controller per caldaia/camino a pellet basata su Arduino

[jpquattro]

Questa discussione è segue da quella sulla modifica del mio camino, e parte dall'ipotesi di una collaborazione fra me e Maxlinux per lo sviluppo di un controller adatto all'uso e adattabile a installazioni diverse.

Io credo che bisogna partire da
1)-come si pensa debba funzionare l'impianto
2)-le cose che si ritiene necessario fare per ottenere il risultato
3)-le grandezze che si possono misurare per farle in modo affidabile

Solo dopo questa analisi può partire la scelta degli strumenti scheda, sensori, interfacce verso gli attuatori, ecc. ecc. e lo sviluppo del codice

Io parto da quello che ho in mente io-
1) modo di funzionamento. Si può pensare di avere un funzionamento proporzionale (leggo la temperatura nell'ambiente, se è bassa alzo un po' l'alimentazione e viceversa...) o in modo tutto-niente, che poi è il modo di funzionamento di quasi tutti i sistemi di riscaldamento autonomi: il termostato sente la temperatura ambiente se è bassa accende la caldaia, se è raggiunta la temperatura richiesta spegne. Forse si può impostare un sistema che preveda 3 livelli: fiamma minima per mantenere acceso, potenza intermedia e potenza massima. Io credo che una soluzione del genere permetta di ottimizzare i consumi, senza la complessità del sistema proporzionale.

2) tralasciando, solo per il momento per comodità di analisi, i transitori (accensione, spegnimento, aumento e diminuzione della potenza, pulizia), i controlli di sicurezza (tiraggio, stato della combustione) e gli accessori (programmazione oraria e settimanale, controllo della distribuzione del calore, telecomandi eventuali...) le cose che vanno fatte sono a) regolare l'alimentazione in modo che il focolare non si svuoti ne si ingolfi b) regolare la portata dell'aria per garantire una combustione ottimale c) regolare il tiraggio al minimo necessario per avere un'evacuazione completa dei fumi (se è troppo il calore ce lo perdiamo per il camino...)

3) per regolare l'alimentazione credo ci si possa basare sulla temperatura media nella canna fumaria (diciamo immediatamente sopra alla fiamma...), che si misura facilmente con una termocoppia.
Per regolare la portata dell'aria credo la cosa migliore sia valutare i prodotti della combustione: se ci sono incombusti e ossido di carbonio l'aria è inadeguata, altrimenti va bene, forse si può provare a diminuirla...
Purtroppo i sensori più facilmente reperibili sopportano al massimo 50 gradi, non sono quindi adatti. esistono sensori in grado di lavorare a oltre 200 gradi, ma ancora non ho trovato una fonte affidabile... quindi mi interessano molto a informazioni e/o alternative
Per regolare il tiraggio basta controllare la differenza di pressione fra camera di combustione e ambiente, deve essere negativa (camino in depressione) se è positiva il camino è troppo chiuso o intasato, se è leggermente negativa va bene, se è troppo negativa troppo tiraggio=spreco di calore

Per ora mi fermo, vediamo se ci troviamo d'accordo su questo schema o ci sono altre proposte... Max se ci sei batti un colpo...

Paolo

[jpquattro]

In attesa di leggere il pensiero di Maxlinux e di altri, aggiungo due commenti sul sensore di Ossido di carbonio.
Per ora ho individuato un sensore di CO per alta temperatura (sto cercando di trovare il venditore) e forse altri venduti come ricambi di caldaie a gas.
Forse si potrebbe usare una sonda lambda, le sonde lambda misurano la percentuale di ossigeno nei gas e hanno una risposta molto brusca, poco utilizzabile... ma ne esiste un modello della bosch (caro, tanto per cambiare) che permette una misura lineare e potrebbe essere un'alternativa...

Paolo

[CB900RED]

ciao jpquattro sono sempre io
io mi riferisco un po' al mio TC
gli unici sensori che monta sono
uno la sonda per la teperatura dell'acqua e l'altra la temperatura dei fumi
siccome il sistema di accensione e' simile alle stufe cioe' tramite la candeletta
e poi monta la classica scheda SY250
il controllo a quello che ho capito sta' tutto nella centralina che gestisce il funzionamento del braciere e l'alimentazione del pellet
quindi quando la temperatura dell'acqua sle sopra alla regolazione fatta ( per esempio 60° )
il pellet si ferma
poi quando per esempio aumenta la temperatura dei fumi aumenta oltre i 280° va in blocco e allarme e ferma il pellet
pio se durante l'accensione la temperatura dei fumi non arriva in temperatura dopo un certo tempo sta' a segnalare la mancata accensione e va in blocco
questo e' solo un po di notizie per poter reperire informazioni sul tipo di programmazione da fare
un saluto cb900red

[jpquattro]

Non è che hai un manuale di questa scheda? Comunque cerco in rete.
Comunque un po' la logica l'ho capita. Un controllo di questo tipo si fa quasi meglio con elettronica a componenti discreti (almeno per i vecchi come me...), in effetti si trovano in commercio schede a componenti discreti che implementano un controllo come quello che descrivi tu... hanno anche un prezzo contenuto...
Però cercavo di fare qualcosa di più completo... Qualcosa che permettesse di avere al limite un controllo continuo sulla potenza e un certo automatismo di regolazione al cambiare del combustibile...

Paolo

Trovato in rete...

[maxlinux2000]

x jp4 hai fatto bene ad aprire tu la discussione

allego per il momento una sezione di una stufa a pellet fornita da Arex

sistema stufa a pellet.jpg (132.14 KiB) Visto 18420 volte

[jpquattro]

Ti ringrazio, bisogna che mi decida a fare un disegnino decente della mia versione... con una spiegazione delle mie motivazioni.
Intanto ho ricevuto una info a proposito dei sensori di Ossido di Carbonio... Avevo trovato il sensore NAP-79a della Nemoto (giapponese). A differenza di altri sensori per allarmi, resisteva a oltre 200 gradi...
Ho scritto per trovare un rivenditore o un distributore, mi hanno risposto che lo producono solo in caso di grosse ordinazioni.
Andiamo avanti... Sono abbastanza sicuro che almeno un paio di marche di caldaie a gas hanno un sensore di questo tipo, una è la vailant, l'altra è un marchio tedesco...

Per valutare la qualità della combustione esiste l'alternativa delle sonde lambda, che sentono la percentuale di ossigeno, non gli incombusti... però ne esiste un modello della bosch (caro assassinato, accidenti a loro!) che ha una risposta lineare e permetterebbe una valutazione indiretta della combustione...

Paolo

[maxlinux2000]

scusa... ma non si possono usare le sonde delle stufe a pellet? non credo che costino una ..."barbaridad"

cmq anche oggi ho avuto parecchio da fare si è aggiunta anche la parrocchia con il suo sito web e la sua applicazione per android

ciao
MaX

[jpquattro]

chi ha un sensore di CO su un controller per stufe?
Mi risulta che qualcuno usi una sonda lambda (che misura l'ossigeno, non il CO)... io per ora non ne ho trovati...
Per gli altri sensori non c'è problema: so dove trovare termocoppie, sensori di pressione differenziali, NTC, ecc ma il CO nisba. solo sensori che funzionano fino a 50 gradi.
La sonda lambda da parte sua costa una "barbaridad": circa 80 € su ebay (non sono tutte uguali solo un modello della bosch è adatta.

Ammetto che la sonda CO è una mia fissa, ma l'alternativa è fare le cose ad occhio: con la coclea che va a 3 rpm, mi servono 2000 rpm di aria primaria... si di solito è così ma se qualcosa va storto? se i piccioni hanno fatto il nido sul camino, o il braciere è incrostato, o il pellet è cambiato...

Paolo

[maxlinux2000]

Prende mínimamente sicuro en tu camino, bisognerebbe fare in modo che l'aria fredda la prenda dall'esterno della casa e non dalla stanza .
In questo modo se qualche cosa andasse storto CO2 andrebbe a finire fuori dalla casa.
Per maggiore sicurezza potresti mettere un sensore di CO2 di quelli normali all'esterno del camino in modo che si rileva tracce di CO2 troppo elevate fermi immediatamente la clochea.
Tutte le stufe a pellet hanno una sonda lambda a quanto ne so, e quindi dovrai usarla anche tu.

[jpquattro]

Prende mínimamente sicuro en tu camino, bisognerebbe fare in modo che l'aria fredda la prenda dall'esterno della casa e non dalla stanza .
In questo modo se qualche cosa andasse storto CO2 andrebbe a finire fuori dalla casa.

Questo fa parte dei lavori pianificati, metterò una presa d'aria sul tetto. Credevo di averlo detto...

Per maggiore sicurezza potresti mettere un sensore di CO2 di quelli normali all'esterno del camino in modo che si rileva tracce di CO2 troppo elevate fermi immediatamente la clochea.
Tutte le stufe a pellet hanno una sonda lambda a quanto ne so, e quindi dovrai usarla anche tu.

La misura della CO mi interessa fatta nella cappa per regolare l'aria oltre che come allarme di sicurezza, inoltre un eccesso di CO nel camino ha precisi riscontri nel funzionamento, nella stanza può dipendere da altre cose che poco hanno a che vedere con il funzionamento del camino...

Magari tutti i caminetti avessero una sonda lambda! Sarebbe un passo avanti... Solo alcuni hanno una sonda lambda...
Comunque la sonda lambda economica in commercio (prodotta dalla FKK) "per stufe a biomassa" ha una risposta a gradino come quelle delle auto... segnale 1 se ossigeno= zero segnale 0 se ossigeno >0, indipendentemente dalla quantità di ossigeno.
Penso sia chiaro che tale informazione è utile per un motore a combustione interna, dove un carburante vaporizzato viene bruciato ad alta pressione dentro una camera chiusa.... ma in un caminetto quell'1% di ossigeno può essere entrato da qualsiasi spiffero del focolare, a prescindere dal contenuto di CO.
La sonda lambda più adatta allo scopo esiste, la fa la Bosch, per usi competitivi, ha una risposta quasi lineare e permette di distinguere fra 1% e il 10% di ossigeno. Peccato costi il doppio di quelle per ricambio auto e non ci siano molte informazioni sulla gestione del segnale di uscita...

Forse ho trovato un sensore che resiste a temperature un po' più alte e comunque mi sto facendo un'idea su come usare sensori economici per basse temperature (della Figaro) con qualche piccolo artificio per raffreddare i fumi...

Paolo

[jpquattro]

Ho ordinnato un sensore di CO che dovrebbe andare bene, gia che c'ero ho ordinato anche anche un figaro 2442....
Cosi posso farci un po' di prove... un paio di termocoppie per controllare la temperatura ce le ho nel cassetto....

Paolo

[jpquattro]

Nel cercare il sensore di CO, ho postato una domanda su un NG di elettronica.
Il sensore me lo sono trovato da solo, ma ho rimediato il link a un paio di pubblicazioni interessanti:

Questa è una tesi finlandese sui controller, Interessante!

Questo invece un libro di google...

Purtroppo sono tutti e due in inglese.

Il libro costa "una barbaridad" ma in linea si vede la sezione dei piccoli bruciatori, con dettagli interessanti, pag 144 e seguenti...

Paolo

[maxlinux2000]

Ti seguo... ma a distanza
ora sto facendo degli aggiornamenti sw in giro per la rete.

ciao
MaX

[jpquattro]

Io per ora sto raccogliendo informazioni, documenti e software... e qualche componente critico.
Però per ora sto facendo lavori da fabbro, più che da elettronico o informatico...

Però se mi date un parere sui documenti (per ora il finlandese... tranqui, è in inglese!) mi farebbe comodo...

Magari te lo leggi in bagno, quando hai problemi...

Paolo

[jpquattro]

A proposito di Arduino: sto studiando il processore di Arduino 2... molto potente e "convincente" mi sa che me lo accatto...

Oggi dovrebbero arrivare i sensori di Ossido di Carbonio...

Paolo

[maxlinux2000]

si, io direi di usare le versioni più recenti. Mi prenderó anche un raspbarry da fare lavorare in coppia in alcune aplicazioni in cui serva una interfaccia web.

[jpquattro]

Sensori CO arrivati. Una scatola grande come un vocabolario, con dentro tanto polistirolo, poi sperse nel polistirolo due scatoline minuscole, dentro le scatoline due cosetti ancora più minuscoli...

Paolo

[Arabongolo]

Ma per questa applicazione, non basta l'arduino uno? Non mi pare servano imponenti potenze di calcolo...
Così poi si fa una scheda apposita per l'atmega328; mi spiego: l'arduino 2 mi pare abbia solo il microprocessore saldato direttamente alla scheda, mentre con la uno si può programmare un numero infinito di microcontrollori e montarli su apposite schedine sviluppate ad hoc. Ho visto solo ora la discussione, piuttosto interessante.
Posso aggiungermi per fare lo sbroglio del circuito stampato "custom" ed anche per il codice.

[maxlinux2000]

molto bene.... cosí imparo anche io

piccolo OT... voglio comprare un kit di sviluppo per arduino e uno per raspberry.... cosa faccio, prendo quelli dei rispettivi siti ufficiali, o c' è di meglio in giro?
Tenete conto che so programmare in altri linguaggi, so tenere in mano il saldatore, ma non ho mai messo le zampe nei microcontrollori... raspberry invece è con debian, li dovrei sguazzarci bene, lo prendo più che altro per giocarci... ma non si sa mai, magari mi viene in mente delle cose interessanti man mano che approfondisco.

[Arabongolo]

Io ti consiglierei l'arcinoto Arduino Uno, costa poco, puoi giocare o fare sistemi complessi. Per iniziare, è ottimo.
Poi son due cose differenti: Arduino è un microcontrollore, Raspberry è sostanzialmente un mini pc.
Il primo è più un Hardware programmabile, il secondo un sistema su cui far girare del software (sembra la stessa cosa, ma è molto diverso).
Sottolineo: Arduino Uno originale, 20 euro e hai la board con cui programmare tutti i microcontrollori che vuoi (o li compri con il bootloader preinserito, oppure utilizzi la board come ICSP e risparmi ancora di più).
Se poi ti piace Arduino, puoi passare alle board più care e performanti, ma per iniziare ( e non solo ) la Uno basta e avanza.
Mio parere