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Autor: Betreff: Brauen mit Mac, Mash It und 1-Wire
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psycho
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red_folder.gif erstellt am: 11.1.2010 um 17:57  
Hallo zusammen,

ich habe mich während meines Urlaubs erfolgreich mit dem Thema Brauautomatisierung auseinandergesetzt. Etwas besonders dabei ist, dass ich auf dem Mac arbeite (MacOS X 10.6.2), aber vieles sollte auch auf andere Platformen übertragbar sein. Ich habe meine Erkenntnisse in einem Wiki-Artikel zusammengeschrieben und den Artikel zur Brauprozessautomatisierung um etwas Prosa erweitert. Mein Ziel ist es, damit auch technisch unbewanderten Hobbybrauern zu ermöglichen die Erläuterungen zu verstehen. Ich bin mit den Artikeln noch nicht ganz fertig, würde mich aber üer Rückmeldung bereits in einer frühen Phase freuen. Ich werde z.B. noch Bilder und Erläuterungen zu meiner Sudpfanne auf Kochstar Glühweinautomatbasis einstellen. Dies wird aber noch ein wenig brauchen, da ich dazu auch einiges wieder zerlegen muss.

Die Links zu den Artikeln:
http://wiki.hobbybrauer.de/index.php?title=Brauprozessautom atisierung
http://wiki.hobbybrauer.de/index.php?title=Brauen_mit_Mac%2 C_Mash_It_und_1-Wire

Über Anmerkungen und Mitarbeit an den Artikeln wäre ich äusserst dankbar. Alle Informationen aus Internet und Foren herauszuziehen war teilweise doch recht mühsam. Vielleicht können wir alle ja gemeinsam eine Brauchbares Kompendium zur Brauprozessautomatisierung inkl. praktischer Beispiele schaffen. Ich fände es toll.

Gruß,
--Bernd
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red_folder.gif erstellt am: 12.1.2010 um 13:29  
Hey cool, hurra!

Mein Lieblingshobby auf meinem Lieblingsrechner, das wär was! Leider kenne ich mich programmiertechnisch nicht gut genug aus, um das wirklich bei mir selbst zum Laufen zu kriegen.

Zudem hege ich den Traum, meine Brauereisteuerung per iPhone zu erledigen...

Beste Grüße, arne
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red_folder.gif erstellt am: 12.1.2010 um 17:08  

Zitat von psycho, am 11.1.2010 um 17:57

Über Anmerkungen und Mitarbeit an den Artikeln wäre ich äusserst dankbar. Alle Informationen aus Internet und Foren herauszuziehen war teilweise doch recht mühsam. Vielleicht können wir alle ja gemeinsam eine Brauchbares Kompendium zur Brauprozessautomatisierung inkl. praktischer Beispiele schaffen. Ich fände es toll.



Toll,


was der Bernd hier gemacht hat!!
Ich selbst hätte nie die Zeit (geschweige denn einen Mac) gehabt, um das Ganze zu dokumentieren.
Ich werde jedenfalls Infos aus Sicht von Mash-It mit ins Wiki einfließen lassen.


Gruß,
Axel


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red_folder.gif erstellt am: 12.1.2010 um 19:23  
Hallo bernd,
auch von meiner Seite Gratulation für diese gelungene Initiative.
Sobald ich etwas Zeit finde werde ich Informationen bezüglich meiner Software integrieren.

Grüsse Thomas


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red_folder.gif erstellt am: 13.1.2010 um 14:27  

Zitat von Schneum, am 12.1.2010 um 13:29

Zudem hege ich den Traum, meine Brauereisteuerung per iPhone zu erledigen...


Hallo,

würde mich noch interessieren, wie Deine Ideen hierzu aussehen :)

Gruß,
Axel


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red_folder.gif erstellt am: 14.1.2010 um 17:11  
Hallo :)

Mich würde interessieren, ob Mash It und 1-wire auf meinem alten Laptop läuft, welches zuvor win95 drauf hatte, und ich jetzt OpenSuse installiert habe ?

Bin Leie in Sachen Linux..... :redhead:

Gruss mic


[Editiert am 14.1.2010 um 17:11 von Mic]



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psycho
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smilies/puzzled.gif erstellt am: 14.1.2010 um 22:02  
Hallo,

erstmal Danke für das Lob :redhead:. Der Bedarfe einer Dokumentattion ergab sich quasi von alleine. Leider hat mein zwei Sude von heute gezeigt, dass noch nicht alles Gold ist.

Bei einem letzten Test vor den Suden ist mir aufgefallen, dass die Schaltung des Rührwerksrelais jedesmal den Temperatursensor aus dem Tritt brachte. Ich habe das Rührwerk daher ohne Steuerung betrieben, was aus meiner Sicht auch nicht wirklich schlimm ist.

Beim ersten echten automatisierten Sud habe ich zu spüren bekommen, warum es eine schlechte Idee ist das Relais für die Heizung so zu schalten, dass es ohne Brausteuerung geschlossen (=Strom für Heizung an) ist. Die Idee war, dass so eine manuelle Steuerung ohne weiteren Umschalter möglich wird. Ein Problem entsteht nun aber, wenn man nach dem Erreichen der Abmaischtemperatur die Brauprozesssteuerung für das Läutern abnimmt und vergisst den Topf auszuschalten. Da die Brausteuerung entfernt wurde fing der Topf mit geschlossenem Relais von alleine an zu heizen. Dies habe ich zum Glück noch vor überschreiten der 80°C bemerkt. Meine erste Änderung wird somit sein, dieses Verhalten zu ändern und für die manuelle Steuerung das Relais per Handschalter zu überbrücken. :idea:

Beim zweiten Sud (läuft gerade) hatte ich den eigenartigen Effekt, dass nach erreichen der Temperatur für die Maltoserast, die gemessene Temperatur auf einmal ohne ersichtlichen Grund um 9°C abfiel (allerdings nicht abrupt sondern stetig, wenn auch zu schnell für normale Abkühlung). Die Heizung sprang daraufhin an und heizte in einer viel zu steilen Kurve an bis die Temperatur für die Verzuckerungsrast erreicht war :crash:. Das war so etwas wie ein extremes Überschwingen. Ich vermute jedoch, dass die Temperatur tatsächlich gar nicht abgefallen war, sondern der Sensor falsche Werte geliefert hat und die Heizung somit fälschlicherweise gestartet wurde. Leider habe ich das erst nach 15-20 Minuten mitbekommen und dann mit kalten Wasser die Temperatur auf die Maltoserast gesenkt. Danach habe ich die Maltoserast manuell um die fehlenden 20 Minuten verlängert und manuell die Verzuckerungsrast nochmal angefahren. Ich bin mal gespannt, ob dennoch etwas trinkbares heraus kommt... :(

Ich könnte mir vorstellen, dass mein Sensor einen Schlag hat. Sollte jemand schon einmal ähnliche Erfahrungen gemacht haben wäre ich über Rückmeldungen dankbar. Alle Erkenntnisse landen wie gehabt im Wiki.

@Mic: Ich könnt mir vorstellen, das zumindest das OWFS auf dem Linux-System läuft. Es gibt für Linux sogar schon kompilierte Pakete, die per RPM installiert werden können. Das OWFS läuft sogar auf Routerhardware. Ob Mash It! jedoch auf dem Rechner läuft kann ich schwer beurteilen. Ich kann es mir aber schon vorstellen... Versuch macht klug. Ich würde Dir raten, zunächst Mash It! im Simulationsmodus zu testen. Wenn das funktioniert, sollte der Rest auch gehen.

Gruß,
--Bernd


[Editiert am 14.1.2010 um 22:05 von psycho]
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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 08:38  
Mash.it selbst sollte laufen; hab's bei mir auf Ubuntu 9.04 und 9.10 getestet, allerdings ohne owfs.


[Editiert am 15.1.2010 um 08:39 von Berliner]



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Gruß vom Berliner
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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 09:27  

Zitat von Berliner, am 15.1.2010 um 08:38
Mash.it selbst sollte laufen; hab's bei mir auf Ubuntu 9.04 und 9.10 getestet, allerdings ohne owfs.


Cool endlich mal einer mit Linux :thumbup:
Hoffe dass ich Dich bei Zeiten mal was fragen darf zum Thema Linux weil so einfach is das gar nicht.

mfg Doppel


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 09:55  
@Mic: Theoretisch steht dem nichst im Wege. Im Grunde sähe die Lösung dann fast genauso aus wie die von Bernd, mit dem Unterschied, dass Du Linux statt Mac OS verwendest (das ist inzwischen glaube ich auch eine Linux-Abart).

@Bernd: Ich habe Dein Protokoll analysiert. Du hast eine Mail von mir...


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 11:19  
Hallo,

Zitat:
Ich könnte mir vorstellen, dass mein Sensor einen Schlag hat. Sollte jemand schon einmal ähnliche Erfahrungen gemacht haben wäre ich über Rückmeldungen dankbar. Alle Erkenntnisse landen wie gehabt im Wiki.


Dazu habe ich eine Anregung, welche mir schon seit langer Zeit im Kopf rumschwirrt:

Man muss Fehlverhalten vom Heiz-System abfangen, indem man einen Alarm ausgibt und die Heizung abschaltet wenn folgendes passiert:
1. Bei Aufheizphasen die erforderliche Temperatursteigerung nicht erfolgt,
2. Bei Konstantphasen die Temperatur zu weit abfällt
3. Sich der Temperaturwert über einen längeren Zeitraum überhaupt nicht ändert

Gründe für solche Probleme können in der Tat z.B. sein:
- Defekter Temperatur-Sensor
- Defekter GFA (Gasfeuerungsautomat)
- Probleme mit Ionisations-sensor
- Probleme mit Zünd-Elektrode
- Probleme mit Schalt-Relais
etc.

Ich wollte diese u.a. sicherheitsrelevanten Fehler-Erkennungen schon längst eingebaut haben,
habs bisher vor mir hergeschoben :redhead:
Ich hole dies demnächst nach.

Grüsse Thomas


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 12:45  
@Thomas
Mash-It erkennt im Normalfall, ob ein Temperatursensor keine Werte mehr liefert, oder ob ein Relais spinnt etc.
Es gibt extra Sicherheitsmechanismen und Notfallmaßnahmen (PANIC-Modus) etc. um Fehler zu erkennen bzw. wieder aufsetzen und weitermachen zu können, falls etwas schief gegangen ist.

In diesem Fall ist mir noch nicht klar, was die Ursache ist, OWFS hat jedenfalls die Korrekten zustände der Relais gemeldet.

Zur Erläuterung: In dem Fall glaube ich nicht, dass es am Sensor liegt. Ich hatte mir Bernds Temperatur-Diagramm und die MashIt-Log-datei angesehen.
Vielmehr glaube ich daran, dass das Rührwerk (Relais abgefallen?) hier eine Rolle spielt.

Gruß,
Axel


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 13:18  
Das Rührwerk halte ich für unwahrscheinlich (s.u.), könnte mir aber auch die falschen Werte des Sensors nicht erklären (er hat Werte geliefert, soviel steht fest).

Ich nutzen einen Glühweinautomaten von Kochstar. Der Hauptguss war 16l und die Schüttung war 4,5kg. Ich hatte die Schüttung bei 50°C eingebracht. Der Fehler ist gleich zu Beginn der Maltoserast aufgetreten wie man im folgenden Bild sieht. Eigentlich gab es keine Rast, da die Temperatur sofort wieder abfiel.



Das hätte Rührwerk dauerhaft laufen müssen, da ich es fest angeschlossen hatte (also nicht über das Relais). Ich hatte bei Tests beobachtet, dass ein Schalten des Rührwerksrelais den Temperatursensor aus den Tritt brachte und dieser nur noch Fehler lieferte (ist bisher aber auch nur eine Vermutung und trat bei der manuellen Steuerung über Mash It! nicht auf). Diese Lesefehler hatten dann wegen zu vieler Retries einen Programmabbruch von Mash It! zur Folge (der von Axel angesprochene Panic Mode). Das wäre während eines Sudes fatal gewesen, darum hatte ich mich dazu entschieden das Rührwerk in Dauerbetrieb zu nehmen.

Einen Fehler in der Rührwerksansteuerung können wir also ausschließen. Allerdings war ich zu dem gegebenen Zeitpunkt nicht anwesend... Es kann also sein, dass Deine Vermutung doch korrekt ist und das Rückwerk aus irgend einem Grund jenseits derAnsteuerung stehen geblieben ist. Als ich ging und wiederkam war es jedoch in Betrieb und ist nachher nicht wieder ausgefallen. Der zweite Temperaturabfall von 72 auf 66°C liegt übrigens an einer ca. 3l Wasserbeigabe um die Rasttemperatur von 66°C wiederherzustellen.

Der Sensor ist mindestens 10 cm tief in die Würze eingetaucht, sollte also reichen.

@Axel: Thomas Vorschlag bezieht sich nicht nur auf den Ausfall des Sensors, sondern auch auf "unnormale" Werte. Ein Temperaturabfall der beobachteten Grössenordnung kann nur durch einen Fehler oder äussere Einflussnahme entstehen. Evtl. kann man den Sudprozess in diesem Falle pausieren und den Braumeisterruf aktivieren.

Da sich derzeit keine wirklich plausible Erklärung findet, werde ich die nächsten Sude wohl etwas mehr beobachten müssen. Vielleicht findet sich ja ein noch ein Grund.

Danke noch einmal an alle für die Hilfe und Anregungen.

--Bernd
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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 13:39  
Ergänzend habe ich auch noch einige Bilder des Deckes inkl. Motor und Sensor. Inzwischen Frage ich mich ob der Sensor evtl. zu nah in der Mitte ist. Ich wollte damit verhindern, dass er die Rotation der Würze zu sehr stört. Der Sensor steckt in einer Edelstahlhülse (200mm lang) und ist mit Wärmeleitpaste versehen worden, bevor er in die Hülse eingeführt wurde.



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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 14:14  
Hallo,

Zitat:
@Axel: Thomas Vorschlag bezieht sich nicht nur auf den Ausfall des Sensors, sondern auch auf "unnormale" Werte. Ein Temperaturabfall der beobachteten Grössenordnung kann nur durch einen Fehler oder äussere Einflussnahme entstehen. Evtl. kann man den Sudprozess in diesem Falle pausieren und den Braumeisterruf aktivieren.


Genau so war es gemeint. Unabhängig von der eigentlichen Fehler-Ursache sollte ein unnormales Temperatur-Verhalten erkannt werden und dann aus Sicherheitsgründen die Heizung automatisch abgeschaltet und den Brauer auf diesen unnormalen Zustand mit einer entsprechenden Meldung aufmerksam gemacht werden.

Grüsse Thomas


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 15:56  
@Thomas, Bernd:

Jetzt verstehe ich Euch: Es geht darum, seltsame Temperaturverläufe zu erkennen. Ihr habt Recht, das macht Sinn. Schreibe ich mir mal in die TODOs :-)

Der Temperaturverlauf sieht für mich so aus, als wäre noch ein Haufen thermische Energie im Heizelement, die aber zunächst nicht im Topf (bis hin zum Sensor) verteilt wird. Daher hatte ich auch zuerst aufs Rührwerk getippt...


[Editiert am 15.1.2010 um 16:08 von DunkelBrauer]



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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 16:35  
@Axel: Wenn es gestaute termische Energie ist, warum steigt die Temperatur dann erst auf die Rasttemperatur und fällt dann sehr plötzlich wieder ab? Das wäre ja eher ein Energieentzug. Es müsste also kaltes Wasser an den Fühler herangeführt worden sein (oder ein Problem mit der Wärmeleitung zum Sensor in der Edelstahlhülse). Danach heizt der Topf dann laut Sensor schneller auf, als er normalerweise technisch dazu in der Lage ist (max 1°C pro min bei der Sudgrösse). Danach reist die Rasttemperatur dann so stark, dass es mit Überschwingung nicht zu erklären ist.

Ich vermute daher, das die Sudtemperatur korrekt bei 66°C lag, der Sensor aber aus welchen Grund auch immer eine fallende Temperatur meldete. Irgendwann "erholt" der Sensor sich wieder und die Temperatur steigt schlagartig an, da die tatsächliche Temperatur viel höher liegt. Da die Heizung wegen des gemessenen Temperaturabfalls angesprungen ist, wurde in der Zeit auf 72°C hoch geheizt. Nimmt man ab dem Zeitpunkt, wo die Heizung laut Diagramm anspringt einen für den Topf typischen Temperaturverlauf n der Heizphase an, passt das ganz gut. Meiner Meinung nach spricht das gegen ein Temperaturdepot oder ähnliches.

Da die 1-Wire Komponenten nicht reine Bauelemente sind, sondern eher integrierte Chips die ein Protokoll sprechen, könnte ich mir doch vorstellen, dass da auch etwas schief gehen kann (z.B. Protokollfehler). Ich weiß z.B. nicht wie die Temperatur gemessen wird. Ich erinnere mich da an einen Thread hier im Forum, wo sich der 1-Wire Sensor bei über 75°C, glaube ich, verabschiedete wenn er parisitär betrieben wurde. Mit 5V Versorgungsspannung funktionierte er hingegen wie gewünscht. Zugegeben, das Phänomen hat mit dem hier diskutierten nichts zu tun (ich habe die 5V-Versorgung angeschlossen), aber es zeigt, dass der 1-Wire Bus und seine Komponenten intern relativ komplex Abläufe besitzen, die man nicht auf Anhieb durchschaut.

Naja, ist alles sehr theoretisch. Ich werde es wie gesagt beobachten.

--Bernd
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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 16:53  
Hallo Bernd,


ich liebe theoretische Diskussionen :-D

Die gestaute Thermische Energie würde ich mir ungefähr so erklären, wie Du es beschreibst. (allerdings der Punkt, wie der Sensor so schnell abkühlen kann ist schon komisch...)
Dabei würde dann im unteren Bereich des Bottiches heißere Würze (Dickbreieig, vielleicht fast nur Schüttung) schon beim ersten Aufheizen auf 66 Graf viel heißer sein, als vom Sensor gemessen.
Dann würde die seltsame schnelle Abkühlung des Sensors ins spiel kommen (Vielleicht durch Hülse und das daneben liegende Edelstahl-Rohr des Rührwerkes.)
Beim zweiten Heizen müsste dann die Thermo-Blockade plötzlich brechen und die Maische sich vollständig vermischen. Dadurch währe der schnelle Anstieg erklärbar.
Aber all das macht wirklich nur Sinn, wenn das Rührwerk mal eine Zeit lang blockiert hätte.

Der zweite Fall spräche für einen kaputten Sensor, das wäre natürlich auch eine Erklärung...

Die Probleme über 75 Grad sind meist auf eine fehlende externe Spannungsversorgung (+5 Volt)des DS18x20 zurückzuführen, wenn er im Parasitären Modus läuft.
75 Grad ist der Temperaturwert, den der Sensor im Fehlerfall liefert. (es ist eigentlich der Power-On-Default-wert des sensor-temperatur-speichers...)


Gruß,
Axel


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 19:18  
Ob die Spannungsversorgung des Sensors funktioniert kannst Du im owfs auslesen (unter /power, 1=powered, 0=parasitär).


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red_folder.gif erstellt am: 15.1.2010 um 20:29  
...wirklich interessant hier - fange an mich wohl zu fühlen! ;)

mic


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Hallo, Automatik-Freaks,

nun will ich mich doch mal zu Wort melden, denn ähnliche Probleme hatte ich auch mit meiner Anlage, der Viertel-Quadratmeter-Brauerei (VQB). Dazu gibt es auch einige Kommentare, siehe Antwort 292 in

http://hobbybrauer.de/modules.php?name=eBoard&file=viewthre ad&fid=12&tid=4639&page=12&orderdate=ASC

Eine „wasserdichte“ Ferndiagnose kann ich auch nicht geben, aber Eines ist sicher: Ein Temperaturgradient von deutlich mehr als 1 Grad/Minute ist in einem Einkocher physikalisch nicht möglich – weder in der Heizphase, noch erst recht nicht in der Abkühlphase.

Bei meiner Anlage hat eine Rückströmung der Würze nach Abschaltung der Pumpe die exotischen Gradienten verursacht, aber hier geht es ja nicht um ein Umlauf-System.

In dieser Anlage ist die Lage des Sensors m. E. nicht optimal, denn er stört in der Tat den Whirlpool-Effekt.

Ich habe damit auch experimentiert und bin zum Schluß beim Sensor in der Hutmutter in der Außenwand gelandet. Mein Sensor ist letztendlich ein naher „Verwandter“, aber hat noch nie Komplikationen bereitet. Er ist in 3-Leiter-Technik verdrahtet.

mfg Gerd
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red_folder.gif erstellt am: 17.1.2010 um 11:29  
@Gerd: Danke für Deine Anmerkungen.

Wenn ein Temperaturgradient von mehr als 1°C/min nicht über- oder unterschritten werden kann, so kann man daraus ja auf eine Fehlfunktion oder einen externen Eingriff in den Sudprozess schließen und die Automatisierung sollte daher den Brauer darüber informieren. Ich würde den Gradienten, ab den ein Braumeisterruf inkl. Prozessstop ausgelöst werden soll, als konfigurierbaren Parameter implementieren, um so auf unterschiedlich Sudgeräte regieren zu können.

Bzgl. des Sensors überlege ich übrigens ebenfalls einen Sensor in der Topfwand einzubauen. Evtl. kann man auch einfach eine Fertiglösung wie diese hier http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-19999 9/184082-da-01-de-TEMP_FUEHLER_M10_KABEL_2M.pdf verwenden.

Da der Deckel jedoch inkl. Rührwerk und Sensor beim Hopfenkochen entfernt wird, stört er beim Whirlpool nicht. Oder meinst Du damit die Rotation der Würze währen des Sudprozesses? Die sieht eigentlich ok aus und wird durch den Sensor nicht groß gestört. Meine Befürchtung war hingegen, dass sich ein Maischeklumpen zwischen Rotor und Sensor festsetzen könnte und somit zu Problemen führt. Ich glaube inzwischen aber, dass diese Befürchtung wohl unbegründet ist, insbesondere wenn man vernünftig einmaischt und so Klumpen vermeidet.

@Berliner: Danke für den Hinweis werde es bei Gelegenheit mal überprüfen.

--Bernd
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red_folder.gif erstellt am: 17.1.2010 um 17:14  
Hallo Bernd,

Zitat:
Da der Deckel jedoch inkl. Rührwerk und Sensor beim Hopfenkochen entfernt wird, stört er beim Whirlpool nicht.

Das habe ich nicht bedacht, bei meiner Anlage bleibt er ja immer in Betrieb. Damit ist mein Einwand gegenstandslos.

Der Sensor von Conrad erscheint mit stabil. Ich würde ihn jedoch nicht mehr als 1 cm (von der Topfwand aus) ins Innere ragen lassen.

Zum Gradienten möchte ich auch noch was ergänzen, bevor Protest kommt. Der Gradient von 1 Grad/Minute, der der bei meiner Anlage beim Aufheizen auf die Maltoserast geregelt gefahren wird, nutzt die installierten knapp 2 kW nicht ganz aus. Da wird die Heizung also gelegentlich noch ausgeschaltet. Viel mehr geht also auch bei voller Leistung nicht. Mit

Zitat:
...deutlich mehr als 1 Grad/Minute...

meine ich also konkret einen Gradienten-Grenzwert für eine Alarmierung erst ab 2 Grad/Minute.

mfg Gerd
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Hallo Kollegen,


ich werde den "Gradienten-Alarm" noch in Mash-It einbauen.
Die Gradienten-Werte werden konfigurierbar sein. => Ich habe früher auch schon mal mit einem kleinen 12-liter-Maische-Topf gearbeitet, da sind schon ab und an mal ganz andere Gradienten aufgetreten.

Ich arbeite momentan daran, die neue Mash-It-Version fertig zu bekommen. Aber rund laufen soll sie schon, d.h. ich werde solche Themen lieber noch aufnehmen und lieber das Release verschieben...


Gruß,
Axel


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