Bryg 2 Uge 2 (okt 31): Metabolisme måling via afkøling...

PID regulator, styringer og programmer.
Besvar
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Bryg 2 Uge 2 (okt 31): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

Hej,

Jeg har startet et lille eksperiment der involvere et hjemmeb(r)ygget print og en raspberry Pi, så håber det er det rigtige sted at ligge indlægget...

Jeg startede med at lave et simpelt print, der ud fra nogle kontrol signaler kunne styre to relæer så jeg fik mulighed for at tage 12 volt som input og enten smide dem ud med samme polaritet, med omvendt polaritet eller med en kortslutning mellem de to output terminaler (jeg skulle have lavet det så der ikke var forbindelse mellem de to output terminaler, men det bliver i version to, der bruger halvledere (mosfets) i stedet for relæer) - det var mit første hjemme byggede print og det var tegnet i hånden, så det blev lidt skævt, men det virker:) - Den grønne diode viser der er strøm på systemet, den gule lyser når der skal køles, og den røde når der bliver varmet.
BilledeBillede
Så købte jeg nogle flamingo plader og begyndte at lime dem sammen med noget metal-folie på indersiden for at øge isolerings evnen:
Billede
Jeg byggede det sammen med en hacket peltier køleboks fra Harald Nyborg, hvor jeg tog låget og byggede sammen med den kasse jeg havde lavet af flamingo pladerne (med hacket, mener jeg at jeg skilte den ad og satte den sammen med mit print så den både kunne køle og varme, men så blæseren stadig kørte den samme vej). Siden dette var mit første forsøg med temperatur styring, ville jeg ikke risikere at spilde et all-grain bryg, så jeg tog den lette løsning og brugte et coopers pilsner kit til at lave forsøget med:
Billede
Det hele bliver som sagt styret af en Raspberry pi med 5 temperatur følere i set-uppet, 1 der måler temperaturen i bryg spanden, og 2x2 der henholdsvis måler indsugnings og udblæsnings luften på hver side af peltier elementet. Algoritmen i softwaren gør sit bedste for at holde den valgte temperatur i spanden.
Forsøget har nu kørt i en uge og hvis man kigger på temperaturen af luften omkring spanden og i spanden får man denne graf:
Billede
Den orange/røde graf er temperaturen i spanden (som et gennemsnit over ca 10 minutter) og den blå er temperaturen af luften omkring spanden (som et gennemsnit over ca. 6 timer).
Min teori er nu at jo mere gæren arbejder i spanden, jo mere varme udvikler den, og for at holde temperaturen konstant i spanden, må temperaturen uden for spanden derfor være koldere jo mere gæren arbejder (stort set) - den første dag gik med at nedkøle brygget til lidt over 15 grader, derefter kan man (hvis teorien holder) se at gæren peaker ca. på dag 4 og derefter begynder at aftage i aktivitet. Det spændende bliver nu hvordan kurven kommer til at gå i de næste par uger... jeg har læst mig til at en pilsner tager ca. 3 uger om at gære færdig (og ja, jeg fandt for sent ud af at den nok skulle have gæret ved 12 grader i stedet for 15 men jeg ville ikke ødelægge mit data-sæt ved at ændre på temperaturen midt i det hele, så det var godt det var et saftevands bryg jeg brugte til min test og ikke en all-grain der havde taget det meste af en dag at brygge *S*)

Jeg arbejder på at få en "live" graf op at stå på en web-side, indtil videre har jeg skrevet noget kode der eksportere data til en mySQL database, men mangler præsentationsdelen der kan vises i en browser, måske det bliver færdigt i løbet af næste uge... i hvert fald helst inden kurven flader ud :)

^__^
Mike
Senest rettet af mikek 31. okt 2014, 23:56, rettet i alt 4 gange.
Brugeravatar
Nimbus39
Indlæg: 3392
Tilmeldt: 27. jun 2010, 10:52
Geografisk sted: Greve (Mosede Strand)
Kontakt:

Re: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af Nimbus39 »

Ser lækkert ud, jeg har baseret mine forsøg på Arduino (som du måske ved...)
Du kunne bruge Xively til at vise data, der er allerede masser af integrationer til Raspberry'en
https://xively.com/" onclick="window.open(this.href);return false;
Buy a man a beer and he wastes an hour. Teach a man to brew and he wastes a lifetime.
http://bryggeri.landly.dk
http://www.facebook.com/bryggerilandly
http://beersmithrecipes.com/listrecipes/2810/nimbus39
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

Nimbus39 skrev:Ser lækkert ud, jeg har baseret mine forsøg på Arduino (som du måske ved...)
Du kunne bruge Xively til at vise data, der er allerede masser af integrationer til Raspberry'en
https://xively.com/" onclick="window.open(this.href);return false;
Ja, jeg har læst dine indlæg med interesse Nimus39, har også tænkt på at kombinere en CO2 boble måler som du har beskrevet i nogle andre indløg med temperatur sensoren, det kunne helt sikkert give nogle interessante data:) - Eller det har du nok også prøvet, jeg har ikke læst alle indlæg her på forumet... jeg kendte ikke til Xively, så tak for henvisningen :) Men tror nu jeg prøver at skrive det fra "bunden" af fordi jeg gerne vil have noget mere praktisk erfaring med php og js/html5, C/C++ er ikke så velegnet til at lave hjemme sider i... :)

^__^
Mike
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

Nu er der gået en uge mere, og der er noget mere graf (stadig lavet i et regneark):

Billede
(Bemærk skalaen, bryggets temperatur varierer 0,1-0,2 C)

Man kan se at temperaturen er let faldende i brygget, og efterhånden meget svagt stigende i den omgivne luft - det tolker jeg som at aktiviteten er svagt nedadgående i spanden, men da den netop er nedadgående, som at der stadig er aktivitet (ellers ville der vel ikke være noget varme produktion der kunne blive mindre? ;) (hvis min teori altså holder))

Jeg er begyndt at overveje alternative algoritmer til styring af temperaturen, og har bestilt nogle stumper hjem fra digi-key, så jeg kan lave noget pwm styring af peltier elementet, vi får se hvornår jeg får det skruet sammen, nu nærmer vi os jo "heldigvis" tiden hvor der ikke er så meget at lave uden for :)

Nu får det i første omgang til at stå ved den nuværende temperatur i mindst en uge mere, inden den får en diacetyl pause i nogle dage ved ca. 20C inden den ultimative test for mit setup kommer, nemlig at se hvor langt den kan få temperaturen ned :) jeg har ikke de store forventninger til minimums temperatur, det hele er jo baseret på en køleboks til 200kr fra Harald-Nyborg :)

Den store forskel i temperatur mellem luften og spanden, vil jeg tilskrive dårlig cirkulation i kassen spanden står i, og det faktum at jeg måler i indsugningen i låget og ikke f.eks. midt i kassen, og at jeg forventer en del "tilbageløb" fra udblæsningen, der sidder 10-15 cm fra indsugningen, men det er jo derfor man laver en prototype/et forsøg, for at blive klogere på hvordan det kan gøres bedre næste gang, har købt et par gamle PC blæsere fra et restlager til fremtidige forbedringer :)

^__^
Mike
Brugeravatar
Borg
Indlæg: 4741
Tilmeldt: 28. dec 2009, 17:46
Geografisk sted: Herning

Re: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af Borg »

Superinteressant at høre om og følge med i.
Bliv endelig ved med at fortælle om dit setup, dine tanker og idéer, og dine resultater.
Det er meget inspirerende.
Hilsen Erik Borg
http://www.borgsbryghus.dk" onclick="window.open(this.href);return false;
http://www.facebook.com/BorgsBryghus/" onclick="window.open(this.href);return false;
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

hmmm... der er nu gået en uge mere, og grafen viser ikke det jeg havde forventet :) men de sjoveste eksperimenter er også dem der ikke giver det forventede resultat... 3 ugers grafen ses her under:
Billede
Udover at man kan se dags-svingningerne i temperaturen, ser det ikke ud til at der er noget betydeligt fald i stigningen i luft temperaturen omkring gærings-spanden. Jeg havde egentlig tænkt mig at starte diacetyl pausen nu her efter uge 3, og burde lave vægtfylde målinger, men... at dømme efter grafen så er aktiviteten stadig faldende, og derfor ikke på nul endnu.

Skuret/værkstedet som opsætningen står i er opvarmet, så det er ikke (kun) et udtryk for at ude temperaturen er faldende (selvom det nok er døgn rytmer man kan se som "bølger" på grafen), synes også den er altfor "pæn" til at det kun kan være et spørgsmål om at temperaturen uden for kassen er aftagende.

Jeg synes for eksperimentets skyld at jeg vil lade brygget stå en uge mere før jeg begynder at hæve temperaturen, er der forøvrigt nogle der har en mening om med hvilken hastighed jeg skal hæve temperaturen op til de 20 grader? - umiddelbart vil jeg gøre det over en dags tid, på samme måde som jeg gjorde da jeg sænkede den??? Det jeg er mest nervøs for er at skabe for mange konvektions strømme ved at hæve temperaturen for hurtigt, så jeg hvirvler gæren op, øllet er ikke omstukket, så der må være en betydelig gærkage i bunden af spanden.

^__^
Mike
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Uge 3: Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

Woups... så kan man lære ikke at gøre sit arbejde med softwaren færdig :) Der skete noget uforudset i løbet af ugen :) Men lad os se på grafen:

Billede

Som det ses begyndte den at te sig tosset i løbet af den sidste uge, det ser ud som om systemet pludselig holdt op med at køle, og derfor steg temperaturen uheldigt... min første tanke var at det var peltier elementet i den billige kølebox der var stået af, men det har vist sig ikke at være grunden, det må altså være softwaren, mit board eller relæet der fejlede - men jeg tør næsten vædde på at dioden der viser at systemet køler lyste, det peger så på relæet som enten er fejlet, eller ikke har fået strøm nok til at skifte - men det skulle udgave 2 med mosfets i stedet for relæer forhåbentlig løse :)

Som det ses er brygget i løbet af ugen kravlet op på ca. 18 grader, jeg har nu sat systemet op til at nå 20 grader, hvorefter vi kommer til at teste hvor langt der kan køles ned... spændingen stiger, og jeg må heller få lavet en app til min mobil, eller et eller andet andet (!) der kan give mig en alarm hvis temperaturen skulle falde for meget ud over det angivne interval - nu gør det forhåbentlig ikke så meget i lige dette tilfælde da den nok var gæret færdig.

^__^
Mike
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

btw - hvis der er nogle der er interesserede i at følge hvordan softwaren udvikler sig, så kan den findes i en GPL version på bitbucket:
https://bitbucket.org/mikekdk/mikes-fer ... controller

^__^
Mike
Brugeravatar
Christian Ernstsen
Indlæg: 770
Tilmeldt: 28. okt 2009, 12:21
Geografisk sted: Vejle
Kontakt:

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af Christian Ernstsen »

Tak for det! Og bliv endelig ved med at poste opdateringer herinde, det er spændende at følge med fra sidelinjen!


Mvh Christian
Med venlig hilsen
Christian

Brygsetup: 25 liter elgryde, pumpe og modstrømskøler. 23 bryg i alt.
Brugeravatar
Benjamin
Indlæg: 826
Tilmeldt: 7. nov 2011, 11:14

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af Benjamin »

jeg følger også med her, det der med køling/varme med et peltier-ellement, kunne det være en ide at måle på energi-forbruget (spar-o-meter) så, man kan, sammenligne strøm forbruget med et køleskab. (jeg har et projekt der er ramt af spare-forbrugs-kniven)
Brugeravatar
mgades
Indlæg: 144
Tilmeldt: 16. sep 2012, 09:51
Geografisk sted: 6230 Rødekro
Kontakt:

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mgades »

Ja, det er yderst spændende at følge med i. Skriv endelig når der er nyt :)

Jeg har selv tolket temperaturen fra mine egne BrewPi grafer, som at gæren de første 3-4 dage arbejder intenst og derefter aftager (men stadig arbejder).
--
Morten Gade Sørensen
RDWHAHB
http://beer.gadecs.com
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

mgades skrev:Ja, det er yderst spændende at følge med i. Skriv endelig når der er nyt :)

Jeg har selv tolket temperaturen fra mine egne BrewPi grafer, som at gæren de første 3-4 dage arbejder intenst og derefter aftager (men stadig arbejder).
Godt at høre at det er spændende, det er det også for mig :) - Nu ved jeg ikke hvilke grafer man får fra en BrewPi, men hvordan er det dit indtryk at aktiviteten aftager, er det jævnt faldende (efter de første dage) sådan at det bare bliver mindre og mindre eller "knækker" kurven på et tidspunkt?
Christian Ernstsen skrev:Tak for det! Og bliv endelig ved med at poste opdateringer herinde, det er spændende at følge med fra sidelinjen!
Tak for opmuntringen Christian :)
Benjamin skrev:jeg følger også med her, det der med køling/varme med et peltier-ellement, kunne det være en ide at måle på energi-forbruget (spar-o-meter) så, man kan, sammenligne strøm forbruget med et køleskab. (jeg har et projekt der er ramt af spare-forbrugs-kniven)
Jeg har ikke målt på hvor meget peltier-elementet bruger i forhold til et traditionelt køleskab, men efter hvad jeg kan forstå så bruger peltier elementet mere strøm end et traditionelt køleskab. Men det må bruge mindre strøm til at varme end en varmekilde man sætter ind i et traditionelt køleskab da det "pumper" varme ind i boksen fra rummet uden for, så længe temperatur forskellen ikke bliver for stor - så det kommer nok an på om det er til varme eller til køle man vil bruge det (og hvilken stand ens køleskab er i *S*)

Jeg ved ikke hvor meget temperaturen varierer i et bryg i et køleskab (altså når termostaten slår til og fra) - i mit simple setup hvor jeg styrer peltier'en som en simpel termostat står brygget og svinger med 0,1-0,2 grader i en ~20 minutters cyklus (målt på overfladen af spanden hvor jeg har min sensor til at sidde under noget boble plastic for at isolere det mod luft temperaturen). Men jeg gætter på jeg kan få cyklus'en til at blive længere hvis jeg bruger noget bedre styring - men mere om det senere :) Jeg kan nok ikke få den til at svinge mindre end den gør nu, da jeg bevæger mig på grænsen af opløsningen på den sensor jeg bruger.

^__^
Mike
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Uge 4 (okt 10): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

Så er vi ved at være nået til vejs ende med min Coopers pilsner, den fik en diacetyl pause og så ellers alt hvad peltieren kunne trække i afkøling:

Billede

Denne gang er grafen "ren" uden nogen form for gennemsnits beregninger, og det ser ud til at den stabilisere sig lige under 10 C i brygget. (De små svingninger i luft temperaturen gætter jeg på stammer fra elradiatoren i skuret hvor opsætningen står).

Det underlige "spike" i slutningen af grafen har at gøre med den fejlende køling i sidste uge, jeg fandt fejlen og rettede den, men havde strømmen af systemet mens jeg havde gang i loddekolben :) der skal nok komme en forklaring - men det næste der sker er at jeg hælder det på flaske, for der skal et nyt bryg over i morgen.

^__^
Mike
mikek
Indlæg: 47
Tilmeldt: 3. mar 2014, 19:10
Geografisk sted: Syd for Aalborg

Re: Uge 5 (okt 15): Metabolisme måling via afkøling...

Indlæg af mikek »

For dem der stadig følger med, så flaskede jeg det for et par uger siden og satte en julebryg over - en Ale, gæret med en WLP001 vådgær, denne gang har jeg sat en "target" temperatur på 21,5 C - det var den temperaur jeg bedst kunne google mig frem til som den ideelle for den gær :)

Billede

Som det ses så ligger bryg temperaturen rimeligt stabilt, og den omgivne luft følger stort set samme kurve som sidst, at den blå kurve ligger over den orange viser blot at den nu ligger på en temperatur der er højere end temperaturen uden for - et eller andet sted tror jeg at forskellen mellem denne kurver og så den hvor brygget holdt en temperatur omkring de 15 viser at min termo kasse slet ikke isolere nok til at man rigtig kan sige noget om bryggets fremskridt, uden at korrigere for ude temperaturen/skur temperaturen - så det er godt at jeg har fået en håndfuld ekstra temperatur målere hjem, som jeg vil prøve at bygge ind i udgave 2 :) Og jeg siger ikke noget om hvornår jeg får udgave 2 bygget, for det vigtigste er jo at brygget holder en fast temperatur, og det ser det jo ud til at den gør i det nuværende setup :)

^__^
Mike

NB: Den der forklaring med hvad der gik galt til sidst under den sidste gæring, det var en løs forbindelse der havde sat systemet ud af spil... dvs. manglende kvalitets kontrol/test :)
Besvar

Tilbage til "Microprocessor styring til ølbrygning"