Travailler avec Samovar en mode rectification

Cette page décrit le cycle de fonctionnement complet de Samovar en mode “Rectification” : de la mise sous tension et du chauffage de la colonne jusqu’au soutirage des têtes, du cœur et des queues, puis à la fin automatique du programme. La description s’applique au firmware 7.00.

Logique générale du mode

En mode rectification, Samovar sépare le brouillis en trois fractions : têtes, cœur et queues. Le contrôleur chauffe le bouilleur via un relais SSR, stabilise la colonne avec un régulateur PID et, selon le programme défini, commute les récipients de collecte et commande la pompe péristaltique. La température est surveillée par cinq sondes DS18B20 : vapeur, élément de colonne, eau de refroidissement, bouilleur, TCA (tube de mise à l’air). L’ensemble du processus est visualisé dans l’interface web, dans les applications mobiles Android et iOS et sur le site samovar-tool.ru.

La décision de lancer le soutirage appartient à l’opérateur. Une fois le mode choisi et l’alimentation appliquée, Samovar passe à l’état “Off” (Arrêt), attend une commande et ne fait que lire les sondes. Pour démarrer le processus, l’opérateur appuie sur “Power on” (Mise sous tension) : le contrôleur enclenche le chauffage et commence à chauffer la colonne.

L’état “Off” et le démarrage

Lorsque le mode “Rectification” est sélectionné, ou après un redémarrage, le contrôleur reste à l’état “Off” : les valeurs des sondes s’affichent, mais le chauffage et les pompes sont arrêtés. Deux transitions sont possibles depuis cet état :

• “Power on” : le contrôleur enclenche le chauffage en mode de montée en température de la colonne.
• “Pump calibration” (Calibrage de la pompe) : un mode de service distinct pour mesurer le débit de la pompe péristaltique.

Chauffage de la colonne

Après un appui sur “Power on”, le contrôleur passe à l’état “Warm-up” (Chauffage) (statut 50, SAMOVAR_STATUS_RECT_ACCEL). Dans cet état, le régulateur de puissance fonctionne en mode de montée en température. Si le régulateur de puissance UART est activé dans votre build (le drapeau SAMOVAR_USE_POWER dans Samovar_ini.h), le relais n° 4 peut enclencher une résistance chauffante de préchauffage : elle s’éteint lorsque la température du bouilleur approche du seuil d’ouverture de la vanne d’eau. Le relais de la résistance de préchauffage doit être dimensionné au moins 20 % au-dessus de la puissance de la résistance. Si un module à quatre relais est utilisé, la résistance de préchauffage peut être branchée via le relais n° 4 : il pilote un contacteur ou un autre relais de la puissance requise.

Lorsque la température du bouilleur atteint 77 °C (la constante OPEN_VALVE_TANK_TEMP dans Samovar_ini.h), Samovar ouvre la vanne d’eau de refroidissement (relais n° 3, RELE_CHANNEL3), envoie une notification à l’application mobile et au site samovar-tool.ru, et affiche sur l’écran principal un message sur l’arrivée de l’eau de refroidissement.

Stabilisation de la colonne

Lorsque la température de la vapeur dépasse 39 °C (la constante CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP dans Samovar_ini.h), le contrôleur quitte le mode de montée en température et passe en mode de stabilisation (statut 51, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING). Une notification est envoyée à l’application et au site.

En mode de stabilisation, Samovar attend que les fluctuations de la température de la vapeur restent inférieures à 0,1 °C pendant 6 minutes (comptées d’après le nombre d’interrogations des sondes, voir alarm.h:463). Ensuite, le contrôleur passe à l’état “Stabilization complete” (Stabilisation terminée) (statut 52, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABLE), un bref signal sonore retentit et une notification arrive. Si le paramètre COLUMN_WETTING et wetting_autostart sont activés dans les réglages, le soutirage des têtes peut démarrer automatiquement : pour cela, le sketch propose une option de démarrage automatique des têtes après la stabilisation.

L’état “Stabilization complete” est le moment où l’opérateur décide de lancer ou non le programme de soutirage. Pour commencer le soutirage, appuyez sur “Start take-off” (Démarrer le soutirage) dans l’interface web ou dans l’application mobile. Après l’appui, la pompe démarre à la vitesse indiquée dans la première ligne du programme.

Programme de soutirage : structure des lignes

Le programme de soutirage est une suite de lignes dans le champ de texte de la page “Program” (Programme). Chaque ligne décrit une phase du soutirage : têtes, cœur, queues, pause, actions auxiliaires. Une ligne se compose de 5 champs séparés par “;” :

1. Type de ligne : H (têtes), B (cœur), C (queues), T (pause), P (programme de pause), L (étape Lua).
2. Volume de soutirage en millilitres (pour les lignes H/B/C) ou durée en secondes (pour les pauses).
3. Vitesse de soutirage en litres par heure (de 0,001 à 5 L/h).
4. Numéro du récipient de collecte (un entier de 1 à 4).
5. Température de soutirage en °C. Pour les têtes et les queues, on utilise la température du cœur détectée automatiquement ; pour le cœur, celle fixée au début de la première ligne de cœur (voir ci-dessous). La valeur 0 signifie qu’elle est détectée automatiquement.
6. Tension de la résistance chauffante, V (facultatif).

Exemple de ligne de têtes : H;200;0.05;1;0;0 : soutirer 200 ml de têtes à 0,05 L/h dans le récipient n° 1. Exemple de ligne de cœur : B;1500;1.5;2;0;0 : soutirer 1500 ml de cœur à 1,5 L/h dans le récipient n° 2.

Soutirage des têtes

Après le lancement du programme, le contrôleur commence par la première ligne de têtes. La pompe tourne à la vitesse indiquée dans la ligne, et le contrôleur commute les récipients selon les numéros définis dans les lignes. Lorsque le volume de la première ligne de têtes a été collecté, le contrôleur passe à la ligne suivante du programme.

Pendant l’exécution de n’importe quelle ligne, l’opérateur peut à tout moment ajuster la vitesse de soutirage : saisissez une nouvelle valeur en litres par heure dans l’onglet “Advanced” (Avancé) et appuyez sur “Set” (Définir). La vitesse minimale est de 0,001 L/h, la maximale de 5 L/h.

Soutirage du cœur et fixation de la température

Lorsque la première ligne de cœur commence, le contrôleur mémorise les températures actuelles de la vapeur et de l’élément de colonne. Ces températures deviennent la référence pour tout le soutirage du cœur. Vous pouvez les ajuster à tout moment pendant l’exécution d’une ligne de cœur en appuyant sur “Set hearts take-off T” (Définir la T de soutirage du cœur) dans l’onglet “Advanced”. Le contrôleur remplacera les températures mémorisées par les valeurs actuelles des sondes.

Si l’option “Use pressure correction” (Utiliser la correction de pression) (UsePreccureCorrect dans Samovar.h) est activée, le contrôleur recalcule les températures mémorisées de soutirage du cœur lorsque la pression atmosphérique change (avec le capteur BMP180/BMP280/BME280, s’il est installé) : quand la pression baisse, il les abaisse ; quand elle monte, il les relève, selon la dépendance du point d’ébullition de l’alcool à la pression.

Les lignes de cœur s’exécutent jusqu’à ce que le volume défini dans le programme ait été collecté. Si, pendant le soutirage, les températures de la vapeur et de l’élément de colonne sortent des limites indiquées dans les réglages, le contrôleur met le soutirage en pause. Si l’option “Use pump speed correction” (Utiliser la correction de la vitesse de la pompe) (useautospeed dans Samovar.h) est activée, le contrôleur réduit en plus de la pause la vitesse de soutirage du pourcentage défini dans les réglages.

Détecteur d’impuretés

La version 7.00 intègre un détecteur d’impuretés qui surveille la stabilité de la température de la vapeur et du reflux pendant le soutirage du cœur. Si les fluctuations de température dépassent le seuil défini pour l’étape de soutirage en cours, le détecteur arrête le soutirage jusqu’au rétablissement de la stabilité. Cela protège contre le passage des fractions de queues dans le cœur. Les paramètres du détecteur se trouvent dans le fichier impurity_detector.h.

Soutirage des queues

Lorsque la dernière ligne de cœur se termine, le contrôleur passe aux lignes de queues, s’il y en a dans le programme. La vitesse et le récipient pour les queues sont définis dans le programme. Lorsque la dernière ligne de queues se termine, le contrôleur passe en mode veille : la pompe s’arrête, et le régulateur de puissance continue de fonctionner à la tension utilisée dans la dernière ligne de queues. Un message de fin de programme apparaît sur l’écran principal et dans les notifications.

Après la fin du programme, le mode “auto-reflux” s’enclenche : la pompe est arrêtée, le chauffage continue. Par défaut, ce mode dure 30 minutes (la constante PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN dans Samovar_ini.h). Pendant ce temps, l’opérateur peut décider d’éteindre la colonne ou de poursuivre le soutirage avec un autre programme (par exemple pour collecter les acides gras si la matière première était des céréales). Si l’opérateur n’intervient pas au bout de 30 minutes, le contrôleur coupe le chauffage automatiquement. La valeur 0 dans le réglage désactive le maintien : l’alimentation est coupée immédiatement après la fin du programme.

Contrôle pendant le soutirage

Pendant l’exécution du programme, l’opérateur peut à tout moment :

• Appuyer de nouveau sur “Start take-off” : le contrôleur passe à la ligne suivante du programme.
• Appuyer sur “Pause” : la pompe s’arrête, le chauffage continue.
• Appuyer sur “Resume take-off” (Reprendre le soutirage) : le programme reprend au même endroit.
• Modifier la vitesse de soutirage dans l’onglet “Advanced” : la nouvelle vitesse s’applique immédiatement.
• Ajuster la température de soutirage du cœur dans l’onglet “Advanced” : les températures mémorisées seront remplacées par les valeurs actuelles des sondes.

Arrêt d’urgence

Le contrôleur coupe le chauffage et place le processus en mode “Alarm” (Alarme) lorsque la température du bouilleur dépasse le seuil d’alarme (100 °C par défaut), lorsque la liaison avec la sonde du bouilleur ou de la vapeur est perdue, et lorsque le détecteur de passage d’impuretés se déclenche. Le message d’alarme est envoyé à l’application mobile et au site samovar-tool.ru, et s’affiche sur l’écran principal et dans le journal. Une fois la cause éliminée, l’opérateur relance le processus.

Où chercher les paramètres

• Température d’ouverture de la vanne d’eau : OPEN_VALVE_TANK_TEMP dans Samovar_ini.h.
• Température de passage de la montée en température au mode de travail : CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP dans Samovar_ini.h.
• Maintien en “auto-reflux” après la fin du programme : PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN dans Samovar_ini.h.
• Activation du régulateur de puissance UART et de la résistance de préchauffage : le drapeau SAMOVAR_USE_POWER dans Samovar_ini.h.
• Broches de la vanne d’eau et de la résistance de préchauffage : RELE_CHANNEL3 et RELE_CHANNEL4 dans Samovar_pin.h.
• Statuts de rectification : SAMOVAR_STATUS_RECT_* dans Samovar.h.
• Analyse du programme : rect_program_parse_spec() dans program_io.h.
• Détecteur d’impuretés : impurity_detector.h.
• Stabilisation de la colonne : alarm.h, le gestionnaire de SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING.