SBL4TILT - Contador de Burbujas con Estimación de Densidad


Dificultad: Normal.

Tiempo aproximado: 2 horas.

Coste: 8€ aprox.

Utilidad: Normal.

 

SBL4TILT o lo que viene a ser lo traducido: Sound-Bubble-Logger-and-Temperature-controller-for-TILT, algo así como controlador de temperatura y de burbujas por sonido para inclinación (dar una estimación de la densidad), este es un proyecto-evolución de Bubble-Logger del que ya hablamos en su día [link!]. 


SBL4TILT, es un dispositivo Arduino para controlar la fermentación según temperatura, reducción indicativa de la gravedad (rG), blops de CO2 pr. minuto (BPM), que además nos ofrece lectura estimada de la densidad, parecido a como haría e dispositivo PLAATO, aunque esto es complicado de realizar con exactitud, PLAATO innovó con una placa dosificadora que les permite contar con precisión las burbujas individuales algo que a día de hoy a nivel DIY aun no se ha podido conseguir. Al igual que el iSpindel [link!] se puede conectar con Ubidots, Brewfather y Brewer's Friends con la cual también podremos utilizar el valor de temperatura que nos da el Bubble-logger para activar frio o calor según necesitemos.


Sirve también como repetidor del TILT Hydrometer [link!]. con las datos que envía de gravedad y temperatura a través de la conexión Bluetooth, muestra esta información en Ubidots, Brewersfriend o Brewfather, y se puede controlar una fuente de calor y un frio cada dos minutos.

El software puede, a través de la "Suma BLOPS (pt) / L", usarse para dar una estimación indicativa de rG (reducción de la gravedad) mediante un enfoque polinomial basado en el uso de la misma esclusa de aire S, el mismo sensor calibrado, la cantidad conocida de mosto y 4-4,5 ml de agua en la esclusa de aire. De esta forma el Bubble-Logger emula en cierta manera lo que hace un PLAATO.
 
Este dispositivo lo vamos a añadir a la comparativa de medidores de densidad, como dispositivo para medir la densidad si tener que estar en contacto con el mosto [link!].
 

Materiales Necesarios sin control de temperatura:

- ESP CH210 [Aliexpress]

- Sensor detección de sonido Arduino o Sensor fotoeléctrico infrarrojo Arduino. Coste aproximado: 1€. [eBay] [Aliexpress]
- *Opcional: Rel. [Aliexpress]

Para el control de temperatura tendremos que añadir un relé, si trabajamos con voltaje de 230v y/o amperajes altos me gusta trabajar con SSR:
 
- Relés: 5v 10A para Arduino. Coste aproximado 4€ (módulo de dos). [eBay] [Aliexpress]
 
- 2 SSR (Relés de Estado Solido). [eBay] [Aliexpress]


Esquema de montaje del SBL4TILT:

Conexiones:

Sensor Sonido:
OUT - D13
GND - GND ESP32
VCC - VIN ESP32

Rele:
INT1 - D26
INT2 - D25
GND - GND ESP32
VCC - VIN ESP32


Si vamos a montar solo el SBL4TILT para monitorizar y no vamos a controlar nada, como vemos son apenas 4 conexiones que además no requieren soldaduras:

Conectaremos las tres conexiones necesarias entre la placa y el sensor:


Pondremos un globo en el extremo del sensor, ya que estara dentro el airlock y lo protegeremos de posibles salpicaduras.

Vemos en el sensor el potenciómetro para calibrarlo.


Y para proteger la placa, la mecanice en una caja de plástico haciendo dos salidas, una para los 3 hilos del sensor y otra para la alimentación a través del puerto micro usb de la placa:






Software Necesario para SBL4TILT:

Brewflasher 1.0.1: [link!]

Con Brewflasher nos descargara automáticamente los archivos del firmware de SLB4TILT, pero si los necestáis están el el GitHub [link!]

Instalación del Software:

Ejecutaremos Brewflasher y seleccionaremos las opciones como en la siguiente captura:

 

Pulsaremos en Download and Flash y esperaremos a que termine:

Opción 2: Si lo hacemos con otro programa como flash_tool, las direcciones de memoria y opciones serían las siguientes:

chip esp32
DIO
baud 921600
0xe000 -- boot_app0.bin
0x1000 -- bootloader_qio_80m.bin
0x10000 --  SBL4TILT_TempControl_vX.X.ino.bin
0x8000 --  SBL4TILT_TempControl_vX.X.ino.partitions.bin
 

Una vez flasheado solo tendremos que reiniciar de alimentación nuestra placa ESPCH210 para comenzar su configuración.

 

 Configuración SBL4TILT

Reiniciado el SBL4TILT, nos aparecerá una nueva wifi:

-tendremos encendidos en fijo el led rojo y azul, si tenemos conectado el sensor de sonido también se encenderán los dos led verdes, parpadeando el de la izquierda cada vez que detecte sonido. 


Conectaremos a la red, y se nos abrirá automáticamente el portal de configuración, si no se abre automaticámente acceder desde la IP:

http://192.168.4.1

Una vez dentro configuraremos la Wifi de nuestro SBL4TILT. Tendremos 60 segundos para realizar la configuración, después de ese tiempo se saldrá del portal de configuración.

Si está el led azul encendido esta activado el modo portal, si esta apagado ya habrá salido del modo portal y solo parpadeara el azul cuando reciba datos.

 - Como primer paso configuraremos la Wifi y comprobaremos que nos podemos conectar y recibimos datos:


Una vez configurada accederemos al SBL4TILT desde: http://IP_DEL_SBL4TILT:8080

Anotar que, si tenemos que volver a acceder al portal para cambiar algún valor como la temperatura, token... hay que volver a configurar la red Wifi.

¿Que datos podemos obtener del SBL4TILT?
BPM: "Blop pr. Min".
Suma de BLOPS (pt) / L" (se envía como: Presión (PSI))
G - Gravedad.
Temperatura (se envía como C).
"TILT color" se envía como comentario y se puede ver en dispositivos.
En Ubidots, además envía el estado del relé con la siguiente leyenda:
0 = Relé en espera.
1 = Relé de refrigeración.
2 = Calefacción por relé.
3 = El relé se apagó como algo incorrecto ~ ¿No TILT?
4 = Relé desactivado ya que SetTemp está fuera del rango admitido de 2-60 ° C.

¿Como conseguimos una densidad estimada con los Blops por minutos (BPL)?


Principio de funcionamiento:

 Lo que medimos son los Blops por minuto cuando se libera CO2 (BPM), y si observamos la química detrás del metabolismo de la fermentación del azúcar por las células de levadura, vemos que una parte de alcohol genera dos partes de CO2. Por tanto, el CO2 es una medida directa de la producción de alcohol. La cuestión clave es medir este gas con precisión y precisión. De ahí la necesidad de tanques herméticos sellados.


Con una cantidad exacta de líquido en el airlock y un tanque sellado al conocer los BPM y el tamaño del Lote, podemos trazar una curva de Suma BLOPS / L frente a la reducción en la gravedad y generar un modelo o polinomio para la producción de alcohol basado en nuestra medición inicial de Blops pr . Min (BPM), se puede predecir hasta cierto punto el SG por el BPM (por ejemplo, "Suma BLOPS (pt ) / L ”). Será solo una estimación y, a veces, el SG estará muy lejos. El SG se calcula midiendo el BPM a lo largo del tiempo y esto se vuelve a calcular en relación con la "Suma de BLOPS (pt) / L" tomando en cuenta la presión, temperatura y tamaño de infusión actuales (L), y por lo tanto se utiliza por el polinomio para calcular el rG a través de un polinomio de primer o segundo grado. 

Tenga en cuenta que la clave o el propósito del Bubble-Logger aquí no es el rG ni la estimación de la gravedad, sino cuando el BPM o la suma BLOPS (pt) / L comienza a aplanarse y, por lo tanto, cuando deberíamos comenzar a considerar hacer una lectura de la densidad. Todos los usuarios de Tilt, Ispindel y PLAATO al final tienen que hacer una lectura de hidrómetro, por lo tanto, el juego aquí es darle al usuario los datos para decidir cuándo es el momento de hacerlo, además de darle datos al usuario sobre cuándo la levadura la actividad está disminuyendo en lo que respecta a la decisión de agregado de dryhopping, cambios de temperatura, etc.
 
Requisitos: 

- El fermentador tiene que ser completamente hermético y rígido, es decir nos valdrá uno de acero inoxidable  pero no el típico cubo de plástico.

- Tendremos que tener el airlock (tipo S) con una cantidad entre 4 y 4,5ml de líquido (agua o sanitizante).

- Calibraremos el sensor con el potenciómetro que incluye hasta que observemos que "parpadea/registra" cada vez que hay una burbuja.

- Configuraremos los litros de batch en la configuración de Bubble-Logger.
 
- Una fermentación lenta y controlada funcionara con mayor precisión que una rápida y abrupta y que nos saque el líquido del airlock.

Tendremos que realizar una tabla donde mediremos los valores BPMpt/L y la reducción de densidad. Es decir, ir apuntando los BPMpt/L y la densidad en el momento, o al menos inicial y final de la fermentación. Todo ello para ir ajustando nuestro polinomio para que sea cada vez más exacto posible.


En resumen, cuantas más elaboraciones realicemos y más datos obtengamos, más exacta será nuestra medición, ojo, recordando que es una estimada.


Configuración SBL4TILT con Ubidots:


Para poner en funcionamiento SBL4TILT elegí Ubidots, ya que con él se ven más variables y se pueden realizar diferentes ecuaciones con los valores obtenidos.
 
Lo primero en tener una cuenta de Ubidots o creárnosla en: https://ubidots.com/
Nos la crearemos como uso personal o educacional y en el apartado de API, apuntaremos nuestro TOKEN:

Reiniciaremos el SBL4TILT y configuraremos nuestro Token (recordad volver a configurar la wifi):


Esperaremos unos minutos y en dispositivos de Ubidots nos aparecerá el SBL4TILT con el nombre que le pusiéramos en el configurador:


Y nos aparecerán los valores que envía el SBL4TILT y con los que podremos empezar a trabajar:


Crear Valor de densidad:


 

Para ello no crearemos una nueva variable, donde pondremos nuestra ecuación, que sería tal que así:

1(Densidad Inicial) - (BLMpt/L-(nuestra ecuación))


Y con esta nueva variable ya podremos crearnos un nuevo tablero (grafica para mostrar la evolución de la densidad estimada en nuestra fermentación).



Os dejo un ejemplo con tres tableros que puse para ver los datos del SBL4TILT:

- Tablero para ver la evolución de la densidad.

- Tablero para ver los BPM.

- Tablero para ver la grafica de la evolución de los BPM.



Enlaces: github SBL4TILT [link!

Enlace: web SBL4TILT [link!]


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