Primo articolo del Gruppo. E' toccato a Stefano cominciare con una interessante prima parte.
Che questo sia il primo di una lunga serie di post per una condivisione a 360°
In bocca al lupo Gruppo!
- SignorMalto
Disclaimer
In questo articolo vediamo come è possibile automatizzare un impianto di birra. Sono richieste competenze elettriche e si usa la corrente a 220 Volt, è molto pericoloso fatelo soltanto se siete elettricisti o se siete assistiti da personale competente!
SignorMalto non si prende nessuna responsabilità in caso di incidenti domestici.
Automatizzare il processo di birrificazione (Parte 1)
E’ da circa un anno che sono passato al metodo All Grain con il metodo classico dei 3 tini, e come credo tutti gli homebrewer dopo diversi esperimenti (seppur più o meno riusciti) mi sono accorto che contrariamente a quello che pensavo, fare birra è relativamente facile, riprodurla è l’aspetto più complesso.
E’ da circa un anno che sono passato al metodo All Grain con il metodo classico dei 3 tini, e come credo tutti gli homebrewer dopo diversi esperimenti (seppur più o meno riusciti) mi sono accorto che contrariamente a quello che pensavo, fare birra è relativamente facile, riprodurla è l’aspetto più complesso.
Facevo birra sul classico fornello di casa e mantenere la temperatura desiderata nei vari step, gioco-forza richiede l’accensione e lo spegnimento continuo del gas. Quindi è inutile negare che ripetere esattamente gli stessi passi, rispettando i tempi e la temperatura degli step è davvero impossibile, 5 minuti in più o in meno di uno step può influire parecchio sul prodotto finito, anche la temperatura rilevata in maniera non regolare mi portava facilmente ad errori sforando di un paio di gradi la temperatura prevista, incidendo sulla ricetta.
Mi sono guardato attorno e ho visto molte soluzioni, alcune già fatte, come la soluzione grainfather, che di fatto al suo interno ha un sistema Arduino che automatizza il processo. Su youtube ho visto che molti utilizzano un sistema PID, ma io volevo qualcosa di diverso, qualcosa che potesse andare oltre e soprattutto potessi riciclare nel momento in cui cambiassi impianto.
Si assomigliano e costano più o meno la stessa cifra (35 euro), ma sono due cose completamente differenti, Arduino è un microcontrollore mentre Raspberry è un microprocessore. Semplificando di molto possiamo sostenere che il primo gli si installa sopra un solo software e tramite l’hardware di Arduino è possibile controllare un circuito elettrico, mentre il secondo è un PC a tutti gli effetti, certo con prestazioni limitate rispetto ai vostri PC di casa, ma ha al suo interno un sistema operativo (basato su linux) e moltissime applicazioni. Come tutti i PC può eseguire più software contemporaneamente. molti di si chiederanno perchè non usare direttamente un PC normale che abbiamo già in casa? Risposta semplice, il Raspberry nonostante il suo basso costo ha un peculiarità che i PC tradizionali non hanno, ossia GPIO.
Le GPIO, sono quegli “spuntoni” che si vedono in foto e permettono attraverso dei cavi elettrici di comandare un impianto elettrico/elettronico cosa non possibile con i PC tradizionali.
Fu così che ho deciso di mettere insieme la mia esperienza di informatico e la passione brassicola automatizzando il processo. Inizialmente pensavo di automatizzare solo gli step di Mash, ma poi l’appetito viene mangiando ed allora ho continuato (e continuo tuttora) a inserire funzioni che ritengo comode.
Vediamo lo schema concettuale di come funziona dal “basso” verso “l’alto” questo sistema.
- Le pentole hanno una resistenza elettrica al proprio interno
- La resistenza elettrica è collegata a una presa elettrica
- Un relay fa passare o meno corrente elettrica all’interno della presa
- Il Raspberry manda un segnale al relay che può essere 1 (acceso) o 0 (spento). Accendendo o spegnendo di fatto le prese elettriche.
- Un software che legge il valore della temperatura del mosto e in base ad essa decide se accendere o meno il relay
Vediamo ora uno schema logico dell’impianto, ma stavolta dall’alto verso il basso.
Quindi se il software è sufficientemente intelligente (al momento non lo è ancora) a fine Mash in automatico parte la pompa prelevando il mosto dalla pentola di Mash e lo travasa nella pentola di Boil, finito questa operazione prende l’acqua di Sparge e la mette nella pentola di Mash per il risciacquo delle trebbie e dopo 10 minuti riporta quest’altro mosto nella pentola di Boil ed infine spegne la resistenza di Mash e accende quella di Boil.
Caratteristiche tecniche e vincoli
Partiamo dalle resistenze elettriche, quella di Mash e di Boil sono costose perchè devono avere la caratteristica che il mosto non si appiccichi alla resistenza elettrica, mentre quella di sparge può essere la classica resistenza dei boiler elettrici, qua nasce il primo vincolo, le resistenze di Mash e Boil sono da 2100 W mentre quella di Sparge è da 2500 W, come il 95% delle persone, il contatore di casa dopo i 3000W salta la corrente, che fare? E’ qua che entra in gioco il software che in maniera intelligente accende e spegne i relay. Durante la pausa di Mash, spegne la resistenza e accende quella di Sparge. La resistenza di Sparge entra in funzione SOLTANTO se la resistenza di Mash non è in funzione e viene interrotta soltanto durante le soste di step.
Facciamo un esempio.
A inizio cotta si accende soltanto la resistenza di Mash e la pompa per il ricircolo dell’acqua, arrivata a 52 gradi c’è una sosta di 10 minuti, durante questi 10 minuti la resistenza è spenta, quindi può partire la resistenza di Sparge. Ultimati i 10 minuti si spegne quella la resistenza di sparge e si attiva quella di Mash. Ovviamente se durante la pausa di Mash c’è dispersione termica la priorità l’ha sempre la pentola di Mash, quindi si spegne lo sparge e si riattiva quella di Mash. E cosi via…
Quali sono i costi?
Spero che mia moglie non legga mai questo post… Come tutte le passioni hanno dei costi, vediamoli in dettaglio.
| Materiale | Rivenditore | Costo |
| raspberry | Amazon | 35 |
| 2 Resistenze elettriche | Gandolfi | 88 |
| 1 Resistenza elettrica | Birramia | 10 |
| 4 relay | Amazon | 24 |
| Pompa | Birramia | 60 |
| 2 sonde per temperatura | Amazon | 12 |
| Materiale elettrico | 30 |
Siamo a 260 Euro (259 per la precisione) a questi soldi bisogna aggiungere altro come il pezzo di compensato per fissare il tutto, il pezzo di ferro per appenderlo al muro, etc.
Non vi so dire se economicamente vale la pena, certo quando io lo vedo funzionare e dico che l’ho fatto io, non ha prezzo. Penso che da un punto di vista economico, il vero risparmio sta che si ricicla qualora cambiassi sistema. Al momento, per via delle pentole che ho (riciclate dalla mamma) posso produrre 15 litri di birra da 5% meno se aumento la gradazione (diminuisce acqua e aumentano i grani). Ho messo in preventivo l’acquisto di una pentola da 50 L per il Mash (quella di oggi è di 20), ma mi basterà bucare la pentola e riciclare dalla vecchia la resistenza e il filtro Bazooka, poi l’impianto resta lo stesso. Da una mia personale stima penso che le resistenze elettriche presenti nella pentole vanno bene fino ad un litraggio di 50 litri che per essere una produzione casalinga dovrebbe essere più che sufficiente.
Con il post di oggi abbiamo visto l’impianto di massima come lavora, Nel prossimo post entriamo nel merito di come leggere e scrivere i valori delle sonde di temperatura e come impostare i relay dal Raspberry, infine in una terza parte vedremo come funziona il software.
Per chi volesse contribuire allo sviluppo di questo impianto può ovviamente contattarmi.
Ha un sito internet. http://www.stefanolorenzi.org/site/
Si occupa, all'interno del Gruppo, della parte informatica del processo di produzione e gestione della fermentazione con spiegazioni di programmazione e sviluppo di app.
