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Autor: Betreff: [DIY] BrewGuard - Arduino basierte Brausteuerung Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 10.11.2012 um 21:56   Hiermit löse ich mein Versprechen ein. Ich hatte an Weihnachten 2011 einen Arduino Mikrokontroller inkl. Experimentier-Set geschenkt bekommen. Nachdem ich auch in meiner letzten grösseren beruflichen Ausbildung Mikrokontroller-Technik hatte, hatte ich erst mit der Brauerei einen Grund, das Gelernte umzusetzen. Berufsbedingt bin ich an eine alte Firewall-Appliance (WatchGuard Firebox) gekommen. Das ist eigentlich nichts anderes wie ein Pentium 3 in eine 19" 1HE Blechbüchse gequetsch. Ok, das Ding hat noch ein 2 Zeilen LCD, ein paar LEDs und ein 4 Tasten Keypad. Und 6 On-Board Netzwerkanschlüssen. Ich konnte fast alle Teile aus der Firewall wiederverwenden. Aus der WatchGuard Firewall wurde nun der BrewGuard. Zuerst ein Bild von Vorne: Die 6 Netzwerkanschlüsse habe ich von der original Platine abgelötet und miteinander parallel verbunden. Etwas (ok, viel) Heissleim und alle Dosen sind wieder an Ihrem ursprünglichen Ort. Ich habe die OneWire Dallas 1820 Temperatur Sensoren an alte RJ45 Netzerkkabel angelötet. Jetzt kann ich bis zu 6 Sensoren einfach anstecken. Dort wo mal der alte serielle Anschluss war, sizt aktuell ein Inkremental-Geber mit Druckknopf-Funktion. Eigentlich sollte dort noch die USB B Buchse für den Arduino hin, aber das hat sich noch nicht ergeben. Hier ein Bild von Hinten: Original war ein Kaltgeräte-Anschluss für das interne Netzteil (AT, noch kein ATX!) Ich habe aus zwei alten NEtzteilen noch die Buchsen entfernt und hier zusätzlich am BrewGuard angebracht. Ich möchte damit drei unterschiedliche Phasen anzapfen können und gehe direkt von jeder Buchse über ein Solid-State-Realis (SSR) auf die entsprechende Steckdose. Da bei uns meistens pro Phase nur 10A anliegen, und der Wecktopf mit 2000 W nur noch 300 W übrig lässt, brauche ich für zwei Einmachtöpfe (Nachguss und Würze) auch minestens 2x 10 A Hier noch von Oben: Eine Steckdose ist eine "alte" dreie Dose, wovon eine nochmals einzel geschaltet werden kann. Dort möchte ich eigentlich eine Dose geschaltet und zwei noch auf Dauerstrom, damit ich dort z.B. den Laptop betreiben kann. Warum drei Stück? Mein erster Gedanke war, einmal Würze kochen, einmal Nachguss, einmal Kühltruhe (0 Grad zum Lagern). Jetzt denke ich eher, dass ich statt des Nachguss eher das Netzteil für 12V Schalte, um ein zukünfitges Rührwerk zu nutzen. Erster Blick von Innen: Gut sieht man die drei SSR und das Kabelgewirre... Hier noch etwas detaillierter: Der Arduino mC sitzt passend zwischen zwei SSR. Das sind Industire SSR, mit 5V 10A bei 230V schalten. Passen perfekt für meinen Anwendungszweck. SSR haben den Vorteil, das eine optische Trennung zwischen Schalt- und Lastkreis besteht. Dadurch können Strom- und Spannungsspitzen während des Schaltens nicht auf den Controller zurückschlagen. Mehr findet man hier bei Wikipedia. Hier die 6 Netzwerkdosen, die zu Sensoranschlüssen für den OneWire Bus umfunktioniert sind. Auf dem nächsten Bild sieht man den in Heissleim eingegossenen Spannungsteiler und das LCD Display von hinten. Das 4 Tasten Keypad hat vier Drähte. Je nach dem welche Taste gedrückt wird, werden zwei der vier Drähte auf Durchgang geschaltet. Dadurch konnte ich die Tasten nicht Sinnvoll erkennen (Ausser ich schmeisse 4 Eingänge weg). Ich habe mit 4 unterschiedlichen Wiederständen einen Spannungsteiler gebaut und diesen von 5V gegen einen Analog-Eingang gehängt. Jetzt wird bei jedem Tastendruck einer oder mehrere Wiederstände überbrückt und der gemessene Wert am Analog-Eingang ändert sich. Tadaaaa.... so kann ich mit einem Eingang 4 Tasten erkennen. Brauchte aber 2-3 Tage bis ich nur bei den 4 Tasten soweit war. Das LCD hat mich auch noch zwei Abende gekostet, bis es endlich funktionierte Aktuell habe ich ein absolut simples Programm geladen. LCD, Temp. Sensoren, Inkremental-Geber, Tasten usw. sind im Code implementiert. Ich nutze aber nur ein SSR und den Temp. Sensor. Auf dem Arudino sind für 4 Buchstaben (h,H,t,s) 4 Funktionen hinterlegt. Wenn über den seriellen Port ein ... ... h empfangen wird, wird das Relais ausgeschaltet ... H empfangen wird, wird das Reails eingeschaltet ... t empfangen wird, wird die Temp. seriell übermittelt ...s empfangen wir, wird der Status des Relais seriell übermittelt (LOW/HIGH) So kann ich mit 4 Kommandozeilen Programmen aus MashIT den BrewGuard ansteuern. MashIt hat beim ersten Sud auch die ganze Regelung und Aufzeichnung gemacht. Ich bin aktuell etwas am hin und her schwanken, ob ich eine komplett autonome, teilautonome oder PC gesteuerte Schaltung bauen soll. Für die Kühltruhe baue ich eine autonome Logik ein, den Brauvorgang selber ... da weiss ich es noch nicht... Schon alleine eine sauberer 2 Punkte Regelung scheint mir nicht ganz trivial. Ich habe hier im Forum in diesem Beitrag gesehen, was fas für eine Wissenschaft ist... Habe gesehen, dass aktuell hier noch ein weitere Thread über den Arduino läuft. Bin gespannt über den Austausch mit Euch! Gute Nacht! [Editiert am 11.11.2012 um 22:30 von Kom] alexbrand Posting Freak Beiträge: 2947 Registriert: 15.11.2006 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 10.11.2012 um 22:20   Ja, sehr tolle Arbeit! Coole Sache, danke für's Vorstellen! :-) Gruß Alex ____________________ Home brewing More control. Less risk. If I had to explain you wouldn't understand. Antwort 1 Birk Posting Freak Beiträge: 3313 Registriert: 19.10.2011 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 10.11.2012 um 22:43   Super good work for use with a 1U device. Back in the Dot.com time I owned a large well known internet radio company (sorry legal rules forbid me from saying which) and used many, many of those 1U servers that I co-located at a major Internet company for some time. Old history now. ____________________ http://www.AmiHopfen.com Hopfen vom Ami, aus Amiland und anderswo Antwort 2 HarryHdf Posting Freak Beiträge: 893 Registriert: 25.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 10.11.2012 um 23:46   Alle Achtung! So was Tolles sieht man doch gerne. Oder wie hiess es in "The Core" gerade so schön: "Ich bin offiziell beeindruckt!" [Editiert am 10.11.2012 um 23:57 von HarryHdf] Antwort 3 rattenfurz Posting Freak Beiträge: 2512 Registriert: 11.7.2012 Status: Offline erstellt am: 12.11.2012 um 16:44   Geilo! Deine SSR sehen recht imposant aus. Nur als Tipp: http://www.pollin.de/shop/dt/OTI1OTU2OTk-/Bauelemente_Baute ile/Mechanische_Bauelemente/Relais_Zugmagnete/Solid_State_Relais_XSSR_DA242 0.html Die könnten nach Datenblatt 20A schalten und sind für 7 EUR zu haben ;-) Antwort 4 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.11.2012 um 16:54   Vielen Dank für den Hinweis. Die sind echt günstig. Die Teile die ich hier verbaut habe, kosten inkl. dem Kühlkörper ca. 100 CHF. Das sind Industrielle-SSR. Habe diese kostenlos erhalten. Aber eines muss ich eventuell noch austauschen, daher ist der Hinweis auf das von Pollin echt gut, danke! Antwort 5 Biertester Posting Freak Beiträge: 1425 Registriert: 22.1.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.11.2012 um 16:55   Seine haben Kühlflächen !! ____________________ Prost! B. Antwort 6 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 12.11.2012 um 16:58   Genau. Aber wenn ich die Pollins direkt auf den Boden der Appliance schraube, könnte das ev. reichen, da während des heizens das SSR nur für ca. 15min an ist. Und da ich ja keine PWM mit dem SSR mache, sollte sich die Erhitzung auch in Grenzen halten. Habe mir schon gedacht, das ich noch einen Temp. Sensor ins Gehäuse einbaue und so den BrewGuard überwache Antwort 7 rattenfurz Posting Freak Beiträge: 2512 Registriert: 11.7.2012 Status: Offline erstellt am: 13.11.2012 um 13:54   Zitat von Biertester, am 12.11.2012 um 16:55 Seine haben Kühlflächen !! Das heißt ja nichts. Eventuell hilft dir auch der Thread zu dem Silvercrest-Kocher weiter. Der schaltet mit einem ungekühlten Bauteil in DIP8-Größe 1800 Watt. Im Nulldurchgang und optisch isoliert... Edit: Streich das. Der Optokoppler zündet ja nur den Thyristor (der auch gut gekühlt wird). Der Koppler selber kann nur ein paar mA liefern. [Editiert am 13.11.2012 um 13:59 von rattenfurz] Antwort 8 Biertester Posting Freak Beiträge: 1425 Registriert: 22.1.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 13.11.2012 um 14:29   Hihi... ____________________ Prost! B. Antwort 9 HarryHdf Posting Freak Beiträge: 893 Registriert: 25.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 26.1.2013 um 18:07   Nochmal ein paar kurze Fragen zu den SSRs: - Kann man die mit dem Arduino direkt ansteuern? Oder braucht man zum Schalten dazwischen noch kleine Relais? - Wie sieht das im tatsächlichen betrieb mit der Wärme-Entwicklung denn aus? Hast Du da schonmal draufgelangt? - Ist in dem Gehäuse noch eine Lüftung eingebaut? Gut Sud, Harry ____________________ Ich kann allem widerstehen, außer der Versuchung (Oscar Wilde) Antwort 10 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 26.1.2013 um 21:58   Hi Harry Ich habe die SSRs direkt dran. Meine können ab 3V mit wenigsten Milliampere angezogen werden. Das schöne ist, das die SSRs schon die komplette galvanische Trennung drin haben, daherkein Problem. Schau dir sonst noch den Wikipedia Eintrag zu Solid-State-Relay an. Betreffend Temp: habe mich nicht speziell geachet. Werde das nächste mal darauf achten. Aktuell hat das Gehäuse noch die original Lüfter, aber nicht angeschlossen. Werde noch einen Sensor im Gehäuse anbringen. Baue aktuell gerade auf einen Arduino Ethernet Clone um. Komplett mit JSON Datenausgabe, PHP jQuery Interface usw. Dauert noch etwas. Werde dann noch mehr Infos hier einstellen. Antwort 11 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 30.4.2013 um 11:40   Ich habe versprochen noch mehr Infos zum Projekt zu bringen. Leider hat der ganze Umbau auf Ethernet usw. etwas länger gedauert. Das Projekt hat langsam ein Ausmass angenommen .... Ich werde die komplette Lösung noch Vorstellen, bin bei ca. 90% fertig... Stichwörter: Arduino mit Ethernet EEPROM Values Speicher HTTP Post aus eigenem Webinterface für Steuerung JSON Datenausgabe RRD Logging für Langzeitdaten mit MySQL Visualisierung Tablet kompatibel Rezepte Kühltruhe Nachguss PID usw.... Aktuell gestalte ich gerade die Webbasierte Oberfläche für die Steuerung und Visualisierung, und hier bin ich echt Überfordert... daher meine Frage: Hat es hier im Forum jemand, der sich mit GUI Design, Visualisierung (jQuery Charts, Highchart, Google Visualization API oder ähnliches), Bootstrap, AJAX usw. gut auskennt und eine Gewisse Begabung beim Design hat? Ich verzweifle hier... hier mal ein Screenshot wie es aktuell aussieht (Ohne Visualisierung der Temp Daten usw.) Antwort 12 KaBl Posting Freak Beiträge: 710 Registriert: 1.1.2013 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 30.4.2013 um 11:58   Habe so etwas in der Pre-Ajax-Ära (bis 2007) mal beruflich gemacht...bin allerdings kein Design-Guru Vielleicht können wir uns zu dem Thema mal austauschen ? Ich suche vor allem Anschub zum Thema 1-Wire Einbindung und SSR Ansteuerung/PID Design. @rattenfurz Schalten die Pollin SSRs eigentlich im Nulldurchgang ? viele Grüße Tim Antwort 13 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 30.4.2013 um 12:43   Vielen Dank für dein Angebot. Es scheitert eigentlich aktuell wirklich am Design, technisch ist fast alles lösbar. Aber ich sehe vor lauter Daten (Bäume) das Design (Wald) nicht mehr... Ich wär froh wenn sich ein Interface Designer als Mockup-Zeichner zur Verfügung stellt *fg* Den Code und die Doku stelle ich sobald ich das ganze Vorzeigbar habe gerne online... Antwort 14 john377 Senior Member Beiträge: 108 Registriert: 8.4.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 30.4.2013 um 16:26   Lieber Kom, coole Sache! Die Idee ist ja schon mal nicht schlecht mit dem Umbau der Firewall!!! Sieht doch toll aus! Vor allem: "Wer hat's erfunden?", schön kommt dieser Beitrag aus der Schweiz! Kleiner Denkanstoss, hast Du die SSR mit Vorsicherung versehen? Ich hab in meiner Brauerei grosse SSR eingesetzt mit Ultra schnellen Halbleitersicherungen! Es gab auch schon 2 Vorfälle wo ich froh war um die Absicherung! ____________________ Der Tag hat 24 Stunden, der Kasten Bier hat 24 Flaschen, ähhmmm das kann doch kein Zufall sein!!!! Antwort 15 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.5.2013 um 07:08   @john377: Ich finde auf die schnelle nichts zum Thema Vorsicherung und SSR. Ich betreibe die SSR direkt am 3.3 V Ausgang des Arduino Clone. Ist das ein Problem? Wie müssen die Sicherungen aussehen? Wahrscheinlich muss die 1HE Firewall einem "klassichen" Schaltschrank weichen, da ich eventuell die 400V auch gleich zur Steuerung inkl. Absicherung einbauen möchte. Ansonsten brauche ich eine externe Verteilung um die 1x 400V auf 3x 230V aufzuteilen. Mal schauen was sich hier noch ergibt. Antwort 16 john377 Senior Member Beiträge: 108 Registriert: 8.4.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.5.2013 um 08:44   Wenn Du eh schon 400V hast, dann hast Du sicherlich auch 3x400V resp. wenn Du die Schaltung richtig machst, mit Nulleiter, auch 3x 230V! Betreffend den Halbleitersicherungen, hier hast Du mal einen Link: http://www.swe.siemens.com/belux/portal/nl/aanbod/industrie/i nstallatiematariaal/beta/verliesstroomschakelaars/Documents/e20001-a630-p30 2_1180690.pdf Es geht nicht um die 3.3V Seite sondern um die Starkstromseite! Das Problem ist, wenn Du auf der 230V Seite einen Kurzschluss hast, dann geht der SSR in Rauch auf. Meistens ist die Hauptsicherung zu träge und löst, wenn überhaupt, erst später aus! Deine SSR ist dann schon lange in den ewigen Jagdgründen! Ansonsten kann ich Dir anbieten, bei uns in der Brauerei vorbeizukommen und Dir den Schrank mal anzuschauen... Edit: Eines hab ich noch vergessen, wenn ich mir die Foto's so anschau, dann fehlt noch ein Ventilator für die SSR's. Ich nehme mal an, dass Du das Gehäuse liegend betreibst und somit gibt es keine nätürliche Konvektion. D.H. die Kühlrippen vom SSR werden nicht mit frischer Luft versorgt, somit kann es auch wieder zu einem Ausfall kommen! Wenn Du eh auf einen anderen Schrank umsteigst, dann montier die SSR's doch vertikal, damit sie durch die Konvektion gekühlt werden. Ev. noch einen Schranklüfter und die Sache sollte gegessen sein! [Editiert am 2.5.2013 um 08:49 von john377] ____________________ Der Tag hat 24 Stunden, der Kasten Bier hat 24 Flaschen, ähhmmm das kann doch kein Zufall sein!!!! Antwort 17 Kom Junior Member Beiträge: 27 Registriert: 5.5.2012 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.5.2013 um 09:52   Ich habe bisher noch gar nix. Aber zum zwei Einkocher zu betreiben (2x 2000W) brauche ich schon mindestens 2 Phasen. Daher wollte ich zuerst eine 400V Steckdose montieren lassen und hätte mir dann ein Brett mit 3x Steckdose für 230V , 3 Sicherungen und einem FI gebaut. Und dann meinen BrewGuard direkt dort eingesteckt. Aber mittlerweile denke ich, dass ich alles zusammen in ein Gehäuse packe und dadurch eine saubere Lösung erhalte... Die Lüftung wär dann auch einfacher zu lösen. Die 1HE Firewall hat noch 3 Gehäuselüfter, die ich für die Kühlung der SSRs einsetzen könnte (Durchzug)...jetzt mal schauen wies kommt ... Also, nochmal, normale Sicherungen sind zu langsam und die SSRs gehen drauf, bevor die Sicherung ausslöst, sprich SSR am A****. Gut, werde ich mir noch anschauen,vielen Dank für den Hinweis. Auf dein Angebot der Besichtigung komme ich gerne zurück... Soweit weg von mir bist du nicht Am besten mal unter der Woche, während dem Tag? Antwort 18 john377 Senior Member Beiträge: 108 Registriert: 8.4.2009 Status: Offline Geschlecht: erstellt am: 2.5.2013 um 10:14   Das mit dem FI ist natürlich schon fast Pflicht, nachdem wir uns ja auch mit Wasser beschäftigen! Ich hab es auch so gemacht, zuerst einen FI dann noch die entsprechenden Leitungsschutzschalter. Es gibt neu auch Kombinierte, die den FI und die Sicherung drin haben! Zitat: Also, nochmal, normale Sicherungen sind zu langsam und die SSRs gehen drauf, bevor die Sicherung ausslöst, sprich SSR am A****. Gut, werde ich mir noch anschauen,vielen Dank für den Hinweis. Genau so ist es! Aber wie Du schon geschrieben hast, Du wirst eh ein grösseres Gehäuse brauchen und dann hat sicherlich alles Platz! Zitat: Auf dein Angebot der Besichtigung komme ich gerne zurück... Soweit weg von mir bist du nicht Am besten mal unter der Woche, während dem Tag? Ok, ja ich weiss nicht genau woher Du kommst...Ich bin ziemlich flexible...Du kannst mir sagen wann Du Zeit hast! Schick mir doch eine PM dann können wir die Koordinaten austauschen ____________________ Der Tag hat 24 Stunden, der Kasten Bier hat 24 Flaschen, ähhmmm das kann doch kein Zufall sein!!!! Antwort 19