楽々PIC

水田除草と言うブログを書いていますが、PIC関連の記事が意外に人気で驚いています。 PICを使った電子工作に興味を持つ方が多いことを知って、一緒にPICを学ぶブログを作りたいと思いました。 「楽々PIC」は教材と言うよりも少し実用性?のある楽しい道具を作りながら学ぶブログを目指します。

燻煙器 熱抵抗

 燻煙器の温度上昇試験の結果は、燻煙器内部に設置した 8.3W のヒーターで周囲温度 +5.7℃ で飽和しました。 このことから、試作した燻煙器の熱抵抗は約 0.69℃/W と考えています。(考え方が間違っていたら教えて下さい。)

熱抵抗は、三端子レギュレーターに付けるヒートシンクの選択に欠かせないなど、電子工作にもなじみ深いものですね。 燻煙器の木箱も電子工作の一部と拡大解釈しています。

DSC00243


この燻煙器で周囲温度 +50℃ の内部温度を実現するためには 50/0.69 ≒ 72W のヒーターが必要そうです。 スモークウッドの発熱量は定かではありませんが、炭素 1kmol  の燃焼熱 393.5MJ ( 109.3kWh ) から単純に計算すると 250g で 4時間 燃焼するスモークウッドの発熱量は 569W のヒーター相当と考えています。

実際にはスモークウッドの含水率や気化熱、不完全燃焼分で何割か低い値になると思います。

大した根拠もなく半分と考えると 250g で 285W ですから、この燻煙器では概ね 66g のスモークウッドで足りそうです。

計算に間違いがあれば、スモークウッドの量を加減して対応することになりますが、補助ヒーターとしては 72W の半分で 36W あれば良しとします。 入手しやすいヒーター(セメント抵抗)を選んで補助ヒーターは 38.4W にしてみる予定です。

スモークウッドも補助ヒーターも間違いがあれば数を加減すれば良いのですが、内部温度を高めた時に食材から出る水分の影響で、どの程度杉板が変形するのか・・・そっちの方が心配です。

関連記事のインデックスはこちら → 燻煙器 


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燻煙器

 ここ数日は杉板を使って燻煙器を組み立てています。 RRP1320-1-04 を使って温度制御機能付きの燻煙器に仕上げたいと思います。

何年か前にホームセンターで燻煙器とスモークウッドのセットを買って、ベーコン作りに挑戦したことがあります。 2週間程冷蔵庫で塩漬けして、流水で塩抜き、風乾の代わりにペーパータオルに水分を吸わせてから庭で燻煙しました。 2週間の仕込み期間は期待感を味わいながら冷蔵庫に入れて水を流すだけでそれほど手間はかからないのですが、60~70度に保ちながらの燻煙は付きっきりの作業になってしいました。 慣れないこともありますが、風が吹くと温度が下がるので傘などを並べて風をさえぎり、右往左往していました。 結果は塩抜きが不足で塩っ辛いベーコンながらも美味しく頂くことができました。 残念がら、2度目はないまま今日に至っています。

発色剤など余分な物を加えず自分で作ったベーコンは魅力的ですが、手間を考えるとシンドイと言うのが正直な感想です。 出来れば漏れ出る煙を抑えてレンジフードの下でも使えるようにしたいと思います。 RRP1320-1 は温度管理を自動化した燻煙器を作ってもう一度ベーコン作りにチャレンジしたいと言う個人的な目的で作り始めました。 RRP1320-1-04 はその制御装置の試作品です。 燻煙器と食材、制御装置を組み合わせて制御系を構成し、制御性能を評価出来ると思います。

燻煙器は下図のように内寸法で幅 30cm 高さ 40cm 程度の木製です。 8W程度と極小さなヒーター(セメント抵抗)で温度上昇試験を行います。 周囲温度に対して内部温度をどの程度高められるのかを確認して次のステップに進みます。

杉板で6面を囲った内部にアルミ製の隔壁を設けました。(下図奥側の壁) 隔壁の奥に簡単な冷却機構を設け、スモークウッドの発熱で温度が上がり過ぎるようなら自動的に冷やすことで食材が煮えないようにコントロールしたいと考えています。

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生の木を板にしてもらったので、数日間の乾燥の間にそったり縮んだりして無様な外観になってしまいましたが、この試作の反省点を元に工夫を重ねるつもりです。 目下のところ燻煙時の湿気と保存中の乾燥で杉板がどの程度変形するのか、割れたりしないかが最大の関心事です。


以下は関連記事のインデックスにします。

燻煙器 熱抵抗 
 燻煙器の温度上昇試験の結果は、燻煙器内部に設置した 8.3W のヒーターで周囲温度 +5.7℃ で飽和しました。 このことから、試作した燻煙器の熱抵抗は約 0.69℃/W と考えています。


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XBee 3役

XBee に接続する回路の検討を進めつつ、3台目の XBee が入荷しました。 これで、コーディネーター、ルーター、エンドポイントと言う3役を同時にネットワークして実験が可能になりました。

下図は、入荷した3台目です。 XBee ( ZigBee 版  ZB シリーズ )は X-CTU と言う設定ツールを使って、前述3役のいずれかに設定できるのですが、この3台目はエンドポイントに設定しました。

DSC00236

X-CTUでAPIモード3役の内いずれかに設定し、PAN-IDを書き込めば、後はネットワークに接続して動作確認しながら、X-CTUに接続したデバイスからPAN( Personal area network )中の任意デバイスの設定を変更可能です。 ただし、コーディネーターは一つのPAN内に1台だけです。

緑色の基板は秋月電子通商さんの XBee用2.54mmピッチ変換基板 ( AE-XBee-REG-DIP )ですが、電池駆動や3.3V出力のACアダプターに対応するため、入荷時点の AE-XBee-REG-DIP に実装済みだった三端子レギュレータを取り除き、2.54mmピッチ1番ピンと2mmピッチ1番ピンを短絡して使っています。

下図は、Bee Explorer でビジュアル表示した3台のネットワークです。 Bee Explorer はコーディネーターに接続して使います。

Bee_Ex_3


ルーターを遠ざけると下図のように親子関係が変化します。

Bee_Ex_3kaku


暫くの間、コーディネーターに X-CTU を接続して使うことになると思うので、エンドデバイスにPICを接続してあれこれ試す回路を考えます。


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PIC18F13K22

 XBee を使って作ってみたいツールが色々あって、どこから手を付けるべきか迷いながら、あれこれ試しています。 エンドポイントやルーターにはマイコンを接続しなくても出来ることが沢山あるのですが、デジタル温度センサーなどを付けようとすると何らかのマイコンが必要そうです。 屋内のエンドポイントやルーターに隣接して見通しの良い条件では赤外線リモコンも併用して安価にON/OFFセンサーをちりばめると言うのも面白そうです。

こう言った用途に 18F13K22 も検討しています。

PIN SUMMARY です。
PIN_SUM_13K22


電源電圧とクロック周波数の関係図です。

V-F_13K22



18F23K22 はこちら→ PIC18F23K22


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XBee ドキュメント類

XBee の端子に何か接続しようとすると、ソース/シンク電流はどこまで許容されるのか、入力信号の敷居電圧は? と言ったことを知りたくなりますが、私が入手した参考書の中にはこれらの情報が見当たりませんでした。(探し方が悪いのか?) そこで、Webで検索、Digi International の製品ドキュメントから、4mA と判明しました。

XBee_E_Chara

英語版ですが、ATコマンドやAPIフレームについても詳しく書かれています。 参考書を元に、解らないところや不明確なところを調べる分には私でも理解できそうです。

ついでなので、ドキュンメント類へのリンクを並べておきます。(リンク切れ時はご容赦下さい)

 XBee-PRO ZB Programmable - chip antenna - cordinator API -
                  Documentation - Digi International
 http://www.digi.com/support/productdetail?pid=4549&type=documentation
 Product Manual: XBee / XBee-PRO ZB RF Modules が製品の取扱説明書です。
 (大きなファイルなので直接リンクは遠慮しておきます。)

   Documentation - Digi International
   http://www.digi.com/support/supporttype?type=documentation
   のメニューから XBee / XBee-PRO ZB (S2B) Modules を
   選んでみつけました。


 Digi API Frame Maker
 ftp://ftp1.digi.com/support/utilities/digi_apiframes.htm
 API フレームの詳細を調べたり、値を入力して具体的にフレームを作れます。


 X-CTU Software - Diagnostics, Utilities & MIBs - Digi International
 http://www.digi.com/support/productdetail?pid=3352&type=utilities
 X-CTU のインストーラーをダウンロードできます。

   Utilities - Digi International
   http://www.digi.com/support/supporttype?type=utilities
   のメニューから XCTU を選んでたどり着きます。


 Download ZigBee Operator
 http://www.zigbeeoperator.com/download.html
 Bee Explorer をダウンロードできます。 (要 .NET Framework )

   ZigBee Operator Home
   http://www.zigbeeoperator.com/
   から Download タグをクリックして見つけます。



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