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Arduino温泉卵機の製作10(試験)

どうも、とらです(๑´∀`) 前回のソフトウェア製造に引き続き、Arduino温泉卵機の試験を行うことにしました。結果として温泉卵ができることが確認できました(๑´ڡ`๑)







試験の準備


まずは電気ケトルに水道水を入れます。0.8L入れるのですが、電気ケトルの水位の目盛り線を目印すると試験の再現性が悪くなるといけないと思い、電子はかりで800gの水を入れることにしました。空の電気ケトルで0gにしてから水を入れ、800gぴったりにします。






次に熱電対をセットします。熱電対の先端が電気ケトルの底の金属に触れないようにします。





あとはArduinoと熱電対アンプモジュール、自作したSSRモジュールを設計図通りにセットアップします。




最後にArduinoとMacBook AirをUSBケーブルでつなぎ、LAN上のDBサーバとWebサーバを立ち上げます。これで試験の準備が整いました(๑´ڡ`๑)




システム試験




まずArduino IDEから、Arduino制御用スケッチの Onsentamago_PID_RelayOutput.ino をArduinoにアップロードします。続いてNetBeansから、シリアル通信でArduinoから温度データを受け取ってMySQLサーバに送信する Onsentamago.java を実行します。最後にブラウザから http://192.168.1.2/graph/onsentamago/ にアクセスして温度が表示されるか確認します。

なお、MySQLサーバとWebサーバの立ち上げや、3306のポート解放やら、サーバ構築ついては詳しく説明したサイトがたくさんあるのでここでは割愛します。



システム試験結果



成功しました。きちんとブラウザに温度とPID Outputの値が表示されています。







温泉卵作り試験


ハードとソフトがうまく動いたので、次は温泉卵作りの試験です。しかしPIDのオーバーシュート(最初の立ち上がりで設定値を大きく越えてしまうこと)が激しくてお湯の温度が約90℃まで上がってしまったので、しばらく待って設定温度になったら卵を投入します。

卵はネットに入れて割り箸で吊るす予定でしたが、それだと電気ケトルを開けっ放しにしてお湯が冷めるので、割り箸なしでフタを閉めることで卵が電気ケトルの底に触れないようにすることにしました。





温泉卵の調理時間は30分にすることにしました。



温泉卵作り試験結果





お待ちかねの試験結果です。試験は設定温度を67℃と68℃にして2回行いました。調理時間は同じく30分です。温泉卵のできはどちらも大差なかったです。黄身はほどよく固まっており、白身がかなりゆるく仕上がっていました。どちらも殻に白身はほとんどくっついていませんでした。


67℃、30分

68℃、30分



続いて温度プロファイルを見てみます。


温度プロファイルの作成は、まずMySQLサーバにクエリを発行してcsvファイルとしてデータを取り出します。

select * from onsentamago where expid =1 order by time asc into outfile "/tmp/onsentamago1.csv" fields terminated by ',';



その後サーバからMacにcsvファイルをコピーします。

$ scp tora@192.168.1.2:/tmp/onsentamago1.csv /Users/God/Desktop/


最後にplotlyにcsvファイルをアップロードしてLine plotでグラフを作ります。Gridの画面上にあるADD DATAをクリックするとファイル選択画面が開くので、csvファイルを指定します。その後xとyのデータを指定してLine plotをクリックするとグラフができます。




まずは設定温度が67℃のものから。最初の5分で67℃を大きく越え、89℃までオーバーシュートしてしまいました。その後約40分かけて設定温度の67℃になりました。





波打っている部分のグラフを拡大してみます。温度が67℃になったら卵の投入です。30分後に取り出しました。卵を入れる時にもたもたしていたら温度が下がってしまい、それによって次の温度の立ち上がりで設定温度から3℃も上がって70℃になってしまいました。その後は設定温度±1℃に制御できていました。






続いて設定温度が68℃のグラフを見てみます。PIDのパラメーターは変えておらず、設定温度だけ変えたので相変わらずオーバーシュートです。



68℃までお湯が冷めたら卵を投入して30分待ちます。卵を入れた直後は温度が71℃近くなってしまっていますが、前回と同じく設定温度±1℃に制御されていると言っていいでしょう。



以上の結果から、今の設定値のままでも温泉卵はできるが、課題としてオーバーシュート(+22℃)と卵投入時の温度の上がり過ぎ(+3℃)があることがわかりました。欲を言えば設定度の度での温度変化も±0.5℃程度にしたいですね。


というわけで、できた温泉卵はだしをかけてくずしたりして食べました(๑´ڡ`๑)





これで試験はおわりです。


つづく

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