Полуавтоматическая минипивоварня своими руками (Страница 1 из 5)
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
Сообщений с 1 по 20 из 85
1 Тема от 10delta 2018-01-22 08:55:30 (2018-02-15 08:28:45 отредактировано 10delta)
- 10delta
- Профессионал
- Неактивен
Тема: Полуавтоматическая минипивоварня своими руками
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ МИНИПИВОВАРНЯ СВОИМИ РУКАМИ (ФОТООТЧЁТ)
Полную версию по построению и эксплуатации полуавтоматической мини пивоварни, можно скачать внизу этого поста.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Мысль о самостоятельной варке пива давно витала в моей голове, но пивоварение в кастрюле показалось мне не совсем серьёзным занятием. Поэтому, я решил построить полуавтоматическую минипивоварню своими руками. Просмотрев не мало материалов во всемирной сети Интернет, за основу конструкции решил взять минипивоварню Braumeister от компании Speidel.
Часть I – АВТОМАТИКА
В виду того, что программист я такой же, как и танцор, программное обеспечение (в дальнейшем по тексту ПО), решил взять готовое. Наиболее подходящим, с моей точки зрения, оказалось ПО BeerDuino от Михаила Дёмина за разработку которого выражаю ему огромную признательность. Соответственно и схема автоматики, собираемая мною (см. Фото №1), «заточена» под данное ПО. Для более детального рассмотрения схему BeerDuino в отличном качестве в формате PDF можно скачать здесь: https://yadi.sk/i/EhLfkNzS3RyDUR
I.I. КОМПЛЕКТУЮЩИЕ
Для сборки вышеупомянутой схемы на АliЕхрress были приобретены следующие комплектующие:
— набор три в одном (см. Фото №2): 3.2″ TFT LCD сенсорный экран + TFT 3.2″ шильд + Мега 2560 R3 с USB-кабелем (ищется как «3.2 «TFT LCD Сенсорный Экран TFT 3.2 дюймов Щит»):
— пассивный зуммер (ищется как «High Quality Passive Buzzer Module») и часы реального времени (см. Фото №3) (ищутся как «DS3231 AT24C32 IIC Precision RTC Real Time Clock»):
— блок питания 12VDC 2A для ARDUINO (см. Фото №4) (ищется как «new 12v 2A AC-DC Power Supply Buck Converter»):
— блок питания WI-FI модуля (см. Фото №5) (ищется как «new 12v 1A AC-DC Power Supply Buck Converter», но лучше сразу взять блок питания на 5V, вбив в поиск «new 5v 1A AC-DC Power Supply Buck Converter»):
— преобразователи DC-DC (см. Фото №6) для электропитания ARDUINO и WI-FI модуля — приобретаются, если нет блоков питания на необходимые напряжения (ищутся как «OOTDTY LM2596 DC-DC Adjustable Step-Down» и «7V-28V to 5V DC-DC Step Down Power»):
— WI-FI модуль на ESP8266 (см. Фото №7) (ищется как «NodeMCU lua v3»):
— твердотельные реле (см. Фото №8): для управления 24-х вольтовым насосом (ищется как «1 канал ССР твердотельные реле High-Low триггер 5A 3-32 В») и для коммутации ТЭНа (ищется как «SSR40A solid state relay,single phase»). К реле SSR-40DA обязательно необходим радиатор:
— датчик температуры DS18B20 (см. Фото №9) (ищется как «водонепроницаемый 18B20»):
— разъёмы на 16А (см. Фото №10), для подключения сети и ТЭНа (ищутся как «AC 250 В 16A IEC 320 C19 C20 Панель» — разъёмы для корпуса и «PDU разъем IEC320 C19 C20 16A AC» — разъёмы для кабеля»):
— разъёмы для подключения насоса и датчика температуры DS18B20 (см. Фото №11) (ищутся как «M16 16mm 2/3/4/5/6/7/8Pins Screw Type Electrical»):
— штыревые контакты (см. Фото №12) (ищутся как «10pcs 40 Pin 1×40 Single Row Male 2.54 Breakable»):
— шлейф мама-мама (см. Фото №13) (ищется как «(30cm)40pcs in Row Dupont Cable 30cm 2.54mm 1pin 1»):
— водяной насос на 24VDC и блок питания к нему (см. Фото №14) (ищется как «Солнечный 24 В DC Циркуляция Горячей Водяной Насос» и «Power Supply Module AC 110v 220v to DC 24V»). Выбирать нужно такой насос, корпус которого просто раскручивается по резьбе на 2 части:
I.II. ПОРЯДОК СБОРКИ
Сборку автоматики начал с монтажа штыревых разъёмов, соединяющих ARDUINO MEGA 2560 с TFT LCD MEGA SHIELD V2.2 (в дальнейшем по тексту SHIELD). Отломал необходимое количество штыревых разъёмов и вставил их в ARDUINO MEGA 2560 (в дальнейшем по тексту ARDUINO). Разъёмы вставил не только в те контакты, которые будут задействованы в данной схеме, но и во все остальные (см. Фото №15).
Сделал это для того, чтобы в случае обновления ПО и задействования других выводов ARDUINO, не нужно будет всё заново разбирать, добавлять новые штыревые разъёмы и припаивать их к SHIELD. Также, возможно, со временем захочется попробовать ПО и других авторов, например, BreweryArduino от Николая Дементьева (https://breweryarduino.github.io/).
Чтобы облегчить работу по возможным доработкам схемы в будущем, провода решил не припаивать к SHIELD, а присоединять к нему с помощью тех же штыревых разъёмов, которыми соединял ARDUINO с SHIELD. Теперь, в случае проведения доработок, нужно будет просто переткнуть (добавить) провода на нужные выводы ARDUINO.
Состыковал ARDUINO с SHIELD, установил параллельно SHIELD аналогичные штыревые разъёмы. Припаял их друг к другу и SHIELD (см. Фото №16).
Качество пайки проверил с помощью лупы (см. Фото №17).
Для пайки радиодеталей использовал паяльник с узким жалом, с регулируемой мощностью 25-60 Ватт, а также припой типа ПОС с канифолью, расположенной внутри трубки припоя (см. Фото №18).
Выполнил небольшую доработку часов реального времени. По умолчанию, в часах реального времени используется литий — ионный аккумулятор типа LIR 2032. Данный аккумулятор имеет ёмкость всего 35 — 45 mAh. Поэтому, я решил заменить его батарейкой типа CR2032, имеющей ёмкость 220 mAh. Т.к. батарейке заряд не требуется, я разорвал зарядную цепь аккумулятора VCC→R5→D2→BAT, выпаяв из неё диод D2 (см. Фото №19).
Далее установил драйвер CH340G для USB-COM TTL. Как это сделать, можно узнать, например, отсюда: http://smart-chip.ru/drajver-dlya-arduino/.
Залил скетч Михаила Дёмина, как это сделать читаем здесь: http://demin.org/avtomatika-dlya-pivova … -mega.html
Для упрощения сборки распечатал и наклеил на выводы АРДУИНО их нумерацию и названия (см. Фото №20).
Проверил работу часов реального времени и звукового модуля, присоединив их с помощью шлейфов к соответствующим выводам ARDUINO. Все работало отлично! Заодно выставил на дисплее текущее время (см. Фото №21).
В отличие от минипивоварни Braumeister, корпус автоматики моей минипивоварни, будет находиться не внизу пивоварни между её ножками, а отдельно от неё. Возникает вопрос — почему я не захотел ставить блок автоматики внизу пивоварни? Вот несколько соображений:
— находясь отдельно от минипивоварни, блок автоматики не будет нагреваться от дна кастрюли;
— исключается возможность попадания сусла в блок автоматики при его переливе через край ёмкости;
— исключается возможность попадания жидкости в блок автоматики при мытье минипивоварни.
Исходя из вышеизложенных соображений, с габаритами корпуса блока автоматики решил особо не заморачиваться и в качестве корпуса использовал пластиковую распаячную коробку для открытого монтажа TUCO размерами 240*195*90 мм. (см. Фото №22).
Разметил на бумаге переднюю панель и прикрепил лист к распаячной коробке (в дальнейшем по тексту корпус) для переноса местонахождения органов управления и сигнализации (см. Фото №23).
Вырезал окошки для автоматического выключателя, дисплея АРДУИНО, разъёмов электропитания и ТЭНа, разъёмов насоса, датчика и вентилятора.
Просверлил отверстия и вставил в них болты для крепления модулей автоматики (см. Фото №24).
Закрепил модули автоматики и блоки питания в передней и задней частях корпуса. Произвёл разводку силовой части автоматики (см. Фото №25).
Для зачистки проводов и обжима кабельных наконечников использовал специализированный инструмент (см. Фото №26).
Соединил модули согласно схемы BeerDuino (см. Фото №27).
Подключил светодиодную индикацию работы насоса (зелёный светодиод) и ТЭНа (красный светодиод) (см. Фото №28).
Установил на заднюю стенку радиатор с твердотельным реле SSR-40 DA. Для дополнительного охлаждения радиатора снабдил его 24-х вольтовым вентилятором. Вентилятор запитал от блока питания насоса. Наклеил бирки, указывающие наименования разъёмов (см. Фото №29).
Облагородил лицевую панель блока автоматики, наклеив на неё распечатанную на принтере картинку. Перед наклейкой, картинку заламинировал плёнкой для ламинатора (см. Фото №30).
Проверил работу блока автоматики, настроил WEB-интерфейс (см. Фото №31).
I.III. НЕЖДАНЧИКИ
Как проявились
Нежданчик первый – не знаю, как и почему, но первый мой сенсорный экран (вернее его тачскрин) «приказал долго жить». Толи я перетянул плату экрана гайками, когда прикручивал её к корпусу, толи сильно нажал на тачскрин, в общем, случилось то, что случилось. Но и до этого печального события, тачскрин экрана работал через раз – то функционирует, то нет. Причём читал на форумах, что многие, кто купил не фирменные, а китайские ардуины, экраны и шильды, мучаются с подобными глюками.
Нежданчик второй – что первый дисплей, что второй, если и работали (хоть и через раз), то только при питании от USB-порта. От блока питания отказывались работать наотрез, да ещё и по экрану шли помехи в виде полос (правда, видно их было только при взгляде сбоку).
Лечение
— соответственно, если дисплей приказал долго жить – приобрёл новый (естественно понёс дополнительные затраты, да потерял время);
— помехи в виде полос на экране вылечил установкой 2-х электролитический конденсаторов 10000 мкФ х 20В – один установил на выход блока питания, другой установил на выход преобразователя DC – DC (см. Фото №32).
— теперь, пожалуй самое, на мой взгляд интересное – исходя из описания Arduino Mega 2560 рекомендуемое входное напряжение 7 – 12 V. Я пробовал выставлять и 10 вольт и 9 и 8, и 7 – фих Вам – ну не работает тачскрин, хоть ты убейся! А дайка, подумал я, возьму и снижу напряжение питания, до предельного (6V нижний порог Arduino Mega 2560) или даже ещё ниже. Снизил, и о чудо – тачскрин заработал как часики. См. фото №32 немного выше по тексту – на светодиодном экране преобразователя DC-DC видно, что напряжение на выходе всего 5,7 V, и тачскрин работает, правда экран слегка мерцает, но работает и автоматика отрабатывает всю программу! В общем, повысил я напряжение до 6,1 V (см. Фото №33), ну чтоб экран перестал мерцать, и проверил раз 20 тачскрин, включая и выключая питание автоматом – работает. Так что у кого есть или будет аналогичная проблема, пробуйте снижать напряжение питания практически до нижнего порога – и надеюсь, будет вам счастье!
Часть II – ЖЕЛЕЗО
II.I. КОМПЛЕКТУЮЩИЕ
Для изготовления механической части мини-пивоварни были приобретены (см. Фото №34):
— кастрюля 50 л. из нержавеющей стали с тройным дном с размерами 420 мм (высота)*396 мм (диаметр) производства Ашинского метзавода (артикул С-2036 АША);
— бункер для солода (в комплекте с: 2-ми ситами, прокладкой, ручкой для выемки, упором, штырём с метизами для крепления, прижимной трубкой);
— ножки мебельные Ø50мм, длиною 150 мм, регулируемые по высоте – 4 штуки;
— 4 болта из нержавеющей стали Ø10 мм с гайками и шайбами для крепления ножек и 1 болт Ø12 мм для крепления датчика температуры;
— ТЭН мощностью 3кВт из нержавеющей стали с латунными штуцерами (поставлялся без гаек). Гайки с резьбой М16х1,25 для крепления ТЭНа, приобрёл в автомагазине;
— наборы паронитовых и фторопластовых прокладок, а также небольшая формочка из силикона для самостоятельного изготовления прокладок;
— 2 врезки, 3 проходных крана, 2 американки, уголок и тройник, штуцер с трубкой для шланга – всё на 1/2», 2 полусгона с накидной гайкой на 3/4» и 2 футорки 1/2»х3/4» для крепления насоса.
II.II. ПОРЯДОК СБОРКИ, ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ:
Сборку пивоварни начал с нахождения центра между ручками кастрюли и переноса его на дно с помощью лазерного уровня (см. Фото №35).
Полная pdf версия для удобства чтения: скачать
Источник