Gärschrank Temperatursteuerung

[Trisman]

Hallo,

wir haben gerade ein Kölsch in unserem neuen ZKG in der Gärung. Soweit so gut. Durch die eingebaute Tauchhülse können wir mit unserem Arduino Temperaturlogger sowohl im Kühlschrank, als auch die Biertemperatur messen und im Netz loggen. Die Steuerung des Kühlschranks wird von einem STC-1000 gelöst (also ähnlich wie mit dem beliebten UT-200).
Wie man in dem Temperaturlog nun sehen kann, wird das Bier natürlich durch die laufende Gärung wärmer als die Schranktemperatur. Die angedachte Gärtemperatur wird dadurch überstiegen. Wie man im Log sehen kann sollte die Gärung bei 16 Grad statt finden. Die Biertemperatur ist im Moment aber schon bei 16,6°C, Tendenz steigend:
https://personal.xively.com/feeds/857165771

Nun meine eigentliche Frage. Kennt jemand eine Steuerung, die zwei Temperatursensoren besitzt, bei dem einer ins Bier und einer in den Schrank gelegt wird. Die Funktionsweise sollte dann so sein, dass die Steuerung über die Biertemperatur läuft, aber der "Schranksensor" dafür sorgt, dass der Kühschrank nicht zu kalt wird. Das Problem ist ja, dass wenn ich den Sensor ins das Bier packe, dann würde der Kühlschrank auf unter 0°C Grad runter kühlen und das Bier nach erreichen der Zieltemperatur weiter kühlen. Der zweite Sensor sollte also die Hysterese der Kühlschranktemperatur bei +- 0,5 Grad halten. Nur wenn das Bier durch die Gärung dann höher steigt und die Kühltemperatur des Schrankes nicht mehr reicht sollte der Schrank dann weiter runter kühlen.
Weil das vielleicht etwas missverständlich ist, hier ein Beispiel:

Gewünschte Gärtemperatur 10°C
Biertermperatur ist 10°C --> Der Kühlschrank wird geregelt mit Hysterese 0,5°C schwankt also zwischen 9,5°C und 10,5°C
Gärung springt an Biertemperatur steigt auf 11,5°C --> Steuerung merkt, dass die Kühltemperatur nicht ausreicht und senkt die Kühlschranktemperatur auf 9°C --> Biertemperatur sinkt wieder auf 10°C --> Steuerung merkt, dass alles wieder im Soll ist und setzt die Kühlschranktemperatur wieder auf 10°C...


So wirklich bin ich aus dem Brewpi nicht schlau geworden, ob der so etwas in der Richtung drauf hat. Das schöne an dem ist ja der eingebaute Weblogger. Auch wäre da die Frage, ob man auf das Webinterface auch extern zugreifen kann, oder nur aus demselben Netzwerk? Externer Zugriff wäre sehr gut, dann könnten wir unseren Arduino Logger einmotten und auf ein einziges System setzen, dass alle Aufgaben gleichzeitig übernimmt.

Kennt jemand ein System, dass die oben beschriebenen Anforderungen erfüllt? Oder muss ich mir sowas wohl oder Übel selber basteln?


Viele Grüße


Stephan

[Kurt]

Kannste dem Ardurino nicht beide Temperaturen zukommen lassen und ihm das Schalten überlassen? Da kann man sich dann regelungstechnisch austoben. Modellbasierter Regler und so.

[bierernst]

Hallo Trismann,

ich habe das Problem bei mir mit einem Raspberry Pi, 2 Temperatursensoren und einem 433Mhz Sendemodul gelöst.
Der Kühlschrank ist an einer 433 Mhz Funksteckdose mit dem Stromnetz verbunden.
Auf dem Raspberry laufen Python-Scripts, die permanent die Temperatur messen und nach einem Regelwerk dann einen 433Mhz Impuls senden, der die Steckdose ein- bzw. ausschaltet.

Mit dem gleichen System steuere ich auch meinen Kocher beim Maischen.

Die Temperatur lässt sich über eine selbstgeschriebene Android-App überwachen. Der Raspberry kann die Daten auch an einen öffentlichen Server (ähnlich wie bei Xively) schicken. Momentan verbindet sich die App über das Internet per VPN mit meinem Heimnetzwerk.

Viele Grüße,
Holger

[Trisman]

Hallo Holger,

das hört sich interessant an. Wärst du bereit deine Programme die auf dem Rasberry laufen zu teilen? Dann würde ich mir das umprogrammieren meines Arduinos sparen und hätte etwas worauf ich aufbauen könnte.
Und das oben beschriebene Problem (die Erhitzung des Bieres durch die Gärung) wird durch die Programmierung umgangen?

Viele Grüße


Stephan

[Brauknecht96]

Hi Trismann,

der Kühlschrank hat einen eigenes Thermostat. Stell dieses auf deine gewünschte untere Temperaturgrenze (z.B. 4 °C) ein. Die Gärtemperatur regelst du nur über den STC-1000. Im Kühlfall geht der Kühli dann nur bis 4 °C. Die wirst du aber auch brauchen.

Off-Topic: Interesse halber, was hast du als Heizquelle am STC-1000?

LG BK96

[Ulrich]

Hi,
Du willst die Temperatur der Raumkühlung in Abhängigkeit von Gärintensität steuern?
Das funktioniert aber nur theoretisch, weil Du von forne herein ein gewisses Delta benötigst, um überhaubt rechtzeitig eingreifen zu können. (von zB 3°C bei Ug und vieleicht 5°C bei OG, nur Beispiel, aber dicht an der Wahrheit dran, abhängig von Gärintensität)
Bei Deinem Verfahren könnte das zu lange dauern, bis Deine Automatik das richtige Delta erwischt hat.

Was funktioniert, ist, wenn der Sollwert der "Raumkühlung" (=Kühlschrank) fest auf zB 3°C (3,5 - 2,5°C) (bzw um einen auszuarbeitenden Wert) unter dem Sollwert der HG eingestellt ist. Aber die Kühlung ein/ausgeschaltet wird in abhängigkeit der Biertemperatur.

Also, bei einem Sollwert HG von 16°C, ist der Sollwert des Kühlschrankes 12,5-13,5°C.
Wenn die HG Temperatur 16,2°C erreicht hat (Temperatur plus Verzögerung), wird der Kühlschrank eingeschaltet (der konstand nun die 12,5 - 13,5°C halten will), Wenn die Tempertur der HG auf 16°C (Temperatur plus Verzögerung) gefallen ist, schaltet sich der Kühlschrank aus.

Oder der Kühlschrank läuft volle pulle, Ein/Aus in Abhängigkeit der HG-Temperatur, aber in Zeitintervallen (Kühlen, Aus, Kühlen, Aus...).
Abgesichtert duch: Eine gewisse Temperatur (zB 8°C) ist im Kühlschrank erreicht, Kühlung aus, wenn Raumtemperatur = Solltemperatur - zB 2°C, Kühlung an.

[bierernst]

Hallo Trismann,

ja, das wird alles softwaretechnisch über die Scripts geregelt.
Ulrich hat recht: die Suche nach dem richtigen Delta kann sehr langwierig sein. Die von Ulrich angesprochene Intervallsteuerung führt da schneller zum Ziel.
Der große Vorteil der Raspberry Steuerung ist die Tatsache, dass ich mehrere Faktoren in die Steuerung mit einbeziehen kann (Zeit und Temperatursensoren). Wenn ich weiß, wie lange mein Kühlschrank für z.B. 2 Grad Kühlung benötigt, kann ich das Intervall so berechnen.

ich stelle Dir mal etwas zusammen. Meine Scripts und eine Installations- und Konfigurationsanleitung. Das wird aber nicht vor dem Wochenende passieren...
Ich schicke Dir das dann über PN.

Viele Grüße,
Holger

[Rudiratlos]

Biertermperatur ist 10°C --> Der Kühlschrank wird geregelt mit Hysterese 0,5°C schwankt also zwischen 9,5°C und 10,5°C
Gärung springt an Biertemperatur steigt auf 11,5°C --> Steuerung merkt, dass die Kühltemperatur nicht ausreicht und senkt die Kühlschranktemperatur auf 9°C --> Biertemperatur sinkt wieder auf 10°C --> Steuerung merkt, dass alles wieder im Soll ist und setzt die Kühlschranktemperatur wieder auf 10°C...

Bin weder Elektiker, noch Kältetechniker, und mit Brausteuerungen kenne ich mich auch nicht aus.
Ich sehe da aber Probleme mit dem sehr kleinen DeltaT:

1. Ich kann mir nicht recht vorstellen, dass man mit 9,5°C Kühlschranktemperatur auf 10°C Biertemperatur kommt. Evtl. mit einer aktiven Kühlung (Kühlschlangen am oder im Gärbehälter), aber selbst da kann ich mir das nicht so richtig vorstellen

2. Selbst wenn das funktioniert, wird der Kühlschrank sehr oft aus- und einschalten. Das geht sicher auf die Lebensdauer...


Um welche Sudgröße geht es denn überhaupt? 10 Liter Bier im 500-Liter-Kühlschrank gehen vielleicht schon wie von dir angedacht , aber viel Bier macht viel Wärme bei der Gärung...

[mafeu]

Hi Stephan,

Mit deinen zwei Sonden und deren Position fehlt dir tatsächmich nur noch eine Sache: der BrewPi. Der löst genau das von dir beschriebene Regelproblem. Die Regelung läuft übrigens nur auf dem Arduino. Der Pi ist nur zum Loggen und Aufbereiten der Daten.

Der BrewPi hält die gewünschte Biertemperatur auf 0,1 Grad genau ein. Wer sagt, das funktioniere nicht: das ist Regelungstechnik Grundstudium, also kein Hexenwerk. Was die Regelung macht, sieht man im Bild.

Ich überlege mir gerade, wie ich an einen BrewPi rankomme, den leider ist das Projekt auf eine andere Microcontrollerplatform umgestiegen und das Shield für den Arduino wird nicht mehr verkauft. Zur Not muss man es halt selber bauen.

Grüße,
Martin

[Trisman]

Vielen Dank an alle für eure Antworten. Ich habe nach Martins Post noch mal genauer auf den BrewPi geschaut.
Hier gibt es eine Anleitung wie man den BrewPi auch ohne das vorgefertigte Board zusammenbauen kann:
http://www.homebrewtalk.com/showthread.php?t=466106

Die meisten Teile dafür habe ich sowieso schon in meinem Temperatur Logger verbaut, vielleicht werde ich mir den also mal nachbauen. Die "Beer constant" Methode, die dort ausgewählt werden kann, ist scheinbar genau das wnoch ich gesucht habe. Das ganze ist mit einigen Tricks auch über das Internet einsehbar und steuerbar, falls doch mal etwas schief gehen sollte. Einzig die Frage, ob immer auch eine Heizung mit im Kühlschrank sein muss habe ich noch nicht beantwortet gefunden, ich habe die Frage aber in dem oben angegeben Thread mal gestellt und warte auf eine Antwort.

Viele Grüße


Stephan


Edit:

Ich habe im Amerikanischen Forum eine Antwort bekommen:

The brewpi will still be able to control the fridge, it'll "learn" slowly that there's no way to heat it up other than switching it off early. But you really should use some method of heating, to keep your beer at a consistent temperature.