Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Système de refroidissement / chauffage contrôlé Arduino pour la fermentation de la bière

Fermenteur de bière refroidi par TEC

Le contrôle de la température pendant la fermentation est un facteur clé pour une infusion maison parfaite, et il est obligatoire si vous souhaitez infuser comme un professionnel. De nombreuses techniques sont utilisées pour contrôler un réfrigérateur classique ou un élément chauffant et de nombreuses applications d'automatisation. Ce projet a commencé comme une modification de réfrigérateur classique, ajoutant un régulateur thermique dans la gamme de fermentation et, éventuellement, un élément chauffant complémentaire.

L'idée est d'exploiter l'effet Peltier - et un refroidisseur thermoélectrique (TEC) - qui constitue le principal composant fonctionnel de nombreuses applications de refroidissement, car il est très avantageux de contrôler la température d'une petite quantité de bière (petit volume). à travers un dispositif électronique plutôt que d'utiliser un compresseur mécanique classique.

Tout d’abord, vous pouvez moduler la puissance au lieu d’avoir un contrôle marche / arrêt précis, afin d’obtenir une précision et une stabilité accrues via un algorithme PID / PWM, tout en réduisant la consommation électrique lorsque la bière atteint le point de consigne stable (comme le la fermentation produira une petite quantité de chaleur). L'autre facteur clé est que vous pouvez inverser le chauffage et le refroidissement afin de compenser la température ambiante en été et en hiver. Il n'est pas nécessaire de coordonner deux processus différents: les éléments e / o et le TEC sont «tout en un».

Enfin, l’autre avantage intrinsèque est qu’aucune pièce mécanique n’est utilisée, ce qui vous permet de concevoir un système très compact et peu bruyant pour l’environnement domestique.

J'ai déjà effectué de nombreuses implémentations (non basées sur Arduino), avec un échange air-air créant une chambre de fermentation et un échange air-eau faisant recirculer de l'eau froide / chaude avec un refroidisseur à l'intérieur du fermenteur pour refroidir le fluide.

Chambre de fermentation refroidie par TEC

Je porte maintenant la solution sur un système de contrôle basé sur Arduino et j'essaie de configurer le code de base pour la température de contrôle PID et le blindage du moteur du pont en PWM / H pour piloter le TEC.

Contrôleur Arduino PID-PWM-HBrdige TEC

Le diagramme montre ma solution. La température de lecture Arduino à partir du capteur numérique (série Dallas oneWire DS18B20) et de l’algorithme PID produisant un signal PWM à rapport cyclique variable. Le PID fournit la «direction» de la commande, soit pour le chauffage et le refroidissement, tandis que le signal et la direction PWM sont envoyés à un dispositif d'alimentation en pont en H alimentant les cellules (contrôleur de moteur à courant continu). La vitesse du ventilateur est également contrôlée en conséquence pour alimenter les cellules.

A ce stade, j'ai mis en place un environnement de test en laboratoire avec une seule cellule, des échangeurs de chaleur et 2 ventilateurs afin de développer et de mettre au point l'algorithme de contrôle et la logique de service.

Configuration du test Arduino TEC

Un côté du système avec élément chauffant / refroidisseur et ventilateur a été inséré dans une boîte en polystyrène pour crème glacée afin de simuler la chambre de fermentation.

Chambre de fermentation TEC

J'ai pu atteindre une bonne stabilité avec cette configuration air / air, comme le montre le graphique ci-dessous obtenu avec la valeur d'impression en série du PID arduino.

Sortie de contrôle PID

L'étape suivante consiste à adapter la solution à l'échangeur de chaleur air-eau et à ajouter tout le menu d'interaction de l'utilisateur final.

Part

Laisser Un Commentaire