TEC afkølet øl fermentor

Temperaturregulering under fermentering er en nøglefaktor for den perfekte hjemmebrygging, og det er obligatorisk, hvis du gerne brygger som en professionel. Der er mange teknikker, der bruges til at styre klassisk køleskab eller varmeelement og mange automatiske implementeringer. Dette projekt startede som en klassisk køleskabsmodifikation og tilføjede en termo regulator inden for gæring og til sidst et komplementært varmeelement.

Tanken er at udnytte Peltier-effekten - og en termoelektrisk køler (TEC) - det er den vigtigste funktionelle komponent i mange køleapplikationer, da der er stor fordel for at kontrollere temperaturen på en lille smule øl (lille volumen) gennem en elektronisk enhed i stedet for at bruge en klassisk mekanisk kompressor.

Først og fremmest kan du modulere strømmen i stedet for at have en skarp tænd / sluk-kontrol, så du kan opnå bedre præcision og stabilitet via en PID / PWM-algoritme samt reducere strømforbruget, når øl når det stabile sætpunkt (som gæring vil producere en lille mængde varme). Den anden nøglefaktor er, at du kan vende opvarmning og afkøling, så du kan kompensere for din stuetemperatur om sommeren og om vinteren. Her er det ikke nødvendigt at koordinere to forskellige processer, e / o-elementerne og TEC'en er "alt i ét"

Endelig, den anden egen fordel er, at der ikke er involveret mekaniske dele, så du kan designe et meget kompakt og lavt lydsystem til hjemmemiljøet.

Jeg har lavet mange tidligere implementeringer (ikke-Arduino-baserede), både med luft til luftudveksling, der skaber et fermenteringskammer, og luftvandsudveksling recirkulerer køligt / varmt vand med en køler inde i fermentoren for at afkøle væsken.

TEC afkølet fermentationskammer

Nu overfører jeg løsningen til et Arduino-baseret styresystem, og jeg forsøger at oprette den grundlæggende kernekode for både PID-styrende temperatur og PWM / H-bro motorskærm for at køre TEC

Arduino PID-PWM-HBrdige TEC-controller

Blokdiagrammet viser min løsning. Arduino læser temperatur fra digital sensor (Dallas oneWire DS18B20 serien) og PID algoritmen producerer et PWM signal med variabel arbejdscyklus. PID'en giver styringen "retning" - enten til opvarmning og afkøling, mens PWM-signalet og retningen sendes til en H-bro-strømindretning, som (DC-motordriver), der driver cellerne. En blæserhastighed styres også i overensstemmelse hermed til effekten af ​​cellerne.

På dette stadium etablerede jeg en laboratorie test miljø med en enkelt pettier celle, 2 varmevekslere og 2 fans for at udvikle og debug kontrol algoritmen og service logikken

Arduino TEC test oprettet

Én side af systemet med opvarmning / køleelement og ventilator er indsat i en ispolystyrenkasse for at simulere fermenteringskammeret.

TEC fermentationskammer

Jeg kunne nå en god stabilitet med denne luft / luft opsætning som vist nedenstående graf opnået med seriel printværdi af arduino PID.

PID kontrol output

Det næste skridt er at skalle opløsningen til luftvandsvarmeveksleren og tilføje alle slutbrugerens interaktionsmenu.