Arduinoでローストビーフを作る(基礎研究8(中休み))

2024.12.14 。自分が何をしているのか分からなくなったので、整理します。
1. ローストビーフを作るためには、湯煎温度を58℃で3時間キープしなければならない。
2. 温度制御を Arduino にさせよう。
3. 600mLの湯煎の場合は、58℃未満で加熱・58℃以下で電熱器オフで、±0.5℃の単純制御ができた。
4. 2000mLにスケールアップしたところ、オーバーシュート(過剰昇温)が80℃程度までに達した。
5. 60℃を超えると「タンパク変性」を起こして肉が硬くなるので、これはダメだ。
6. 「PID制御」を利用しよう。
7. ネットで勉強して色々試したが、結局、「温度が上がり過ぎたら積極的に冷ます」機能が必要だけど、「ヒーターの電源オフ」に対応するパラメータ設定が分からなかった。
8. 原始的な方法として、「単位時間の加熱による『温度変化のパターン』の積み重ね」で、検討することにした。

【温度変化のパターン】(シミュレーション)
下図は、厚さ10の固体の端に1000J/s☓1secを与えた時、厚さ2番目の面の温度変化を10倍した時の温度変化と、同じパルスを10秒間与えた時の、同じ場所の温度変化を示す。
(赤線:1秒間加温、後放熱。青線:10秒間加熱、後放熱。横軸:時間(秒)、縦軸:温度(℃))

波形はほぼ同じだった。
グラフのピークは、1秒間加熱時(赤)に比べ、10秒間加熱(青)では約6秒遅れたが、高さには差がなかった。

【仮定】(これから検証予定)
1. 今回、1000J/sの加熱でシミュレーションしたが、温度推移は相似的に電力に比例するとする。
3. 10秒間の温度推移は、単位時間(1秒)のパターン(1000パルス☓1000)を時間に沿って単純に積み重ねたもの。

【これからの予定】
今年中にはローストビーフを作る温度制御アルゴリズムを開発したい。
ネット検索が不得意なので、自力開発せざるを得ない。

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