La teoria del Cybeer Project

La teoria del Cybeer Project

Quando ho inziato a produrre birra, come credo tutti gli homebrewer ho brassato sul fornello della cucina e dopo diversi esperimenti (più o meno riusciti) mi sono reso conto che contrariamente a quello che pensavo, fare birra è relativamente facile, riprodurla esattemente come la precedente è l’aspetto più complesso. Mantenere la temperatura nel pieno rispetto nei vari step previsti nella ricetta richiede la continua accensione e spegnimento del gas. E’ inutile negare che è impossibile garantire la ripetibilità di una birra manualmente, 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. Dovevo capire come creare un processo della produzione della birra, in modo da poter garantire la ripetibilità. 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. Che differenza c’è tra un Arduino e un Raspberry?
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 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 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 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 valide.
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 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.

MaterialeRivenditoreCosto
raspberryAmazon35
2 Resistenze elettricheGandolfi88
1 Resistenza elettricaBirramia10
4 relayAmazon24
PompaBirramia60
2 sonde per temperaturaAmazon12
Materiale elettrico
30

Siamo a 260 Euro (259 per la precisione) a questi soldi bisogna aggiungere altro tutto quello che ruota attorno alla produzione di birra (fermentatori e attrezzi vari)

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