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mysobry

Smartpid Controller Temperatura Smart

99 posts in this topic

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Cari amici Homebrewer inizio questo thread sul controller SmartPID per illustrarvi le varie caratteristiche e funzioni del prodotti e raccogliere in maniera interattiva i vostri preziosi feedback durante l'evoluzione del progetto

 

Prima di inizare con I dettagli “tecnici†qualche indicazione sulla filosofia che ha ispirato smart PID e le idee dietro il progetto

 

Quando ho iniziato a disegnare SmartPID ho cercato di catture quei requisiti e quelle funzioni che non sono tipicamente presenti nei controller o meglio termostati di facia bassa (ad esempio il classico STC1000) e che sono invece appannaggio di controller professionali (PLC)

Lo sforzo maggiore e' quindi stato quello di rendere semplici , accessibili e alla portata di tutte le tasche funzioni di controllo avanzato per un mercato “consumer†e fai da te

 

A parte le funzioni di base e core di un controller di temperatura (PID, PWM) anch'esse come vedrete riviste e potenziate le principali aree di innovazione di SmartPID che lo rendono “unico†sono le seguenti

 

Automazione di processo

 

BANNER-3.jpg

 

Grazie alla potenza della piattaforma e del processore SmartPID non si limita al semplice controllo di temperatura ma e' possibile sviluppare vere e proprie applicazioni verticali di controllo di processo, gestire una logica di controllo a stati ed eseguire un “workflow†predefinito

 

I termostati di base di fatto leggono la temperatura e pilotano una uscita a rele' in funzione del set point che si vuole raggiungere...nulla di piu.

Con SmartPID si possono programmare step, rampe, interazioni utente, generazione di allarmi e trigger e gestire profili temporali complessi

Il tipico esempio e' ovviamente l'applicazione di controllo della birrificazione dove in funzione di parametri definiti in un “ricetta†occorre controllare il processo di riscaldamento gestendo gli step e orchestrando I vari elementi (resistenza o valvola del gas, pompa, mescolatore etc..)

Ma lo stesso concetto vale per una camera di fermentazione o il controllo della produzione di formaggio o un essiccatore

 

 

Data logging and export (USB & wifi)

 

icon-feature10.png

 

La possibilità ' di memorizzare o “loggare†tutti I parametri di processo per effettuare visualizzazioni grafiche o successive analisi e elaborazioni e' tipicamente una funzione avanzata o gestita con logger specifici

SmartPID ha questa funzione nativamente e ha al suo interno una memoria flash da 8 Mbit dove tutti I dati di processo possono essere memorizzati (temperatura corrente, set point , %PWM…)

Una volta memorizzati I dati sono scaricabili o in locale su un PC via USB (file CSV) o in maniera ancora piu' efficace possono essere inviati in real time a un server remoto via WFI

 

 

 

WiFi connectivity for remote management and IoT cloud integration

icon-feature11.png

 

 

La connessione WiFi e l'integrazione con la “cloud†e' cio' che rende SmartPID veramente SMART !

 

Nel controller e' integrato un modulo wifi che abilita il controller a una serie notevole di funzioni

 

gestione remota → consente la configurazione da remoto dei parametri di configurazione e di processo (ad esempio modifica set point) comodamente attraverso interfaccia web o smarphone

 

data log remoto-→ consente di monitorare il processo e visualizzare I parametri da remoto via web o smartphone. I dati memorizzati su un server possono essere usati per analisi o per applicazioni piu' complesse. Al momento SmartPID e' integrato nel servizio thingspeak ma in una fase successiva sarà ' disponibile un serve privato e una are privata per I dati

 

 

DIN Box

icon-feature4.png

 

Un altro requisito di base nella fase di design che ha condizionato tutto il progetto e' stata la scelta delle dimensioni del contenitore. Volutamente ho optato per un contenitore DIN identico nelle dimensioni al classico STC1000 , questo rende SmartPID plug and play nei sistemi gia' realizzati con un termostato che vogliono evolvere con funzioni avanzate e Smart

 

Infilare tutte l'HW per supportare le varie funzioni in tale spazio e' stato un bel esercizio, il risultato e' una piattaforma molto potente, flessibile e che costituisce la base per lo sviluppo di applicazioni verticali della natura piu' svariata

 

 

Arduino Compatibility

icon-feature12.png

Una caratteristica che non poteva mancare in SmartPID e' la compatibilita' con Arduino.

L'obiettivo di rimanere nel ecosistema Arduino e' ovviamente quello di avere una piattaforma programmabile in maniera semplice e intuitiva

Il processore selezionato e' il noto SAMD21 utilizzato nel Arduino Zero e nel MKR1000 e tutta l'architettura e' Arduino compatibile. E' stato sviluppato un bootlaoder specifico e una board definition ad hoc in modo che SmartPID semplicemente connesso alla porta USB venga riconosciuto dalla IDE e quindi si possano sviluppare e caricare gli sketch utilizzando tutta la toolchain Arduino e le librerie esistenti

 

 

Entriamo ora nelle caratteristiche HW della piattaforma SmartPID

 

Configurazione HW

HW-characteristic.png

 

-SAMD21 porcessoreARM cortex M0+

-8Mbit EEPROM per data log, memorizzazione ricette

-1.3†OLED display grafico

-USB frontale per programmazione, upgrade del SW, data log

-4 pulsanti di navigazione

-1x Buzzer

-Jtag/SWD porta debug

-Modulo WIFI separabile

-Alimentazione diretta 110/220 V AC

-2x ingressi sensori temperatura (DS18B20 or NTC)

-2x uscite rele' 220v AC 10A

-1x uscita SSR output

-2x uscite 12V 1A per pilotaggio diretto carico

 

Funzioni di controllo di base

 

icon-feature1.pngicon-feature3.pngicon-feature2.png

 

 

-DUE canali di controllo indipendneti

-TRE modalita' di ocntroollo (riscaldamento, rafreddamento e termostatico)

-DUE algoritmi di controllo (PID e ON/OFF)

 

che ne pensate ? Questo piccolo giocattolo e' sufficientemente potente e flessibile per le vostre applicazioni casalingo brassicole ?

 

Nei post che seguiranno entriamo in dettaglio della configurazione , delle funzioni e della applicazione specifica per la birra

 

stay tuned

Arzaman

http://smartpid.com

https://www.facebook.com/smartPID

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Ciao
 
a valle della introduzione di SmartPID vi propongo un "video tutorial" realizzato con un emulatore SW in ambiente windows della applicazione reale per la board.
Emulatore riproduce in tutto e per tutto il funzionamento del controller, la navigazione tra i menu, il display OLED e i tasti
E' nato come strumento di sviluppo e debugging ma e' anche molto utile per questo tipo di tutorial
 
Ne vide una breve introduzione al emulatore e poi una overview completa della applicazione di base ( a breve il video per l'applicazione brassicola)

 

 

 

 

Enjoy e sottoscrivete canale you tube, pagina FB e newsletter sul sito per rimanere aggiornati
Arzaman
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Ciao Mysobry.

Ti seguo da tanto tempo ed ho sempre apprezzato i tuoi progetti e ne ho fatto un paio.

Ultimo Ardbir, ti chiedo se questo SmartPid può gestire anche una camera di fermentazione in caldo e freddo?

Ti ringrazio in anticipo per la tua risposta.

 

Giampy68 

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Ciao Mysobry.

Ti seguo da tanto tempo ed ho sempre apprezzato i tuoi progetti e ne ho fatto un paio.

Ultimo Ardbir, ti chiedo se questo SmartPid può gestire anche una camera di fermentazione in caldo e freddo?

Ti ringrazio in anticipo per la tua risposta.

 

Giampy68

 

grazie per supporto e fiducia

 

la risposta alla tua domanda e' SI senza dubbio

con la basic application hai un "termostato avanzato" con tutte le funzioni che trovi elencate nel video e nel post quindi puoi fare molto meglio e molto piu' smart le cose che facevi con STC1000

Puoi quindi gestire una modalita' frigo se hai solo la cella frigo o la modalita' termostatica se hai un frigo e un elemento riscaldante

 

ma non e' finita... l'idea e' di sviluppare una serie di applicazioni verticali per i singoli processi

a brevissimo tutta l'automazione del processo ammostamento , bollitura etc (alla ardbir per capirci..) ma poi sicuramente anche l'applicazione per la fermentazione con profili etc..

 

Nella catena di sviluppo ora c'e' applicazione per BBQ e una per gestire essiccatore (ad esempio luppoli..) ma piano piano ecosistema si espande

 

continua a seguirmi,

Davide

Edited by mysobry

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ma invece per quanto riguarda una approssimativa data di uscita?

e prezzo anche già  che ci siamo!! ;)  ;)  ;)

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tutto a tempo debito

sto lavorando con fornitori alla chiusura dei dettagli produttivi e ogni piccola cosa quando si va in produzione va valutata attentamente e un euro qua un euro la ..la somma poi fa il totale

 

come data penso di essere rady fine anno

 

per chi vuole spendere meno o almeno avere uno sconto "early bird" si deve registrare alla newsletter sul sito

 

stay tuned

arzaman

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Tabella di confronto delle funzionalità ' smartPID e degli altri termostati di uso comune

 

alla fine sono talmente tali e tante le diffrenze dal controllo di processo alla programmabilita' , dalla connessione wifi per log e configurazione alla compatibilità ' arduino che forse non ha proprio senso il confronto :o  

 

feature-comparison-table-small.png

 

arzaman

http://smartpid.com

https://www.facebook.com/smartPID

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Scusa l'ignoranza, ma ho visto il video e non capisco il PID come va configurato?

Mi spiego meglio, gli altri pid si fa un giro in auto run e si calibra l'inerzia termica, qui come si fa?

Grazie

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Nella versione attuale configuri le tre costanti Kp Ki e Kd  manualmente per ciascun canale in funzione del tuo set up e hardware nel menu process parameter, nulla di complicato e ci sono vari tutorial su come farlo

 

La funzione di auto tune  e' comoda nulla da dire ma nella mia esperienza con termocontrollori efficacia piu' teorica che pratica

 

in ogni caso PID autoune e' funzione in roadmap ! il bello di avere un sistema programmabile

 

arzaman

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Davide, solo una cortesia...

Un pò più di italiano nel sito ;)

 

Inviato dal mio GT-I9505 utilizzando Tapatalk

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Davide, solo una cortesia...

Un pò più di italiano nel sito ;)

 

Inviato dal mio GT-I9505 utilizzando Tapatalk

 

 

Capisco e ti assicuro che non e' esterofilia o spocchiosita'..gestire tutta la comunicazione e i contenuti (9 forum, pagina fb, numero imprecisato di gruppi, account twitter, newsletter, canale you tube, pinterest, instagram..) in doppia lingua e' un suicidio per me..un esempio: venerdi ho fatto articolo per lancio brewing app e non sono riuscito a metterlo qua dove sono di casa...tradurlo e farlo per bene...un ora di lavoro (notturno)

 

Sul sito almeno home page etc prometto che ci lavoro...ma sto affogato sullo sviluppo prodotto e lancio

 

siate tolleranti e se c'e' qualche dubbio rispondo sempre

 

Davide

Edited by mysobry
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ti scrivo da profano, e la risposta che mi hai dato per me è arabo, io adesso sto con fornelli a gas e voglio passare in elettrico per automatizzare le termperature e non ho proprio idea di cosa scrivere nei vari ki kp e kd; pero credo di aver capito che auto tune e roadmap significa che ci stai lavorando.......

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ti scrivo da profano, e la risposta che mi hai dato per me è arabo, io adesso sto con fornelli a gas e voglio passare in elettrico per automatizzare le termperature e non ho proprio idea di cosa scrivere nei vari ki kp e kd; pero credo di aver capito che auto tune e roadmap significa che ci stai lavorando.......

Lascia perdere la teoria dei controlli , le costatni K e autotune...

la parte delicata e difficile di un impianto e' quella meccanica e idraulica

Definisci bene come lo vuoi costruire, cura particolari e usa maetriali buoni, fai progetto razionale, semplice e gestibile

 

Quando poi avrai connesso elettronica ti preoccupi di tarare le KpKiKd con o senza autotune e' operazione semplice

e soprattutto la fai una volta per l'impianto

 

Davide

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e soprattutto la fai una volta per l'impianto

Mah, se posso dissento da questa affermazione solo in base alla mia esperienza personale quando usavo PID e RIMS....il comportamento del PID (Beercontrol) variave MOLTO ma MOLTO in funzione della densità  dell'impasto e del suo volume per cui a meno di non fare sempre la stessa birra o birre con tali parametri sempre uguali la risposta del PID dovrebbe essere ritarata...questo è uno dei motivi per cui io con PID & C con la birra non voglio più averci a che fare...però, ripeto, porto la mia esperienza con il sistema PID che usavo io, poi magari col tuo è diverso

Andrea

Edited by the dragonlord
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mi sono espresso forse male io..

 

volevo dire che prima di preoccuparsi del PID o di funzioni di autotune occorre progettare bene

tutto il resto.

Detto questo concordo con te , taratura dei parametri va fatta, con o senza autotune

Da li poi a doverli ri-tarare a ogni variazione densita' del mosto mi sembra eccessivo

Non ho esperienze con RIMS magari piu' sensibile..ma escludrei di dovermi mettere a cambiare significativamnete le Kx a ogni cotta/tipo birra...

Fai una cosa media e poi se ci mette qualche secondo in piu' a convergere o ho due decimi di grado di sovraelongazione non muore nessuno

 

Tanto se non usi PID usi altro algoritmo e sempre un tuning devi fare...

 

morale non mitizzerei o demonizzerei un algoritmo di controllo..la bonta' del impianto e' un insieme di fattori

 

SmartPID fa sicuramente il suo mestire di PID (ma puoi scegliere anche ON OFF con isteresi)

La parte SMART NON e' in un algoritmo piu' intelligente o preciso..ma in tutte le funzioni aggiunte

 

arzaman

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Davide, solo una cortesia...

Un pò più di italiano nel sito ;)

 

Anche nei Menu :P Ma è un progettone e gli diamo qualche mese per allinearsi dopo di che lo mandiamo hai confini fuori Italia :D

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Finalmente riesco a fare un post in italiano per illustrarvi il funzionamento della Smart HomeBrewing app completamente dedicata alla gestione automatica di tutti gli aspetti del processo casalingo brassicolo

 

Qual'è la differenza di questa applicazione rispetto alla applicazione di base standard (termoregolatore smart) ?

 

Sostanzialmente la Smart HomeBrewing App aggiunge alle funzioni di controllo temperatura smart tutte le funzioni di automazione del processo di birrificazione e esegue passo passo tutto il workflow necessario

Le varie applicazioni verticali sviluppate sulla piattaforma SmartPID beneficiano di tutte le funzioni di base e eseguono un processo specifico. Nel caso della homeBrewing app questa esegue gli step definiti nella “ricetta†controllando le risorse HW (elemento riscaldante, pompa o mescolatore, buzzer etc..) in maniera automatica

 

Le principali caratteristiche della HB app sono

 

  • Gestione di impianti a singolo tino (BIAB/RIMS) o a due tini ( MASH + H20 di sparge)

  • Gestione impianti sia elettrici (PID/PWM) che a gas (ON/OFF)

  • Gestione pompa ricircolo o mescolatore

  • Supporto sensori sia NTC che DS18B20

  • Supporto sensore sia interno al tino di mash che esterno nel ricircolo

  • Gestione automatica dello step mash (6 step + mash IN e Out)

  • Gestione bollitura con controllo overboil e regolazione potenza (solo elettrico)

  • Gestione luppolatura e allarma sonoro per le gettate

  • Gestione whirpool a caldo o freddo

  • Gestione raffreddamento

  • Completa gestione delle ricette

    • Profili di mash

    • Profili bollitura/luppolatura

  • Memorizzazione locale 10 ricette

  • Partenza ritardata con preriscaldamento h20

 

Ovviamente sono presenti tutte le altre funzioni

 

  • Log di tutti i dati della cotta (temperatura e potenza)

  • Invio real time dei dati sul server via wifi

  • Scarico dei dati localmente via porta USB

  • Visualizzazione dati via web o smartphone

  • Applicazione dedicata su smartphone (solo android)

 

Sono invece in via di sviluppo tutte le funzioni per gestire sia i parametri di configurazione e processo che le ricette via web / smartphone.

Un'altra funzione in roadmap e l’import dei profili di mash/boil dai piu’ comuni SW di gestione ricette come beersmith e brewplus (quando disponibile export)

 

Nei prossimi post provo a illustrare come effettuare il setup completo di un sistema BIAB partendo dalla classica pentola con termostato (profi cook)

 

Stay tuned !

 
arzaman
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Grazie per apprezzameto !

ci ho investito molto (tempo e denaro) e ho cercato di condensare tutte le esperienze pregresse e i feedback della community.

Al di la delle molteplici funzioni (e ci sara' sempre qualcosa che manca o da migliorare) il grosso investimento e' stato nel ingegenrizzare, industrializzare, prodottizzare il tutto per rendere SmartPID un prodotto fatto e finito

 

La app promette bene...per ora solo scarico e visualizzazione dati di LOG...prossimamente anche configurazione parametri e ricette

 

Screenshot_2016-10-18-23-25-49.png

 

smartpid-app-dashboard.png

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