Если кому будет интересно расскажу отдельно.
Короче, к понедельнику, лабораторная работа была готова и зафунциклила в полную силу. Одна только мысль глодала меня. Как-то не кузяво, когда генеральный сам сидит и смотрит на визир аналитических весов. Я предпочитаю, положив ноги на стол, попыхивать трубкой. Кадры у меня есть хорошие, но они работают в цеху и как-то им не до тонкостей хватания разновеса пинцетом. Вообщем, стало ясно, что, задача пока «решена в принципе» (один мой знакомый бизнесмен называет это «Университетскими замашками»). Теперь нужно было совершить следующий рывок. От МЕТОДИКИ нужно было переходить к ПРИБОРУ! Кстати, со времен работы в НИИ Физики, помню, что никогда нельзя было разрабатывать прибор. Это требовало массы конструкторской документации, которую мы не умели делать. Помню, что у меня был хоз.договор на "… разработку действующей модели макета фотоэлектронного спектрометра". Вот эту самую «действующую...» и надо было изобрести.
Неделя пролетела незаметно, в сидении перед аналитическими весами. Проблема контроля влажности была решена, технология переработки откорректирована. Более того, подоспели сравнительные тесты и я понял, что моя доморощенная методика врет в пределах 0,5%, причем в бОльшую сторону, что меня вполне устраивало. Но мысль о ПРИБОРЕ (или «модели макета»), не давала мне спать. И вот наступила пятница! Пора свободного полета мысли, именуемого бредом. В скобках замечу, что в прошлой жизни, у меня админам было запрещено таблицы маршрутизации даже трогать, после обеда в пятницу. «Но я же другое дело!». В результате увлеченного труда (жена только молча, с ужасом заглядывала в кабинет) было порождено сие великолепие.
Шасси - половица от паркета, оставшаяся от ремонта квартиры. Блок питания, привинченный снизу - от старого кейса компа. Вот она великая сила плюшкинизма! В центре, на ножках стоит банка от финских леденцов. Справа виден - все тот же ПИД регулятор.Только рабочий орган - 630-й полевик. Он, как и резиторы для нагревателя были куплены, по дороге домой все в той же Микронике. Керамические, 4-х Омные резисторы закреплены на внутренней поверхности банки. В дне банки три дырочки, через которые пропущены три ножки предметного «столика» (виден в центре). Под банкой привинчены китайские карманные весы за 300 рублей, купленные на ближайшем блошином рынке. На их платформе и стоит предметный столик.
Оставалась пара мелких проблем. Во-первых, китайские весы, в целях экономии батареек, имеют тендецию засыпать через 20 сек. Решение - ардуинка, раз в 15 сек, стала дергать ножкой, переключая единицы измерения. Проявленная активность не дает весам выключаться.
Вторая проблема: такие весы не имеют цифрового интерфеса. Без осцилла разобраться, что идет на их индикатор не представляется возмоным. Но тут меня посетило откровение. я вспомнил этот пост на хабре.
Снова залезаем в ящик стола и, вуаля:
Веб камера смотрит на индикатор. Дальше, по аналогии с вышеуказанным постом было написано некоторое количество строк кода на питоне. Кстати, для отображения графика в on-line я применил прихват, который засмотрел у . Больше всего меня поражает, что вся эта фигня заработала.
Надо сказать, что решение получилось не идеальное. Во-первых, неудачно выбран форм-фактор. Банка от финских леденцов явно уступает по своим качествам банке от датского печенья. Дело в том, что у китайских весов минимальная цена деления - 10 мг. Т.е., чтобы увидеть с приличной точностью изменение массы на 5% надо брать навеску в 5-10 гр. Из-за довольно небольшого внутреннего диаметра приходится использовать вертикальный бюксик, с относительно маленьким диаметром горла. В процессе же отработки МЕТОДИКИ на плитке и весах, я убедился, что толщина слоя 1-2 мм уже влияет на точность. Посему, порошок сейчас насыпаю не ложечкой, а спертой в буфете перечницой. Насыпная плотность примерно-калиброванная и толщина слоя легче контролируется. Видимо, молекулы воды медленнее вылетают, сперва путешествуя по объему образца. В качестве временной меры, как замена бюксику, используются самодельные стаканчики из водопроницаемых салфеток. Греть приходится дольше, чем по ГОСТ, но корреляция с референсными цифрами из лаборатории, тем не менее, сохранилась. Ну а во-вторых, использование консольной проги на питоне конечно не совсем то же самое, что использование аналитических весов, но все-таки, определенные ограничения на оператора накладывает.
Первая проблема решается, как я уже сказал, сменой национальной принадлежности форм-фактора. Решений второй проблемы я виху два. Можно спортировать OpenCV на мою любимую Mini2440, которую я использую для всяких эмбеддед развлекушек или использовать лежащий в столе тензометр на 100 г. Однако, к нему придется припаивать что-то типа AD7798, а времена когда я мог провести битумным лаком 4 дорожки между ногами 155-ой серии давно миновали. Выяснилось, что распаять TSSOP на слепыш - это уже проблема:(И руки, и глаза нихрена не могут. Вообщем, поживем увидим.
В заключение, хочу сказать «отдельное мерси» камраду
