Nel 2014 mi sono imbattuto in un video di un uomo che produceva birra dal concentrato di mosto di birra. Mi sono emozionato all'idea di fare la birra e poi è iniziato...
La produzione di birra con cibo in scatola è diventata poco interessante per me dopo la seconda volta e ho deciso di passare a quella integrale. Una volta ho preparato la birra a gas e ho capito che questo non era il mio metodo. Ho deciso di renderlo automatico. Le serate diventavano più interessanti. Ero così coinvolto nella programmazione che scrivevo fino alle 2-3 del mattino. Erano necessari dei test condizioni reali. Nei cassonetti ho dissotterrato una caldaia e un bicchiere tagliato.
E questo è ciò che ho ottenuto
Ora ti dirò come realizzare tale automazione.
Per iniziare, avremo bisogno dei seguenti dettagli. Li ho comprati in Cina.
ssd1289 o ili9341.
Relè a stato solido per il controllo dell'elemento riscaldante (o schema elettrico)
Relè a stato solido per il controllo della pompa (per pompa accesa corrente alternata) o (DC)
Sensore termico o o
Alimentazione 7,5-9V 1A. Per esempio
Connettori per il collegamento di un sensore di temperatura e di una pompa e
(Di più )
(cicalino)
Resistenza da 4,7 kOhm
Circuito a bassa tensione
Circuito di potenza. Stai attento. Se non sei sicuro, affidati ai professionisti.
Prendiamo la sezione del filo in base alla potenza totale della pompa e dell'elemento riscaldante. Un elemento riscaldante solido richiede un radiatore perché... Non si scalda troppo. Mettiamo tutto in una scatola. Carichiamo il firmware, lo configuriamo e prepariamo la birra.
(istruzioni all'interno)
Ma Funzioni base Non ne avevo abbastanza. E ho deciso di attivare il Wi-Fi. Ho acquistato un modulo ESP8266 su Aliexpress. Allo stesso tempo ho ordinato il modulo perché... I ragazzi del forum hanno davvero chiesto di implementarlo nel progetto (puoi farne a meno). E collegato secondo lo schema seguente
Per cibo modulo Wi-Fi abbiamo bisogno di un alimentatore da 5V. Non puoi usare Arduino. È possibile utilizzare un alimentatore separato o convertire 9 V in 5 V. Per fare ciò, puoi assemblare un semplice circuito con uno stabilizzatore di tensione o acquistarne uno già pronto dai cinesi. Ad esempio (ci sono molte altre opzioni).
Passo successivo Il nostro modulo verrà aggiornato con il firmware NodeMCU. Scaricamento. Lanciamo. Fare clic su Start e attendere il completamento del caricamento del firmware. Hai chiesto? È grandioso. Ora carichiamo lo script. Per questo abbiamo bisogno. Naturalmente ci sono altri programmi come . Ma non sono riuscito a farli funzionare con il mio modulo. In ESPlorer creiamo nuovo file init.lua con il seguente contenuto:
Noi cambiamo nome Wi-Fi reti e password per la tua. Imposta la velocità su 9600. Premi il pulsante "Apri" (se non si connette, può essere utile premere il pulsante di ripristino sul modulo). E fai clic su "Salva su ESP". Dopo aver scaricato lo script, il modulo dovrebbe connettersi al router. Puoi verificarlo accedendo al router e osservando i client DHCP. Se il tuo modulo non è visibile lì, qualcosa è andato storto.
L'interfaccia web contiene le seguenti funzioni.
1. Monitoraggio del processo. È possibile monitorare la temperatura, lo stato della pompa, l'ammostamento e le prestazioni della birra. L'interfaccia web è dotata di un allarme acustico.
2. Caricare le ricette nella memoria del controller e su un'unità flash.
3. Costruzione di un grafico globale dell'intero processo di cottura. 
Accedi all'interfaccia web
Perché avevo bisogno dell'automazione?
L'automazione è necessaria per facilitare il processo, perché... questo controller stesso monitorerà la temperatura, la manterrà e la aumenterà fino alla pausa di temperatura richiesta. Anche segnalare segnale sonoro riguardo all'intervento necessario, ad esempio, è necessario aggiungere malto o eseguire un test dello iodio.
Ho deciso di realizzare la mia automazione da un progetto già pronto. Funziona su Arduino, ad esso sono collegati un sensore di temperatura, due relè, un display e pulsanti. Il primo relè controlla l'elemento riscaldante, il secondo relè controlla la pompa. La pompa di ammostamento è molto comoda perché... non è necessario mescolare il mosto durante l'intero processo di ammostamento (consiglio di leggere i miei precedenti per maggiori dettagli su come preparare la birra)
Ho assemblato la prima automazione utilizzando i moduli:
-Arduino mini- Blocco di due relè da 15A
- Visualizzazione 2004
- Termometro
- 4 pulsanti
- Alimentazione 5 volt
La comodità dell'assemblaggio modulare è che non è difficile ottenere tutte le parti e praticamente non è necessario saldare nulla. Ma lo svantaggio più grande è grande quantità cavi e un relè cinese economico creavano interferenze sul display, quindi il relè meccanico ha dovuto essere sostituito con uno a stato solido.
Col tempo sono giunto alla conclusione che dovevo costruire la mia automazione su un chip con 64kb di memoria (per arduinomini solo 32 kb) su una scheda. Soluzione pronta Non l'ho trovato, quindi ho iniziato a creare io stesso un circuito e successivamente una scheda per il mio mestiere.
Schema:
Ho sviluppato e disegnato il diagramma, per così dire, in ginocchio e per me stesso, quindi sono possibili alcuni difetti, ma il diagramma funziona perfettamente:
Paga:
Ho disegnato il circuito, poi resta da disegnare il tabellone, prima l'ho disegnato utilizzando il programma Layout dello sprint 6, molto comodo, ma non ha abbastanza funzionalità, quindi ho deciso di spostarmi da esso verso il programma DipTrace e questo è quello che ho ottenuto:
Puoi scaricare i sorgenti.
Come puoi vedere, ho chiamato il mio birrificio QRBeer e questa è già la versione 0.5...
La tavola è pronta, non resta che fabbricarla in qualche modo. Per questo ho deciso di utilizzare . Perché loro e non LUT? Ho appena deciso di provarlo io stesso nuova tecnologia, ho già provato LUT, l'ho sentito, per così dire, non dico che mi è piaciuto...
Fotoresist:
Per la fabbricazione di circuiti stampati utilizzando il fotoresist avrai bisogno di:- Pellicola per stampante
-
- Lampada ultravioletta
- Soda
lampada ultravioletta
Innanzitutto, condividerò le informazioni su come ho realizzato il mio Lampada UV. Inizialmente volevo utilizzare una lampada già pronta, poi ho deciso di assemblarla utilizzando sei LED da 3W:e acquistato anche su Tao:
Ho incollato i led al radiatore, anche se avrebbero potuto essere assemblati su un PCB, dubito che si sarebbero surriscaldati.
Ecco cosa ho ottenuto:
Produzione di schede
1. Allora, ho preparato il modello, non resta che stamparlo su pellicola. Come ho scritto sopra mi serve una pellicola per la stampante, ho provato la pellicola per entrambe stampante laser e per il getto d'inchiostro, L'opzione migliore ottenuto solo su pellicola per stampa a getto d'inchiostro. È necessario stampare in negativo e immagine speculare:
Ho immediatamente laminato il modello in modo che le impronte digitali e i detriti potessero essere facilmente rimossi.
2. Successivamente dobbiamo levigare la nostra futura tavola (laminato in fibra di vetro). A questo scopo è adatta una spugna normale o una spugna di melammina leggermente inumidita:
3. Dopo questa procedura, il rame deve ancora essere sgrassato con acetone:
Come puoi vedere nella mia foto, l'ho sgrassato con un normale tovagliolo e ho versato l'acetone in una bottiglia di acqua ossigenata, quindi è più comodo da prendere...
4. Il passaggio successivo consiste nel tagliare leggermente il fotoresist per adattarlo alla futura scheda e rimuovere con attenzione la parte superiore pellicola protettiva per non danneggiarlo. Se il fotoresist è domestico, è necessario rimuovere la parte opaca, se è cinese, non c'è differenza...
5. Successivamente, incolliamo il fotoresist sul PCB in modo che non compaiano bolle d'aria sotto il fotoresist, altrimenti le tracce non appariranno in tali punti, taglia l'eccesso...
Il processo di incollaggio del fotoresist è simile all'incollaggio di una pellicola protettiva su un telefono.
6. Quando il fotoresist è incollato, la textolite con esso deve essere passata attraverso una plastificatrice 2-3 volte oppure utilizzare un ferro caldo e stirare attraverso un foglio di carta piegato a metà:
La cosa principale è non surriscaldare il fotoresist, altrimenti risulterà così:
Se si forma uno "stipite" quando si incolla il fotoresist, allora è meglio rimuoverlo (lavarlo via o raschiarlo via) e incollarlo nuovamente, altrimenti dopo aver inciso la tavola sarà triste... Non lo rimuoverò questo fotoresist, ti mostrerò il risultato finale.
7. Posiziona una dima sul PCB con fotoresist e pressala con il vetro (io l'ho preso da una vecchia cornice per foto), e posiziona un peso sul vetro:
8. Illuminiamo il fotoresist utilizzando una lampada UV. La mia lampada dura circa 2 minuti:
Come puoi vedere, il fotoresist esposto ha cambiato colore da azzurro a blu scuro e il fotoresist esposto è molto fragile.
9. Rimuovere il vetro e la sagoma. Il fotoresist in eccesso può (facoltativamente) essere tagliato e separato attentamente con una pinzetta:
10. Il passo successivo è lavare via il fotoresist non sviluppato con alcali, per fare questo, prendere 2 bicchieri d'acqua e un cucchiaio di carbonato di sodio, mescolare bene. Stacca la pellicola protettiva superiore del fotoresist e immergi la nostra textolite in una soluzione alcalina.
11. Prendi un pennello e strofina tre pezzi di fotoresist nell'alcali, gradualmente il fotoresist non sviluppato viene lavato via:
Gli alcali non possono essere versati, ma lasciati lì tariffa successiva o per lavare via il fotoresist dopo l'incisione, ma ne parleremo più avanti...
12. Incisione su tavola:
Esistono due metodi più accessibili: incisione con cloruro ferrico o perossido + acido citrico e sale. Non scriverò del cloruro ferrico, ma probabilmente lo descriverò usando il perossido:
-100 ml. perossido di idrogeno al 3%: viene venduto in farmacia per 7-12 rubli
- 30 gr. acido citrico(disponibile in qualsiasi negozio di alimentari)
- 1 cucchiaio. un cucchiaio di sale (andrà bene sia il sale fino che il salgemma)
Tutto questo viene mescolato in un contenitore e lì viene immersa la tavola con il fotoresist finito, dopo un po 'sulla tavola compaiono delle bolle:
E dopo qualche tempo, il “rame nudo” sarà completamente inciso:
A proposito, se avveleni di più alta temperatura, ad esempio con una lampada ad incandescenza o a bagnomaria, poi si ridurranno tre incisioni, l'importante è non esagerare, altrimenti si inciderà l'eccesso...
13. Il modo più conveniente per rimuovere il fotoresist è nello stesso alcali in cui è stato lavato via il fotoresist non inciso, dopo 20 minuti cadrà da solo e non è necessario strofinare nulla...
Ed ecco i miei “stipiti”: 
Anche se non in modo significativo, la colpa di tutto è comunque la disattenzione, non ho notato bolle d'aria sotto il fotoresist o surriscaldamento...
Ho ottenuto la seguente scheda “pulita”: 
14. Successivamente, pratica i fori e stagna la tavola: 
15. Saldare tutte le parti e lavare via il flusso in eccesso: 
Componenti SMD saldati da infrarossi cinesi stazione di saldatura, molto comodamente: 
Questo è tutto, la parte più difficile è passata, non resta che inanellare i binari corto circuito e iniziare a programmare il chip.
Programmazione atmega644
1. Per iniziare la programmazione, è necessario caricare il bootloader al suo interno. Questo non è difficile da usare Arduino UNO, ma prima devi scaricare e installare il programma.2. Il passaggio successivo programma installato aggiungi o prendi subito un assieme già pronto:
3. Carica lo schizzo ArduinoISP sull'ONU:
4. E collega la nostra scheda a UNO:
Secondo le istruzioni dello schizzo:
// nome pin // reset slave: 10: // MOSI: 11: // MISO: 12: // SCK: 13:
Risulta secondo il mio schema in questo modo:
5. Successivamente, installa la nostra scheda nelle impostazioni e carica il bootloader:
Se tutto è andato bene, vedremo il messaggio: “Registrazione Bootloader completata”
A questo punto, caricato il bootloader"a è completato, è possibile collegare display, pulsanti, sensore di temperatura e riempimento
Automazione dentro società moderna – misura necessaria, perché dentro era digitaleè estremamente importante escludere fattore umano in vari settori per standardizzare e migliorare la qualità dei prodotti. Ci sono anche settori in cui gli esseri umani semplicemente non possono fare ciò di cui sono capaci i robot, ad esempio la produzione di nanomateriali e microcircuiti.
Tuttavia, l’automazione non aiuta solo nella produzione, ma può essere utile anche per la persona media. Ad esempio, l'automazione di un birrificio tramite Arduino può semplificare notevolmente il processo di produzione di un prodotto. Scopriamo come l'automazione per la rettifica su Arduino e altre cose può aiutare e guardiamo gli esempi.
I principali vantaggi dei sistemi automatizzati basati sul microcontrollore Arduino
Nessuno ti vieta di saldare la tua scheda e programmarla tu stesso utilizzando linguaggi di basso livello. Tuttavia, l'automazione tramite Arduino e microcontrollori già pronti faciliterà notevolmente l'intero processo e farà risparmiare tempo. Dopotutto, è molto più semplice acquistare un prodotto già pronto con una serie di librerie e adattarlo alle proprie esigenze. E l'automazione conveniente su Arduino mega 2560 può essere utile in molti ambiti della vita, dai comandi vocali all' casa intelligente fino alle chiusure elettriche con rilevatore di movimento. I principali vantaggi per cui l'automazione Arduino è famosa sono:
- Bassa barriera all'ingresso. Non è necessario conseguire una formazione da ingegnere, è sufficiente guardare un paio di video di formazione e avere basi di programmazione.
- Un gran numero di biblioteche già preparate. Arduino è utilizzato in tutta la CSI da molti appassionati di robotica, al punto che la produzione di vari dispositivi elettronici diventa il loro hobby. Di conseguenza, la comunità di utenti online è estremamente attiva, pubblica un gran numero di spazi vuoti ed è pronta ad aiutarti a risolvere qualsiasi problema. La qualità delle librerie soffre a causa della bassa soglia di ingresso, ma nessuno vieta di crearne di proprie, basta studiare la semantica del linguaggio C++ o utilizzare traduttori già pronti.
- Un gran numero di periferiche. Non importa se hai bisogno di un'automazione per serre basata su Arduino o di un sensore di luce, troverai qualsiasi modulo, inclusi sensori sonori e riconoscitori vocali. Sì, alcune schede costano un sacco di soldi, ma puoi sempre trovare analoghi economici, ad esempio modulo Wi-Fi da produttori di terze parti esp8269, che costa 10 volte meno di quello ufficiale.
- Molte informazioni. Qualsiasi problema che stai affrontando è già stato affrontato da qualcun altro e probabilmente troverai una soluzione su Google. C'è anche una letteratura completa che puoi consultare.
Non pensate però che Arduino non abbia difetti. La tavola è famosa per le sue basse prestazioni. In particolare compiti complessi e a grandi quantità Il tempo di risposta del codice può raggiungere 1 secondo, il che è inaccettabile per i microcontrollori. La memoria flash della maggior parte dei moduli non supera 1 MB, il che non è sufficiente per creare reti neurali o utilizzare file multimediali. Certo che puoi connetterti mappa ausiliaria toglie memoria, ma questo aumenta anche il tempo di risposta risorse addizionali per la sua alimentazione e viene fatto in modo semi-artigianale.
Tuttavia, semplice sistemi automatizzati, ad esempio, per la produzione della birra o per le serre, non richiedono nemmeno una frazione delle risorse che il consiglio può fornire. Di conseguenza, la maggior parte degli utenti troverà queste carenze prive di significato. Se decidi di assemblare la tua stampante 3D o un progetto più complesso, dovresti dare un'occhiata più da vicino agli analoghi. Ma la barriera all’ingresso per i concorrenti di Arduino sarà molto più alta.
Un esempio di automazione dei processi basata sul microcontrollore Arduino
L'esempio più semplice di automazione dei processi può essere una serra che utilizza Arduino. Per creare qualsiasi sistema, vale la pena definire chiaramente i compiti che deve svolgere. Usando una serra come esempio, questo sarebbe:
- Creazione di un clima speciale.
- Accensione e spegnimento tempestivi dell'illuminazione.
- Irrigazione tempestiva delle piante e mantenimento dell'umidità dell'aria allo stesso livello.
In base a queste attività, puoi immediatamente notare cosa dovrai acquistare per la scheda principale:
- Termometro. Garantirà che l'aria non si riscaldi o si raffreddi, rientrando nei limiti prescritti dal programma. Se la temperatura cambia, la scheda accenderà il condizionatore o le batterie elettroniche.
- Sensore di luce. Certo, puoi limitarti soluzione software e acquista lampade costose con imitazione luce del giorno. Ma se vuoi creare una serra a tutti gli effetti, sarà molto più conveniente installare un soffitto automatico, che sarà controllato da Arduino.
- Sensore di umidità. Qui tutto è uguale alla temperatura, secondo lo scenario prescritto, la scheda accenderà gli spruzzatori e gli umidificatori, se necessario.
Una volta acquistati tutti i moduli necessari, non resta che programmarli. Dopotutto, senza codice, questi sono solo pezzi di hardware che non sono capaci di nulla.
Programmazione di microcontrollori Arduino per l'automazione dei processi. Esempio
Come nel punto precedente, per la programmazione è importante suddividere l'attività in sottopunti separati ed eseguirli in sequenza. La programmazione di Arduino avviene grazie ai comandi dell'interfaccia AT e AT+, utilizzando librerie predisposte. Di conseguenza, tutti gli scenari sono scritti ambiente speciale in C++ e prima di fare qualsiasi cosa, dedica del tempo ad apprenderne la semantica. Oltre a esibirsi funzioni semplici, il sistema è anche in grado di archiviare script nella memoria flash, che è ciò di cui abbiamo bisogno in questo esempio.
Non dimenticare che le informazioni provenienti da ciascun sensore arrivano in tempo reale e come variabili, ma puoi limitare il tempo di risposta, poiché non è necessario spendere risorse e misurare costantemente ciascun parametro. Di conseguenza, impostare il tempo di accensione e spegnimento per ciascun sensore o impostare il tempo di risposta per un determinato periodo.
Ciao a tutti!
È passato molto tempo da quando ho deciso di costruire il mio birrificio automatizzato. Ecco il primo post.
Oggi il controller è completamente pronto, non resta che realizzare il dispositivo di cottura e filtraggio stesso. Tutto è stato fatto da me con le mie stesse mani. Per favore, non giudicare rigorosamente, non ho una formazione ingegneristica, sono un semplice umanista! Ti dirò in ordine come e da cosa è stato realizzato. Attenzione, traffico, tante foto! Brevemente sullo sviluppo. Realizzato su Arduino. Suono, indicazione luminosa, indicazione di corrente e tensione (poiché il dispositivo sta eseguendo il debug, devo monitorare questi indicatori). Arresto di emergenza. L'intero sistema si basa su relè a semiconduttore. Parte di potenza disaccoppiato dal digitale. Controllo di 4 carichi 25-40A (scalabile), memoria ricette per 8 pezzi. 8 pause termiche. Interfaccia intuitiva. Completamente manuale o completamente modalità automatica. Lavaggio CIP automatico. 2 sensori di temperatura con una precisione di 0,1 g. Sensore di liquido in caldaia. Sensore del liquido durante il pompaggio. Capacità: da 20 l a 1000 l. Controllo di aerazione, idromassaggio, pompa, uscita di riserva. PID personalizzabile, per diverse capacità (beta), USB per aggiornamenti software, nel prossimo futuro - telecomando da iPhone/iPad. Adesso puoi controllarlo da un computer, dallo schermo di un monitor, anche tramite Internet.
Cominciamo. Per prima cosa ho scelto una custodia nel negozio. I prezzi sono molto diversi. Ne ho scelto uno accettabile come dimensioni e prezzo, guardando avanti dirò che il riempimento è al limite, non starebbe in una custodia più piccola: 
Lavoro complesso sulla marcatura degli elementi di controllo. Tutti i componenti, ad eccezione dell'alloggiamento, dei cavi e del contattore, sono stati acquistati all'estero. Non puoi comprare nulla a un prezzo ragionevole in questo paese. 
La configurazione è stata decisa, la fila inferiore di pulsanti è lasciata per il futuro, per espandere le capacità: 
Ho applicato del nastro adesivo e ho disegnato i segni con una matita. 
E' una cosa da poco. Ritaglia i fori. Quelli rettangolari sono stati realizzati con un seghetto alternativo e una lima con i denti più piccoli. Rotondo - con punta a spina di pesce a gradini. Piccoli rotondi - con un trapano. 
Tutti i fori sono stati elaborati con un file. 
E l'ho dipinto. Faccio notare che l'ho fatto invano, la vernice si sgretola senza pietà a qualsiasi contatto. L'ho dipinto in 3-4 strati. Non ho usato la terra. 
Ho aspettato un giorno che la vernice si asciugasse e ho posizionato gli elementi. 
Ho comprato il radiatore da una pubblicità, era di un centro televisivo locale, era su un trasmettitore televisivo di una torre televisiva locale, ho dovuto segarlo, l'ho dato alla fabbrica, perché... Non posso sopportare il seghetto alternativo, è pesante e fatto di una lega sconosciuta. 
Sul retro. 
Dentro. 
Assemblato. 
Controllo dell'elettronica. 
L'ho abbozzato molto circuito complesso, senza un diagramma - da nessuna parte! 
Ho collegato tutto e l'ho saldato. Non l’ho filmato passo dopo passo, non avevo tempo per quello. 
Un'altra vista. Saldo ciascun terminale di compressione. 
Prese per attuatori. 
Relè SSR. Utilizzato due denominazioni e diversi produttori, è più interessante. 
Questo è quello che è successo. Ho messo diversi pulsanti di selezione, più comodi e verdi, così penso che sia più bello, altrimenti c'è troppo rosso :) 
Ho ripulito un po' il tavolo e ci siamo preparati per la prova! Al posto dell'elemento riscaldante, il carico e l'elemento riscaldante sono vintage lampada da scrivania. 
Ho incollato i segni su Moment Crystal. Piatti speciali ordinati dall'azienda. Esistono due tipi di Graverton e Gedacolor, che differiscono per prezzo, qualità e durata. Non ricordo nemmeno quali ho. E tutto è pronto! 
Nel frattempo, un nuovo cervello con nuove possibilità per l'ultimo sviluppo! :)
La fase successiva è la selezione dei componenti per il birrificio e la costruzione finale. Ma ne parleremo più avanti nella parte successiva 
Cosa avrei fatto di diverso non l'avrei verniciato, nelle foto sono visibili numerose sbeccature. Ma il blocco è destinato all'installazione fissa a parete, quindi la vernice non si staccherà così tanto. SU questo momento tutto funziona come previsto, non resta che rifinire la cucina con tutte le tubazioni. Una questione di tempo e denaro.
Il mio augurio ai birrai alle prime armi è di non provare a costruire subito una macchina, non funzionerà. Devi prima approfondire tutti i dettagli, buttare via denaro e tempo.
In accordo con l'autore del codice, il codice non viene pubblicato accesso libero per diversi motivi: il programma è adattato al mio sviluppo specifico, per un ciclo specifico e forse in futuro si trasformerà in prodotto commerciale. Ho appena mostrato un esempio.
Mi scuso per la qualità delle foto, tutto è stato scattato con un telefono. Grazie a tutti coloro che hanno letto fino alla fine!
Per chi è interessato alla produzione della birra fatta in casa,
