Arduino + Пивоварение

В этой части я расскажу про компоненты, используемые в проекте и про основные алгоритмы. Повторюсь, с Arduino я знаком косвенно, это мой первый проект. Если у кого-то появятся замечания, советы, или просто захотите поделиться опытом, пишите в комментарии, буду рад.

Ссылка на первую часть.

Давайте, для наглядности, взглянем на подключение элементов к плате Arduino UNO.

Используемые компоненты:

-Дисплей 2004 i2c (i2c очень полезная вещь, помогает сэкономить достаточно много пинов);

-Реле на 10А, 2 штуки (одна для ТЕНа на 1КВт, вторая для насоса);

-Реле на 30А (для подключения ТЕНа на 2КВт);

-Преобразователь на базе чипа MAX6675 (для подключения термопары);

-Модуль энкодер KY-040 (для навигации по "меню").

В коде использовал библиотеки: Wire (для работы с шиной I2C), LiquidCrystal_I2C (для работы с LCD дисплеем), max6675 (для работы, как ни странно, с MAX6675), timer-api (для таймера).

Касательно реле, в комментариях к прошлому посту советовали заменить на твердотельные, вторые же говорили про мосфеты, третьи про симисторы. Что именно буду использовать я, будет видно после тестов. Пока что оставлю релейные модули Arduino.

Немного про основные алгоритмы, а их два: переходы между паузами и сами паузы.

Алгоритм для перехода между термопаузами, а именно набор необходимой температуры:

X - в этом алгоритме некая переменная, которая в дальнейшем будет подбираться опытным путём. Когда достигается определённая температура, ТЕН на 2КВт будет отключаться, а на 1КВт включаться (пока что такие).

X1 - Эта переменная меньше, чем X. При достижении её будет происходить переход к термопаузе и начат отсчёт. Так как ТЕНы не остывают мгновенно, во избежание заброса по температуре и была введена эта переменная.

Возможно алгоритм будет дополнен и введена ещё одна переменная, чтобы задействовать оба ТЕНа одновременно, но боюсь локального перегрева, так что это лишь в теории.

Алгоритм термопауз:

В данном алгоритме также имеется переменная X1 для защиты от заброса по температуре.

Да, алгоритмы примитивны, это первое, что пришло в голову и перенесено на бумагу, а далее в код. Вариант не конечный, кто хочет помочь советом, поделиться опытом, прошу в комментарии. Также, скорее всего нужно будет ввести коррекцию термопары (некую градуировочную таблицу), это будет во время пробного запуска уже собранной системы.

Теперь о насущном (стоимость примерная, из интернета):

Из того что имеется:

-Дисплей 2004 i2c(~300 рублей);

-Реле на 10А (~50 рублей);

-Реле на 30А (~60 рублей);

-Преобразователь на базе чипа MAX6675 c термопарой (~250 рублей);

-Модуль энкодер KY-040 (~60 рублей);

-Arduino UNO (~200 рублей);

-ТЕНы (Каждый по 250 рублей на рынке);

-Бидон на 40 литров (бесценен, ~1000 рублей на авито).

Из того что нужно докупить (уплотнители и мелочёвка не в счёт):

-Блок питания 12В (~300 рублей);

-Кран слива с внутренней резьбой для фильтра (~1200 рублей);

-Фильтр-базука для крана (~400 рублей);

-Корзина для солода (~1200 рублей, опционально);

-Насос (~1500 рублей);

-Штуцер 1\2 дюйма (~50 рублей);

-Клапан избыточного давления (~100 рублей);

-Трубка силиконовая (~250 рублей за метр);

-Чиллер (~3000 реблей).

Итого: 2470+8000=10470 рублей (без доставки и мелочей).

Стоимость готовой на 40 литров: ~30000 рублей.

Рентабельна ли данная затея? Судить Вам. Тут дело даже не в экономии, как правильно заметили в комментариях к прошлому посту, дело в процессе.

Спасибо за внимание, как будут остальные детали и время, напишу следующий пост. Кто заинтересовался данной темой и тоже хочет попробовать, обратите внимание на этот комментарий.

P.s.: За схемы не пинайте, ГОСТ давно мной забыт.

Вот вам котейка, которая мне "помогала" писать этот пост.

Года два назад я наткнулся в сети на статью про варку пива в домашних условиях. "Отличное хобби!" - подумал я. Начал ползать по форумам, смотреть видео и постепенно втянулся. Варил из экстрактов пивного сусла, как и многие начинающие пивовары. 

Со временем появилось некое чувство неполноценности. Всё равно, что готовить из полуфабрикатов. Где романтика? Солод, хмель, пряности? Нужно переходить на собственное сусло. Вот тут то и была проблема, точнее две:

1 - Нет подходящей по объёму кастрюли (для больших объёмов);

2 - Термопаузы (необходимо поддерживать заданную температуру определённое время).

Покупать кастрюлю из нержавеющей стали и индукционную плитку мне не особо хотелось. Стал искать готовые пивоварни, чтобы закинул в неё, задал паузы, а она варит. Типа мультиварки, только с рециркуляцией и системой слива. В сети, конечно, она была найдена.

Всё в ней хорошо: разные уровни мощности, рециркуляция, фильтр, чиллер, корзина для солода... только ценник кусается. В этот момент у меня таки начали виться волосы, а в голову пришла идея, сделать подобную систему самому. При переезде на балконе было найдено два молочных бидона на 40 литров, таких:

Чем не ёмкость? Купил новый уплотнитель, т.к. старый превратился в пыль. Осталось только сделать систему, которая бы выполняла данные функции:

1 - Отслеживала и поддерживала температуру;

2 - Были автоматический и ручной режимы;

3 - Можно было бы задавать количество термопауз их температуру и время;

4 - Управлять во всех режимах насосом.

Для этих целей отлично подойдёт Arduino UNO, которая давно уже валялась без дела. До этого  Arduino плотно не занимался, был знаком с ней только по 3D принтерам. Закупил на всеми любимом китайском сайте: реле, термопару, энкодер и дисплей. Закупил и забыл. Прошёл почти год, так это всё и лежало бы, но последняя бутылка домашнего пива была выпита, а варить из экстрактов не хотелось.

Накидав блок-схемы основных алгоритмов и примерное меню,  сел за реализацию. Так прошёл день (долго пытался заставить энкодер работать как надо, т.к. под рукой не оказалось ничего, что помогло бы победить дребезг) и в итоге родился данный монстр:

Подключив два ТЕНа к этой системе (один для перехода между паузами, второй для поддержания температуры на них),  перекрестился и воткнул вилку в розетку. Удивительно, но всё работало, на сколько это возможно в данных условиях (кастрюля на 10 литров, с торчащими из неё проводами). В дальнейшем, хотелось бы заменить данные реле на твердотельные (т.к. боюсь, что могут залипнуть в процессе работы), типа таких:

Теперь осталось заказать насос, фитинги, трубки, кран, фильтр, клапан для стравливания давления (как на скороварке), корзину для солода и многое другое. А пока это идёт, буду приводить бидон в нормальный вид. Спасибо всем, кто дочитал.