低温調理用のコントローラを作る２

概要

　今回は低温調理器を作るにあたって、主要な部品の選定について話します。

ちなみに

　コントローラなんて作らなくてもいいよ、ただ使いたいんだよ！って方は、既製品を購入してもらったほうが早いです。ものによってはヒータ以外セットになってますし、それなりに安いです。

必要なもの

　低温調理器は、制御の入門書などでよく見る、水槽の温度制御そのものです。制御対象は水温なので、制御対象の状態を知るために温度計が必要です。水温の操作は、上げるためにヒーターが必要です。下げるためにはクーラーが必要ですが、目標値は室温よりも高いため、クーラは必要ないでしょう。あとはヒーターのON/OFFを行うリレーと、制御用のCPUを選定します。

温度計

　熱電対やアナログ出力の温度センサは、基準電圧の生成・管理が面倒なので、デジタル出力の温度センサを使うことにします。さらに、水につけるため防水加工が必要です。

　デジタル出力のセンサにはいくつか候補がありますが、パッケージ化＋防水加工されているものがAmazonで売られているので、DS18B20というセンサをつかいます。複数のところから同じような製品が出ているので、DS18B20を使ったものであればどれでもいいと思います。秋月電子で、センサ単体が250円ということを考えると、自分で単品を買ってきて防水加工する必要はないでしょう。約300円也。

ヒーター

　試算したところ、温度の維持だけであれば100Wもあれば十分な感じです。やはり防水でなければならないので、まずは調理用の湯沸かし器を探しました。

　Amazonで見つけた投げ込み式の湯沸かし器ですが、ワット数が高すぎるのと、熱源剥き出し、更に電源が海外仕様なので、ちょっと怪しい感じ。

　他に良さそうなものがないので、代替案とりあえず水槽用のヒーターを使います。サーモスタット必要なタイプのヒーターを選んでください。オートヒーターではだめです。熱源が露出していないヒーターを使うことにします。約1,900也。

当然本来の用途と違う上、これを使う以上はAC100Vを扱うことになるので、取扱時にはそれなりに注意が必要です。場合によっては、他の加熱方法を考えます。

リレー

　ヒステリシス制御であればリレーで良いですが、PID制御の実装を考えているので、PWM制御のしやすいSSRを使います。 Amazonに完成済みのモジュールが安く売られていますが、レビューに怪しいコメントがあるのを見つけてしまったので、中が見えて安心なものを使います、今回は秋月のキットを使います。250円也。

ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）キット　２５Ａ（２０Ａ）タイプ

 　放熱をしなくても2A程度まで使用できるので100Wのヒーターなら十分でしょう。

制御用のCPU

　ArduinoやmbedやRaspberry pi等のプラットフォームをつかうと実装が楽なのですが、そこそこのお値段がするので、水没・水ぬれする危険がある制御に使うのは気が引けます。なのでマイコンをそのまま使います。

　入手しやすいのはPICとAVRですが、ライターの調達難易度からAVRを使います。PWMが使えて、そこそこGPIO数がある品を選びます。250円也。

ＡＶＲマイコン　ＡＴＭＥＧＡ３２８Ｐ－ＰＵ

　制御プログラムを書いてみて、十分か判断しますがよっぽど大丈夫でしょう。

その他

　調理するたびにPCなんて出したくないので、制御基板一枚で低温調理が完結してほしい。そのため、UIとして、以下の部品を使います。

• キャラクタLCD（I2C接続のもの）約500円
• ロータリーエンコーダ　80円
• タクトスイッチ　10円×２
• LED ３つ

これらと、抵抗などの必要な部品は手元にあったものを使います。諸々の部品含めると、コントローラだけで2000円ぐらいで仕上がるかと思います。

次回は、基板の設計と検証までをまとめます。

流行りの低温調理用のコントローラを作る１

概要

　低温調理器が高かったので、そこそこ良いコントローラを自作します。

低温調理とは

　要は従来よりも低い温度でする調理のことです。わたしは低温調理というとあまりピンときません。真空調理法とか適温調理とか、恒温調理とか言ったほうが実態に合っている気がします。こんなの↓が安定して作れます。

肉！

なければ作る

　低温調理法自体は前々から知ってはいましたが、Twitterやマンガなど、随所で聞くようになったので、じゃあやってみようと。

　で、クリスマスに先に挙げた定番のローストビーフを作ったのですが、まあめんどくさい。

　それ専用の製品（Anovaとか）を使えばいいのですが、それなりにお値段が張るので、ならば自分で作ってしまおうというだけの話。

作戦

　最近は、プリント基板が2000円ちょっとで作れますので、専用の基板を起こします。プリント基板を作ると10枚とか20枚の単位でのオーダになるので、せっかくなら他の人に使ってもらいたい。そこで、調理器を以下のような感じで作ろうと思います。

なるべく安く

　高いのが正義ではないです。最安である必要はないけど、それなりに安く仕上げたい。

作りやすく作る

　個人的には、SMDを手はんだとか楽しいのですが、さすがにツライ。作成時にガチガチなスキルが必要ないように、使いやすい部品を使う。

部品の調達に困らないものを作る

　作りやすくと似たような観点ですが、調達が簡単な部品で作ろうかと思います。通販で手に入るものがほとんどなのですが、色んな所から入手したりと大変。基本的にはAmazonと、秋月で入手できる部品のみで作成したい。

そこそここだわる

　実は、低温調理喜の自作自体は難しくないのです。サーモスタットと水槽用のヒータ（または投げ込み式湯沸かし器）を使えば簡単にできてしまいます。が、良くてヒステリシス制御なので、面白くない。せめて比例制御ぐらいは付けたい。

スケジュール

　構想がクリスマスからなので、今コレを書いている時点である程度の実装まで完了しています。

　春節のお休みが終わるタイミングで基板を発注する予定。