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酷 用Linux,Python和树莓派Raspberry Pi酿造啤酒

十多年前,我开始酿造自己的啤酒。像大多数自制啤酒一样,我在厨房里开始制作提取物酿造。这需要最少的设备,仍然导致真正美味的啤酒。最后,我用一个大的冷却器加速了全谷物的酿造。几年来,我一次酝酿5加仑,但酿造10加仑需要相同的时间和精力(而且只需要稍微更大的设备),所以几年前我已经加紧了。在上升到10加仑之后,我偶然发现了StrangeBrew Elsinore,意识到我真正需要做的是将我的整个系统转换为全电动,并用Raspberry Pi运行

有大量的伟大的信息可用于建立自己的全电动自制系统,大多数酿酒商从TheElectricBrewery.com开始控制面板的组合可以变得相当复杂,尽管最简单的方法在这里很好地概述。当然,您也可以采取较便宜的方法,但仍然会产生相同的结果 - 一个由加热元件供电并由PID控制器管理的沸水壶和热液罐。我认为这有点太无聊了(这也意味着你没有得到你的酿造过程的整齐的图表)。

更多关于Raspberry Pi

五金用品

在谈到自己的项目之前,我决定开始购买零件。我的基本设计是一个热酒坦克(HLT),其中配有5500w加热元件的水壶,还有一个带有假底的麦芽壶。我将使用泵将麦芽汁通过HLT中的50'不锈钢盘管(一种称为“HERMS”“换热器再循环粉碎系统”)进行再循环我需要一个第二个泵来将HLT中的水循环,并帮助将水转移到泥ash。所有的电气部件都将用Raspberry Pi控制。

建立我的电酿造系统和尽可能多的自动化意味着我将需要以下:

  • HLT配有5500w电加热元件
  • HLM中的HERMS线圈(50'1/2“不锈钢)
  • 煮一壶5500w电加热元件
  • 多个固态继电器可以打开和关闭加热器
  • 2台高温食品级泵
  • 用于开关泵的继电器
  • 配件和高温硅胶管
  • 不锈钢球阀
  • 1线温度探头
  • 很多电线
  • 电箱保持一切

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酿造系统

酿造系统(Christopher Aedo。CC BY-SA 4.0)

电气设备制造的细节已经很好地覆盖了电动啤酒厂,所以我不会重复详细的资料。您可以阅读并遵循他们的建议,同时计划用Raspberry Pi替换PID控制器。

需要注意的是固态继电器(SSR)信号电压。许多教程建议使用需要12伏特信号的SSR来关闭电路。然而,Raspberry Pi GPIO引脚只能输出3v。请务必购买将在3伏特下触发的继电器。

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Inkbird SSR

Inkbird SSR(Christopher Aedo的照片CC BY-SA 4.0)

为了运行您的酿造系统,您的Pi必须做两个关键的事情:从几个不同的地方感测温度,并打开和关闭继电器来控制加热元件。Raspberry Pi很容易处理这些任务。

将温度传感器连接到Pi有几种不同的方法,但是我发现最方便的方法是使用1-Wire总线这允许多个传感器共享相同的线(实际上是三根线),这使得它可以在煮制系统中测量多个组件。如果您在线寻找防水DS18B20温度传感器,您会发现很多选项。我使用Hilitchi DS18B20防水温度传感器作为我的项目。

为了控制加热元件,Raspberry Pi包含几个可通过软件寻址的通用IO(GPIO)引脚。这允许您通过简单地将10放在文件中来发送3.3v到继电器使用GPIO教程Raspberry Pi驱动中继对我来说对我来说最有帮助,当我第一次学习如何工作。GPIO控制多个固态继电器,按照酿造软件的指示打开和关闭加热元件。

我首先开始工作,以容纳所有组件。因为这将全部在滚动的车上,我希望它相对便携,而不是永久安装。如果我有一个地方(例如,在车库,杂物间或地下室内),我会使用一个更大的电气箱安装在墙上。相反,我发现一个体面的防水项目盒,我希望我可以把所有东西都插进去。最终,结果是有点紧张,但已经奏效了。在左下角,Pi具有用于将GPIO连接到1-Wire温度探头和固态继电器的突破板

为了保持240v SSR的冷却性能,我将壳体上的孔和堆叠的铜垫片与它们之间的CPU冷却油脂和安装在箱体外部的散热器进行切割它工作得很好,箱子里没有冷却问题。在盖子上,我将两个开关用于120v插座,再加上两个240v LED,以显示哪个加热元件通电。我使用干燥器插头和插座进行所有连接,因此将水壶与一切断开很容易。一切工作也是第一次尝试。(绘制接线图首先肯定会付出代价)

图片来自“概念验证”版本 - 最终的制作系统应该有两个SSR,以便240v电路的两条支路都可以切换。我想通过软件切换的另一件事是泵。现在他们通过物理开关控制在盒子的前面,但它们可以很容易地用继电器控制。

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控制箱

控制箱(Christopher Aedo。CC BY-SA 4.0)

我需要的唯一其他的事情是一个棘手的发现是温度探头的压缩配件。探头安装在T型配件之前,阀门位于HLT和Mash tun的最低舱壁上。只要液体流过温度传感器,它将是准确的。我想到在水壶里添加一个热套管,但是意识到根据我的酿造过程对我来说并不有用。无论如何,我购买了1/4“的压缩配件,他们完美地完成了。

软件

一旦硬件整理出来,我有时间玩软件。在Pi上运行了最新的Raspbian分布 在操作系统方面无需特别的操作。

我开始使用Strangebrew Elsinore酿造软件,当朋友问我是否听说过Hosehead(一种基于Raspberry Pi的酿造控制器)时,我发现了这些我以为Hosehead看起来很棒,但是不是买一个酿造控制器,我想要建立自己的挑战。

设置Strangebrew Elsinore是直截了当的 - 文档是彻底的,我没有遇到任何问题。即使Strangebrew Elsinore工作正常,Java似乎有时对我的第一代Pi进行征税,并且不止一次地坠毁了我。我也很难看到发展档案,似乎没有一个大的社区的额外贡献者(虽然有 - 仍然是很多人使用它)。

CraftBeerPi

然后我偶然遇到了用Python编写的CraftBeerPI,并由一个积极的贡献者的开发社区支持。原作者(和现任维护者)Manuel Fritsch对于处理贡献和对人们开放的问题提供反馈非常有用。克隆回购并开始只花了我几分钟。README还具有连接DS1820温度传感器以及将硬件连接到Pi或CHIP计算机的注意事项的良好示例

在启动时,CraftBeerPi将引导用户通过配置过程,发现可用的温度探头,并指定哪些GPIO引脚管理哪些设备。

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CraftBeerPi

CraftBeerPi(由Christopher Aedo拍摄。CC BY-SA 4.0)

用这个系统运行冲泡很容易。我可以依靠它保持温度可靠,我可以输入一个多温度步骤的mash步骤。使用CraftBeerPi使我的酿造日子有点无聊,但我很高兴与传统的手动管理丙烷燃烧器的“兴奋”,以提高效率和一致性。

CraftBeerPI的用户友好性使我启动了另一个控制器来运行“发酵室”。在我的情况下,这是一个二手冰箱,我发现价值$ 50加上一个$ 25加热器)在里面。CraftBeerPI可以轻松控制冷却和加热元件,您可以设置多个温度步骤。例如,该图显示了我最近制作的会议IPA的发酵温度。发酵室将发酵麦芽汁在67°F保持4天,然后每12小时升高一度,直到72F。这个温度是为了两天的二乙酰基休息。之后,它下降到65F五天,在此期间我“干跳”了啤酒。最后,啤酒冷却到38F。CraftBeerPI增加了每一步,使软件管理发酵变得容易。

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SIPA发酵谱

SIPA发酵概况(Christopher Aedo。CC BY-SA 4.0)

我也一直在试验TILT比重计,通过蓝牙连接的浮动传感器监测发酵啤酒的重力。有一个集成计划,以使它与CraftBeerPI工作,但现在它将重力记录到Google电子表格。一旦这种比重计可以与发酵控制器通话,根据酵母活动设置直接采取行动的自动发酵特征将是容易的,而不是在四天内初次发酵完成后,您可以设置温度斜坡在重力后开始稳定24小时。

像这样的任何项目,成像和规划改进和附加组件很容易。不过,我对今天的事情感到高兴。我用这个设置酿造了很多啤酒,每次都达到了预期的醪液效率,啤酒一直很好吃。我最重要的客户 - 我很高兴我在厨房里点了点头。

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自制水龙头

自制丝带(由Christopher Aedo拍摄。CC BY-SA 4.0)


(责任编辑:ioter)

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