Йогурт на PID-контролері

Як ви змінюєте налаштування PID-контролера для вирішення змін теплових властивостей?

Проект: Я роблю йогурт. Культивується при 110 градусах F протягом приблизно півдня; ви додаєте молоко і трохи закваски і отримуєте йогурт. Збережіть трохи для стартера для наступної партії, а решту з'їжте. Легко і смачно.

Налаштування: я беру контейнер для безпечної їжі (каструлю з кришкою), розміщую його над нагрівачем, додаю термопару типу k, SSR та PID-контролер, все це провідне в порівнянні з контрольною реалізацією будь-якого PID-контролера, який ви хочете назвати. Це добре працює, якщо я використовую каструлю (225 Вт, приблизно 3/4 галя) як мій сковороду, так і нагрівальний елемент, але я хочу робити більші партії (1 гал).

Проблема: З більшим співвідношенням нагрівача до теплової маси (нагрівальна плита 1000 Вт та нержавіюча сталь замість керамічної). Підвищена нестабільність протягом пізнішої частини циклу. ПІД-контролер налаштований водою (молоко трохи дорожче) і тримає температуру в межах 2 град.F протягом перших кількох годин, але, як культури йогурту, я помічаю виражені перепади температури, і на відміну від використання посуду, я бачу відділення сироватки (імовірно, через надмірну температуру або збільшення конденсату на кришці через те саме). Я цілком впевнений, що більша теплова маса заглушувала шум зміни теплопровідності під час культури, але я не впевнений, як слід більш точно контролювати температуру на пізніх стадіях, не надто погіршуючи регулювання температури на початку.

Справжньою проблемою, здається, є ваша механічна настройка, а не деталі управління PID. PID-контроль може взагалі не бути тим, чого ви хочете.

Я б почав, поставивши контейнер з йогуртовою культурою всередину водяної бані, потім спробу регулювати температуру водяної бані. Додаткова теплова маса води подовжить домінуючу постійну часу і не залежатиме від того, що відбувається всередині ємності.

З більш тривалою постійною тривалістю простий контроль термостата для ввімкнення / вимкнення температури повинен працювати досить добре. Ви хочете, щоб потужність нагрівача була досить низькою, щоб водяна баня змінювалася лише незначно, як, можливо, 2-4 градуси, протягом однієї постійної часу. Просте керування встановленням порогу ввімкнення / вимкнення буде працювати дуже добре.

Замість того, щоб додавати гістерезис для запобігання швидких коливань на заданій точці, просто тримайте висновок фіксованим на короткий час, як 1/50 постійної часу або близько того.

Давно я зробив водяну баню з контрольованою температурою для обробки фотоплівки. Механічна установка була однією з тих пластикових ванн у стилі "Rubbermade", насосом для резервуарів для риби, який підтримує циркуляцію води, і 300 Вт від погрівального нагрівача на полиці, призначеного для кавової чашки. Два термістори серії, розміщені на протилежних сторонах ванни, забезпечували зворотний зв'язок температури. Це було до віку мікроконтролерів, тому фліп-флоп відбирав вибірку і утримував сигнал увімкнення / вимкнення кожні 64 лінійних циклів. Це керувало реле, яке включало і вимикало занурений нагрівач. Це спрацювало дуже добре. Як тільки вона дійшла до регулювання, температура залишалася фіксованою до частки градуса F.

Ви надмірно думаєте про це з PID-контролером.

Я думаю, що ваша партія стає більш в'язкою, оскільки вона бродить. Конвективний тепловіддача стає слабшим, тому загальна теплопровідність зменшується.

Одним із можливих рішень було б використання нагрівальних приладів, які були б рівномірно розподілені по всьому об'єму. Середня відстань, яку теплова енергія повинна буде пройти, зменшиться, а ваш режим буде менше залежати від теплопровідності.

Іншим можливим рішенням є наявність декількох наборів констант PID. Перший набір був би налаштований на тонше сире молоко. Другий набір був би налаштований на густіший йогурт. Ви можете переходити з одного набору констант на інший через певний проміжок часу, який апріорі знаєте .

Оскільки нитка вже відійшла від PID у використанні електричної енергії для виготовлення йогурту, я подумав, що можу запропонувати інший підхід ...

Помістіть молоко і закваску в вазон і поверніть його високо. Коли температура суміші досягне 160 градусів F, дістаньте горщик з горщика з кришкою і поставте на нього кришку. Не зволікаючи, загорніть горщик рушником або двома, і покладіть його всередину найкращого охолоджувача напоїв.

"Ви переосмислюєте це з PID-контролером" (Олін Летруп, вище) та з декількома контролерами (та їхніми накладними схемами), занурювальними нагрівачами або COTS (мене тут).

Якщо ви абсолютно повинні мати слід EE на процесі, ви можете розробити детектор температури, який виявляє 160 градусів за Фаренгейтом і викликає звукові сигнали або гудіння.

Я можу трохи запізнитися на гру тут, але я щось шукав і натрапив на цю тему. Я роблю йогурт за допомогою цього - не потрібно водяну баню:

https://github.com/CapnBry/HeaterMeter/wiki

яку я склав сам (але він зараз також продає їх; це все з відкритим кодом). Первісний намір полягав у контролі над bbq, але я виявив, що він прекрасно працює для sous vide, а також для йогурту. Я контролюю тупий горщик Crock там (Off, Low, High) і маю кришку з отвором у ньому; ви можете отримати їх у Sears тощо, якщо у вас її ще немає.

Я використовую зонд, який він рекомендує, але також маю другий незалежний зонд лише для душевного спокою! Залишаю набір протягом десяти годин, потім заливаю суміш йогурту / сироватки в друшляк, вистелений звичайним паперовим рушником, і даю йому стекти. Час зливу змінюється, і ви можете припинити зливання, коли досягли потрібної консистенції.

Просто для повного завершення процесу:

1) налийте 1 галон молока у великий казан і повільно піднесіть його до 170F на плиті, дайте йому постояти при цій температурі протягом 5-10 хвилин

2) увімкніть духовку і поставте чашу Crock Pot, щоб вона прогрілася до приблизно 230F, просто вбивати будь-яких помилок (якось необов’язково, іноді я лінивий, але ніколи ще не було поганої партії)

3) охолодити горщик з запасом в раковині, поплававши в холодній воді, поки температура не досягне 100 F

4) витягніть чашу Crock Pot з духовки і поставте її в горщик Crock, дайте йому охолонути, але увімкніть PID-контролер і Crock Pot (Низький)

5) в стерилізоване молоко, збийте приблизно половину невеликого горщика грецького йогурту (я вважаю за краще Чобані, але майже будь-який йогурт живої культури буде робити, і це цікаво експериментувати. Фаге добре)

6) залийте всю партію в Crock Pot (у мене є Crock Pot, який магічно приймає 1 галон - смішно, як це працює!)

7) Поставте кришку, вставте щупи, нехай вона працює 10 годин

8) отримайте всіх примхливих за допомогою веб-сервера в HeaterMeter! (не хвилюйтеся про фактичні цифри на зображенні - є вагома причина, що вони відрізняються від того, що я згадав, занадто багато деталей, щоб тут увійти)

9) по готовності злийте йогурт, як описано вище (рідка сироватка відмінно підходить для приготування хліба в машині, BTW)

10) складіть у маленькі контейнери, поставте в холодильник, їжте!

Я сподіваюся, що це допомагає комусь десь насолоджуватися використанням високих технологій для приготування найосновнішої їжі - я, безумовно, насолоджуюсь цим!