デジタル陶芸用の窯コントローラー

デジタル陶芸の研究では、通常の本格的な陶芸とは異なる焼成方法が必要になるかもしれないということとで、陶芸窯のデジタル制御装置の開発・製作にもチャレンジ。　

本格的な機能を自由自在に設定変更できる陶芸窯制御装置の開発を作ってみます。

簡単に作るため、今回は材料ストック棚に大量に転がっているAruduinoから328を使ってみます。

第1回の今回は全体の設計検討から。。。

必要な機能をリストアップし、全体の構成イメージを組み立てます。

（１）まずは安全第一。お手軽開発。

　　　今回は家庭用の単相１００Vとしますが、将来、3相動力の電源制御に移行させることに配慮。

（２）焼成パターンは10パターンとかが一般的なようですが、Arduinoなので、いくらでも

　　　焼成パターンは作れるので、「乾燥」、「素焼き」、「本焼成」の3モードとします。

（３）動作表示LEDは、「コントローラ制御中」、「制御信号出力」の２つ。

　　　　「制御信号出力」はそのまま窯のヒーター制御に使用します。

（４）ブレーカー、電流量の制約から上限電流を設定できるようにする。

（５）温度センサーは窯に内蔵されているものを使うか、熱電対を使うかは未定。

さて、今回はArduinoから外部のAC100V電源を制御する部分のテストをしてみます。

DCモーターの速度調節やLEDの点灯明るさ制御でよく利用していますが、今回は、交流電源の制御なので、PWM周期と交流電源の周波数（５０Hz）の関係から、ArduinoのPWM機能は使わずに、自前でPWM制御します。

今回はPWM周期を500ミリ秒程度としてみましょう。

まずは任意の pwm_rate を設定し、そのレートに合わせて外部信号を出力させてみます。

通常のPWMとは異なり、ちらつきが目立ちますが、今回はこれでよしとします。

SSRは素子パーツでも数百円と安価に購入できますが、放熱や配線の手間を考え、市販のSSRをPWM制御させてみます。

PWMの制御周期が長いので、SSRはゼロクロス対応のものを。

あとは、電線・プラグ・コンセントなどを切って、繋いで、組み立てて。。。

端子はキチンと圧着します。

今回は１００V系の電流が大きいので注意。

LEDの時代とは逆行しますが、手元の白熱電球などで動作確認。

今日はここまで。

■注意■　火災、感電の恐れがあります。

真似される方は、１００V回路を扱いますので、十分な技術を持った方限定でお願いします。

作成方法の解説サイトではないので、詳細な説明にはなっていません。　ご注意ください。