Nos Tywyll - Домашняя пивоварня, или Как я рециркулятор строил

Вопросы и обсуждения прошу в тему: http://forum.beersfan.ru/threads/nos-tywyll-home-brewery-тема-для-обсуждения.1759/

По многим причинам, в т.ч. из-за отсутствия такого уж большого количества свободного времени, да и просто для удобства, было решено привнести автоматизацию в процессы своего доморощенного пивоварения.

В качестве платформы автоматизации сначала пытался задействовать ПК, но это оказалось слишком сложным. Сложным в хардварном плане – схемы из интернета вовсю отказывались работать.
Было решено перейти на Arduino, и, в итоге, заточить все под него.
Началось все с постройки brew rig, или, как его еще американцы величают, brew sculpture. Место для пивоварни – на кухне в эркере, там как раз свободный угол 0.5*1м нашелся. Т.К. места не сильно много, стойка делалась двухэтажной.
Стойка делалась из сосновых брусьев (то с чем нормально умею работать ). Для варочника дополнительные ребра из алюминиевого профиля.

В качестве системы затирания был избран «RIMS» - рециркуляционно-инфузионная заторная система. Трубопровод делался из полипропиленовых труб – их легко сваривать, можно безопасно эксплуатировать при температурах кипения, и они сравнительно дешевы. Заторник – 57л Eskimo, в нем – нержавеющая подводка с дырками. Справа на фото – «кастрюля, с которой все начиналось», в ней я сварил свое первое пиво .
Итого после первичной сварки трубопровода получилось нечто вроде следующего:

Оффтоп: на этом этапе понял, как важна техника безопасности... Пытался порезать пластик обойным ножом, нож соскочил, итого на руке порез 1.5см вглубь, 6 см вдоль... Смог продолжить только через месяц.
Из заторника помпой перекачиваем сусло в трубопровод, который имеет 2 крана – один для пуска жидкости наверх, в ведро где стоит нагревательный элемент 2квт, а другой – для пуска жидкости в варочник. Помпу искал в родном городе, но все что нашел – помпа стиральной машины. Никак не получалось ее нормально (герметично) присоединить ни к чему, пока не начал паять трубопровод… и тут в голову пришла идея: переходники с PP труб на 1/2" резьбу! Припаялось на «отлично». В итоге, все работает и не протекает. Итого – полуторакилограммовое чудо из помпы, переходников, доски и цветочного горшка . Главное – работает!

Тесты рециркулятора можно посмотреть на YouTube: http://www.youtube.com/user/OlgerdOutlander.
Пока суд да дело, решил сварить экстрактное пиво - для него заторника не надо. И – облом. Эмалированная кастрюля за год активного пивоварения проржавела (был скол). Пришлось искать замену. Нашел и отмыл с помощью ЧАС б/у 48л нержавейку советских времен, которая, правда, еще нуждается в доработке (врезать кран + обработать аквариумным силиконовым герметиком ручки и стыки).

Тем временем из далекой заокеанщины прибыла посылка с ардуиной, и началась пристыковка к ней периферии. За несколько дней удалось проверить все реле/датчики/платы. Итого задействовано:
- Arduino Mega 2560;
- Realtime clock DS1307 (для ведения логов);
- SD module (чтобы было куда эти логи писать, да и читать параметры оттуда);
- 20x4 LCD монитор:

- 2шт SSR для ТЭНов, которые будут управляться по PID алгоритму;
- Восьмирелейная плата с опторазвязкой, которой будут управляться клапана, помпы, а также второй варочный ТЭН (одного ТЭНа для активного кипения недостаточно, а если воткнуть два – слишком бурно кипит, потому в варочнике будет постоянный + PID);
- измеритель потока, по показаниям которого будет меряться количество набранной воды (планирую брать воду из стационарного фильтра под мойкой). Кроме того, надо бы еще такой заказать для контроля перекачки сусла из заторника в варочник (чтобы проверять когда помпу выключать надо).

- два нормально-закрытых электромагнитных клапана, которые будут дублировать функции кранов (т.е. управлять, куда помпе пускать сусло – на рециркуляцию или на варку):

- набор из термометров DS18b20 - их планируется позапихивать в медные трубки, загерметить силиконом, оставив кончик снаружи, и использовать по прямому назначению. Правда, насчет конкретно такого варианта с доставкой датчиков к суслу еще не уверен.
- вторая помпа – первую думаю переставить на перекачку сусла из варочника в противоточный охладитель.

Еще планируется покупка двух клапанов от стир. машин – для подачи фильтрованной воды и холодной воды в охладитель. Кроме того, еще (может быть) клапана стойкого к кипячению для автоматической подачи сусла на охлаждение.
Итого, пока софт под ардуину в процессе написания, пытаюсь подобрать размеры корпуса. Попробовал обувную коробку – вроде все что надо влезает (если выкинуть пьезодинамик – завалялся ненужный, решил поставить, но слишком уж большой). "Коробочный" набросок:

Питание будет идти с трех розеток – свободной 25А в доме нет.

7.10.13

Присобачил сегодня пивные клапаны куда надо:

На входе каждого - сеточка-фильтр на случай нежелательного попадания всякой шелухи.
Один из клапанов случайно перевернул, и обнаружилась интересная вещь: нормально-закрытый мембранник задом наперед становится нормально-открытым

10.10.13

Подготавливаю термометры. Dallas DS18b20 припаял на провод, залепил термоусадкой и изолентой, засунул в подготовленные медные трубки, сделанные из старого заторника, и от души залепил аквариумным силиконом, оставив снаружи только одну грань корпуса (модификация B позволяет контакт корпуса с жидкостью). После суточного просыхания проверил на 1л горячей воды из бойлера. Температуру исправно показывают все три (т.е. прямого контакта с жидкостью точно нет) + спиртовой, показания колеблятся в пределах полградуса у самих датчиков, разница с "аналоговым" в пределах 1 градуса.


13.10.13

Закупил корпус вместе с силовой частью.

В корпусе две ДИН-рейки, на одну повешаю клеммники и автоматы, вторую снял.
Силовые автоматы на 3 линии по 16а:

Прикидка элементов:

Слева сверху - БП 5в 2А, рядом с ним БП 12в 3.2А, чуть ниже - SSR на радиаторах от процов Pentium 4 (думаю, SSR-кам до тепловыделения процов далеко, так что их хватит).
Еще думаю, как и куда присобачить RTC-платку - она без отверстий для креплений...


14.10.13

Из сегодняшних покупок:
Проточный аэратор + термометр на выход проточного охладителя. Штуцер попозже заменю на никелированный. Аэрация будет осуществляться с помощью аквариумной помпы, камень - титановый

Соединение с краном для врезки в варочник - нержавейки не было, так что детали хромированные. На другом конце - соединение с помпой с помощью накидной гайки ("американки").


19.11.13

1) запаян и загерметизирован термометр выходного контроля температуры
2) собран и протестен противоточник с аэрацией. На входе чиллера кипяток, на выходе ниже комнатной температуры.

3) допилен корпус со всеми отверстиями
4) сделано нормальное подключение противоточника к водопроводу (под кухонной мойкой)
5) собрана и спаяна передняя панель(охтыжматьсколькопроводов)

6) написан скетч для ардуино который читает BeerXML и выкапывает из него данные для варки - о паузах, времени, кол-ве воды и прочая и прочая
7) И, наконец, сварено тестовое пиво (pohjanmaan sahti) - пока без электроники, только для проверки "железной" части (варочника/противоточника).


24.01.14

Оказывается, спаять эту всю байдень не так и просто - сотни две проводков, и это только на переднюю панель вывод....
Но, как говорится, дорогу осилит идущий! Потому - наконец, после двух переделок, процитирую доктора Франкенштейна:
It's alive! Aliiiiveeee!!!



07.02.14

Ручной режим работы в порядке, переходим к полуавтомату.
Полуавтомат решено сделать по типу Браумейстера - выставляется время и температура шага, всего шагов 6. Но, чтобы пивоварня как надо держала температуру, необходимо использование PID модуля, который и был засобачен в ардуину.

При всех своих достоинствах, настройка PID параметров - тот еще секас. После полутора суток возни, нескольких сотен литров воды и нескольких десятков киловаттчасов электроэнергии, было определено, что пропорциональный коэффициент дает такой как нужно результат начиная с 4000... Видно, из-за сильной инерционности системы.
Чтобы сообразить это, без "графопостроителя" из планшета не обошлось. Вот где действительно пригодился планшет на Windows

Кроме того, наконец-то прибыли клапаны на впуск воды из водопровода и подмоечного фильтра, вот такие:

Питаются от 220 вольт, спокойно держат до 5 атмосфер. Единственный минус - в обратную сторону не работают.
Также собрал систему подачи воды с фильтра. Будет мерить, сколько литров набрано.

Система возврата сусла:

Хомяк замеряет температуру затора...

... и проверяет электронику


14.02.14

Побоявшись, что фильтр-система из подводки не справится с RIMS, решил сделать фальшдно. Долго тынялся по просторам интернета в поисках фальшдна, но цены на перфорированные листы нержавейки не просто кусались, а отхватывали куски мяса. Но в итоге наткнулся на форуме самогонщиков на следующую запись - http://forum.homedistiller.ru/index.php?topic=68672.0, и понял - вот оно!
В общем, вышло вот такое:

Внутри - чайные ситечка большого размера для препятствия попадания дробины в помпу (все равно попадает, как выяснилось, но только слегка).
Снизу слив на двух "американках":

Помпа с ибея не выдержала тестов и обломалась, поэтому присобачил еще одну помпу от стиральной машины. Чтобы не перелопачивать кучу проводов внутри блока управления, сделал выключатель-реле от 12в.

Полный тест всей системы:

Сварил 11/02/14 на ней первое пиво. Эффективность - в районе 90%, так что, судя по всему, результат стоил усилий!

Вопросы и обсуждения прошу в тему: http://forum.beersfan.ru/threads/nos-tywyll-home-brewery-тема-для-обсуждения.1759/