BrewManiacEX / BrewUNO - Sistema completo de Elaboración de cerveza. SIN SOLDADURAS

 

Dificultad:Fácil.

Tiempo aproximado: 3 horas (montaje).

Coste aproximado: Desde 50€.

Utilidad: Muy Útil.

 

Ya hable y monte en su día un sistema de elaboración básico con BrewUNO [link!], en este artículo vamos a ver como montar un sistema BrewUNO o un sistema BrewManiacEX, ya que ambos comparten el mismo hardware, y para hacer el artículo diferente vamos a realizar el montaje completo SIN SOLDADURAS, es decir utilizaremos elementos de conexión de los cuales no requieren de soldaduras para su conexión, dicho sistema de elaboración no tienen nada que envidiar a otros sistemas con soldaduras, y el mismo sistema nos puede servir para aprender los conceptos  básicos de como montar otros sistemas como por ejemplo CraftBeerPi [link!] también sin soldaduras.

¿En qué consiste BrewUNO?

BrewUNO es un software de elaboración de cerveza, wifi, automatizado y low Cost con el que podrás controlar todos los pasos del macerado de tu elaboración, así como los pasos del hervido. En su día ya hablamos de CraftBeerPi [link!] y las posibilidades que tiene, pues bien, BrewUNO, es más sencillo, sin tantos Plugins como CBP, pero con una interfaz moderna y simple, donde además el montaje completo resulta sustancialmente más pequeño y más barato, lo cual lo hace óptimo para caseros que no tengan mucho espacio y que quieran dar un paso adelante en la automatización de su elaboración.

 Sistema de elaboración con BrewUNO [link!]

¿En qué consiste BrewManiacEx?

BrewManiac al igual que BrewUNO es un software de elaboración de cerveza, wifi, automatizado y Low Cost con el que podrás controlar todos los pasos del macerado de tu elaboración, así como los pasos del hervido. Con el mismo montaje que con BrewUNO, cuenta con una interfaz más sencilla que BrewUNO, pero muy completa (esto es debido a que BrewManiacEX tiene más tiempo que BrewUNO).

Ambos tienen cuatro botones físicos para cambiar los pasos de la elaboración, encender la bomba y cambiar la potencia del hervido, algo similar a las compactas que se venden hoy en día.

Son dos softwares bastante completos y el más compacto DIY con wifi, que además puede trabajar como AP lo cual no es necesario tener wifi donde elaboramos. BrewUNO / BrewManiacEX es ideal para los que tengan poco espacio, pero quieran un sistema bastante completo.

Además, al compartir hardware es muy sencillo con el compacto montado probar ambos firmwares para ver cuál se adapta mejor a nosotros.

¿Qué vamos a integrar en el sistema de elaboración sin soldaduras?

- Control de la olla de Hervido/Macerado.
- Control de Bomba de 12v.
- Segundo SSR de 230v Sparge, bomba de 230v....
- Sondas de temperatura.
- Display LCD.
- Cuatro botones físicos para cambiar los pasos de la elaboración, configuraciones, encender la bomba, cambiar la temperatura...
- Control mediante dispositivo wifi (PC, tablet o Smartphone).
- Interfaz web
- Control PID para el mash.
- Configuraciones de pasos en macerado y hervido, temperatura, recirculación, adiciones de lúpulo...
- Configuración dentro de tu red Wifi y como AP (Punto de acceso sin necesidad de wifi).
- Disponible en varios idiomas.

 

 ¿Qué materiales necesitamos para BrewUNO/BrewManiacEx?

- Caja contenedora del tamaño escogido [Amazon] *

Esta caja, recomiendo ir a una ferretería o tienda cercana de suministros eléctricos, acostumbran a estar mucho más baratas que en tiendas online.

- Placa Interface MAZZA  [link!]

- SSR (Relés de Estado Solido) (2). [eBay] [Aliexpress]

 - Reles. Opcion 5v 10A para Arduino (de alto nivel*). [eBay] [Aliexpress]

- Disipador de SSR (2) [eBay] [Aliexpress]

- Sondas de temperatura DS1820. [eBay] [Aliexpress] 

- Interruptores retroiluminados [Aliexpress]

- Conector sin soldadura para sondas y bomba [Aliexpress]*

Revisar que sea SP16 o menor, por el diámetro del cable.

- LCD Display 1602 24x4 con I2C. [eBay] [Aliexpress]

- Transformador 12V - 2A. [Aliexpress]

   -Bomba 12V DC. [Aliexpress]

- Conector Enchufe IP54 [Aliexpress]

- Cables Dupont 30cm [hembra-hembra] [Aliexpress]

Con la placa MAZZA Tenemos una placa de interfaz, de forma que ya tenemos las conexiones para las salidas de los componentes, Display, SSR para hervidores o bombas, sondas de temperatura... directamente sin tener que realizar soldaduras. Viene con la placa Wemos con su zócalo por si te tuviera que cambiar, buzzer incluido y nos ahorraríamos también el alimentador de 5v para el Wemos y las resistencias de las sondas de temperatura.

No obstante, no es necesario la placa para montar el proyecto como vimos en el artículo de BrewUNO, aunque si la recomiendo sobre todo porque gracias a ella podemos tener una instalación más limpia y ordenada.

Los conectores sin soldaduras para las sondas sustituyen a los de aviador que yo acostumbro a utilizar:

 -conectores GX12 - 4 pines. [Aliexpress]

Con estos simples dos cambios, nos ahorramos las soldaduras, de las resistencias, sondas de temperatura, conectores y la placa Wemos dejando un proyecto FREE de soldaduras, no obstante podéis hacer el proyecto con soldaduras si esto no es un problema para vosotros.

- Placa de desarrollo: Wemos D1 mini V3.0 (basado en ESP8266 CH340). [eBay] [Aliexpress]

- PCF8574* I2C interfaz 8-bit IO placa de expansión. [Aliexpress]

- teclado Matriz. [Aliexpress] 

 -conectores GX12 - 4 pines. [Aliexpress]

- Resistencia: 4k7 Ohms.[eBay] [Aliexpress]

 

Montaje sistema BrewUNO / BrewManiacEX

 

Esquema de la web https://www.mazzahandmade.com.br [link!]

*En el esquema están intercambiadas las salidas de la bomba y el hervidor.

 

Lo primero distribuiremos piezas como las vayamos a colocar y cortaremos para  poder mecanizar correctamente la caja, en mi caso con una dremel para eliminar salientes, cortar la apertura del display y las bases de enchufe.

Y para la entrada de alimentación, pulsadores y sondas, una broca de 16mm [Aliexpress].

 

 Comprobaremos que todo nos encaja correctamente, comprobaremos la tapa:

Donde tengo los pulsadores, las bases de enchufe y el display.

 

En la caja, la salida de las sondas y entrada de alimentación:

- Coloco también los SSR con sus disipadores, en mi caso mediante un carril din, pero podéis colocarlos directamente desde el disipador a la caja:

Las sondas de temperatura la bomba de 12v, al ser con conectores sin soldaduras resultan muy fácil de colocar, me guio por la referencia del conector de forma que:

Negativo será N y positivo L en el conector de dos pines para la bomba.

Y en las sondas de temperatura, negro N, rojo L y amarillo donde tenemos serigrafiado la tierra.

 

De esta forma tengo los hilos identificados para la conexión con la placa:

 

El conector de la bomba lo conectaremos a la salida del rele de 12v, según el esquema:

De GND de la alimentación de 12v al C del Rele.

Del NA del relé al conector de la bomba previamente preparado (N).

Del L de conector de la bomba al positivo de alimentación de 12v.

Conectaremos la salida de la bomba (D5) al int del relé y al GND, y alimentaremos el relé con 12v.

Conectaremos el display con 4 cables dupont según la leyenda de la placa:

 

La botonera al ser con sus propios conectores podemos colocarlos mediante una ficha y unos cables dupont hacia la pcb.

 

Los pulsadores utilizaremos los pines C (Común) y NO (Normalmente abierto), Y el negro y rojo directo al negativo y positivo de la fuente de 12V.

Una vez todo montado, probaremos todos los componentes antes de ordenar el cableado y cerrar definitivamente la caja:

 

En el vídeo del canal YouTube [link!] podéis ver como quedo el montaje final del Compacto BrewManiacEX y explicamos las conexiones:

Instalación y funcionamiento de BrewUNO

Leyenda para conexiones de los elementos según placa MAZZA:

- D4: Hervidor.

-D5: Bomba

- D7: Mash

- D8: Sparge

Otros:

- D6: Ds18b20  (en pcb)

- D0: Buzzer.

Si queréis ver la parte de instalación del firmware de BrewUNO pasaros por el artículo correspondiente, en este artículo vemos como instalar y configurar BrewManiacEx

BrewUNO - Automatización de la elaboración de cerveza casera

Instalación y funcionamiento de BrewManiacEX 

Leyenda:

- D7: Hervidor.

- D5: bomba.

- D8: Sparge.

Otros:

- D6: Ds18b20  (en pcb)

- D0: Buzzer.

La placa Wemos con la interfaz MAZZA ya viene programada, si vamos a cargar nuestra propia versión de BrewManiacEx del repositorio (para tener otros idiomas, otras funciones, etc... hay que tener en cuenta que el PCF8574 de la interfaz referente a los BOTONES tiene la dirección 0x20 y el código fuente tiene la dirección de PCF8574A que es 0x38, habría que hacer este cambio en BrewManiacEX desde Visual Studio Code, para poder usar el PCF de la interfaz. Si no quieres o puedes modificarlo puedes comprar y añadirle el PCF8574A como el artículo de BrewUNO en los pines i2C del display [link!] el cual funcionara directamente.

En cuando encendemos el Wemos nos creara un punto de acceso wifi para conectar y poder hacer la primera configuración de BrewManiacEx:

Nombre de la red: "bm"
Contraseña: rdwhahb!

Una vez conectado entraremos mediante la ip: http://192.168.4.1

 

Desde Red, configuraremos como queremos conectar nuestro sistema BrewManiacEx, si con nuestra wifi, con el mismo punto de acceso que viene por defecto, o nos creamos nuestro punto de acceso personalizado:

En Ajustes tenemos los parámetros de configuración del funcionamiento de BrewManiaxEx:

Ajustes del PID:

Detallo de forma rápida que es el PID para comprender si configuración:

Fundamentos del PID:  Controlador proporcional, integral y derivativo, calcula la desviación o error entre un valor medido y uno deseado, digamos que es el controlador para que si queremos poner el hervidor a una temperatura determinada (66ºC por ejemplo), vaya encendiendo y apagando la fuente de calor para ajustarse a la temperatura determinada sin pasarse.

kP: Ganancia proporcional; Mejora la velocidad de respuesta del sistema, reduce el error del sistema en régimen permanente, pero hace inestable del sistema.
kI: Acción integral:  reduce el error del sistema en régimen permanente, hace inestable el sistema, sube un poco la velocidad del sistema.
kD: Constante control derivativa: Mejora la estabilidad del sistema, baja un poco la velocidad del sistema, no afecta el régimen permanente.

Los diferentes parámetros del PID cambian el comportamiento del controlador PID
Ziegler-nichols produce bastante sobreimpulso, no es la mejor opción para la elaboración de cerveza. A priori la mejor opción sería brewing:

Ejemplos parámetros PID:

rule: ziegler-nichols
P: 7.237315918538419
I: 0.32527262555228853
D: 40.25756979686996

rule: tyreus-luyben
P: 5.592471391597869
I: 0.05655308148806835
D: 39.50237728985797

rule: ciancone-marlin
P: 3.728314261065246
I: 0.3686423089592603
D: 20.482714150296722

rule: pessen-integral
P: 8.788169329653794
I: 0.49371737807043786
D: 58.80805040144268

rule: some-overshoot
P: 4.101145687171771
I: 0.18432115447963016
D: 60.83366102638127

rule: no-overshoot
P: 2.4606874123030624
I: 0.11059269268777809
D: 36.50019661582876

rule: brewing
P: 98.4274964921225
I: 0.6635561561266685
D: 230.52755757365532

Ejemplos del GitHub de CBP[link!]

El resto de parámetros que podemos configurar:

Unidades, tiempos de encendido de la bomba, ciclos, añadir o quitar pasos...

A partir de la versión 0.50 podemos agregar más de una sonda y asignarla a diferentes procesos:

 

 

Desde automatización tenemos la configuración de los pasos de nuestra elaboración:

- Donde tendremos cada paso con tu tiempo y temperatura, o las alertas de las adiciones de lúpulo (mediante el buzzer instalado).

Tendremos también un apartado de recetas, pondremos añadir las que utilicemos mas comumente:

Desde el display con la botonera también podremos controlar nuestro sistema y muchos de los parámetros de configuración:

 

En el vídeo del canal YouTube [link!] podéis verlo en funcionamiento y explicamos los menús, opciones de BrewManiacEx y como configurar una receta automatizada (a partir del minuto:10:30):

Manual BrewManiacEX [link!]

Enlace: BrewUNO

Enlace: BrewManiacEx