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07.02.2021 | Brauerei bauen

Brauautomatisierung selber bauen

Ich habe lange überlegt, ob ich meine Anlage überhaupt automatisieren möchte oder ob ich beim guten alten Handwerk bleibe. Am Ende habe ich mich entschlossen, meine Brauautomatisierung selber zu bauen.

In diesem Beitrag zeige ich dir, wie ich meine Automatisierung selber gebaut habe und welche Materialien ich dazu verwende.

Einige Werkzeuge und Werkstoffe habe ich nach Amazon und Ebay verlinkt.

Teil 1: Gehäuse vorbereiten
Teil 2: Brausteuerung
Teil 3: Brewblox installieren und konfigurieren

Nun zum Hintergrund:

Warum ich automatisiere!

Ich war lange ein großer Freund des handwerklichen Brauens und bin es immer noch. Die Zeit vor der Pfanne, mit all seinen Tücken und plötzlichen Pannen macht einfach unheimlich viel Spaß.

Im Beitrag “Wie du deine Würze kürzer kochen kannst!” habe ich ja bereits schon erwähnt, dass ich nun Papa bin und in Zukunft weniger Zeit habe, bzw. mehr Zeit mit meiner Familie verbringen möchte.

Daher suche ich derzeit nach Möglichkeiten, die Brautage etwas zu verkürzen.

Nach langer Überlegung habe ich mich dann am Ende dazu entschlossen, meine Anlage zu Teilautomatisieren. Das heißt, ich möchte schon noch Teile übernehmen, nutze aber die Technik für einige Prozesse, um den Tag etwas zu verkürzen.

Auch habe ich überlegt, ob ich nicht einfach eine kommerzielle Lösung kaufe und gut ists.

Die Kauflösungen waren mir am Ende aber zu teuer für eine Teilautomatisierung. Außerdem bastle ich gerne an solchen Projekten, daher habe ich mich entschieden die Brauautomatisierung selber zu bauen.

Die Software

Viele kennen ja die Software CraftbeerPi, eine auf Raspberry Pi basierte Automatisierung, die für mein Projekt eigentlich super gewesen wäre.

Leider wird CraftbeerPi seit einigen Monaten nicht mehr weiterentwickelt. Das war zumindest mein Eindruck zu dem Zeitpunkt der Planung. Angeblich gibt es aber wohl doch noch Entwicklungsfortschritt. Informiert euch einfach mal.

Für eine zukunftsfähige Brauautomatisierung wollte ich damals ungern auf die CraftbeerPI Software zurückgreifen, obgleich sie sehr etabliert ist und sich bei vielen sehr bewährt hat.

Nach einiger Recherche bin ich dann auf Brewblox gestoßen und für mich als die perfekte Lösung entdeckt.

Brewblox ist kostenlos, sehr flexibel und läuft auf dem Raspberry Pi.

Es dient als Frontend für den darunterliegenden BrewPi Controller. Das ist gleichzeitig auch der Nachteil an dieser Lösung. Der BrewPi Controller ist aktuell noch zwingend notwendig.

Um diese Brauautomatisierung selber zu bauen, benötigt man also ein Gespann aus 2 Komponenten. Einmal aus dem BrewPi Controller und einmal aus dem Raspberry Pi mit Brewblox als Software.

BrewPi Controller

Wer eine möglichst günstige Automatisierung anstrebt, der wird wahrscheinlich auf den BrewPi Controller verzichten wollen. Das kann ich total nachvollziehen.

Ich habe auch lange nach Alternativen gesucht, mich am Ende aber für den BrewPi entschieden.

Der BrewPi Controller ist quasi der Mikrocontroller der die Sensoren ausließt und die Steuerung aller Aktoren übernimmt. Auf ihm läuft die Brewblox Firmware, die mit dem Brewblox Frontend kommuniziert.

Die Regelung erfolgt über einzelne PID Regler, die über die Software bequem konfiguriert werden können.

Außerdem bietet der BrewPi ein kachelbasiertes Display an, welches von uns konfiguriert werden kann.

Brewblox BrewPi Raspberry Pi

Das Ganze läuft unglaublich stabil und ist sehr professionell aufgesetzt.

Eine USB-Verbindung zum Raspberry Pi versorgt den Controller mit Strom und dient der Kommunikation mit dem Frontend Brewblox.

Die Sensoren werden übrigens über RJ11 (bzw. RJ12) Stecker mit dem BrewPi verbunden. RJ11 und RJ12 haben den gleichen Stecker, verwenden nur mehr bzw. weniger Leitungen.

Unterstützt wird hier der sog. One-Wire-Bus.

Der One-Wire-Bus, z.B. unterstützt durch die DS18B20 Temperatur-Sensoren, braucht neben dem Ground (GND) lediglich die Daten-Ader. Hierüber kann der Sensor mit Strom versorgt und gleichzeitig die Daten übertragen werden.

Natürlich könnt ihr trotzdem jeden einzelnen Sensor mit Strom versorgen, falls zu viele Sensoren parallel betrieben werden und ihr Sorge habt, dass die Versorgung nicht ausreicht.

Mit Parallelbetrieb meine ich, dass viele Sensoren am gleichen Datenkabel hängen. Das ist nämlich möglich, da jeder Sensor eine eigene ID hat und der Datentransfer vom BrewPi einfach einem Sensor zugeordnet werden kann.

Brewblox – Brauautomatisierung

Dieses webbasierte Frontend startet aktuell richtig durch und die Bekanntheit und die Zahl der Anhänger wächst kontinuierlich.

Brewblox kommt professionellen Anwendungen sehr nahe. Das Frontend ist übersichtlich und komplett konfigurierbar.

Außerdem gibt es eine tolle Funktion, durch die man seine Brauerei komplett visualisieren kann. Tolle Idee!

Brewblox Brauautomatisierung

Das Bild dient an dieser Stelle der groben Übersicht. Im Teil 3 dieser Serie gehe ich dann auf die Software ein.

Brewblox wird auf einem Raspberry Pi installiert und läuft dort lediglich für die Kommunikation zum BrewPi. Sobald die Steuerungsbefehle an den BrewPi übertragen wurden, arbeitet dieser autark.

Die Kommunikation zwischen BrewPi und Brewblox läuft über MQTT und alle Komponenten, also auch die GUI von Brewblox, laufen in eigenen Docker Containern. Falls euch das interessiert 😉

Alles Weitere gibt’s dann im folgenden Beitrag, wenn ich genauer auf die Konfiguration der Software eingehe.

Planung

Ich muss zugeben, dass ich bei diesem Projekt nicht alles bis ins letzte Detail geplant hatte. Ich wollte bei dieser Brauautomatisierung einfach drauflos bauen. Daher musste ich das ein oder andere Bauteil nachbestellen. 🙂

Frei nach dem Motto: “Einfach machen”, hatte ich einen Plan im Kopf und hab einfach mal losgelegt.

Was wird automatisiert?

Ich werde meine Anlage zwar nicht vollautomatisieren, jedoch soweit vorbereiten, dass dieser Schritt jederzeit möglich ist.

Rührwerk Rührhexe

Folgende Funktionen soll meine Teilautomatisierung haben:

  • Zeitschaltung, um die Einmaischtemperatur morgens automatisch hochzufahren
  • Maischeführung sämtlicher Rasten
  • Nachguss konstant halten
  • Umschaltung auf manuellen Betrieb der Pfanne
  • Gärführung durch Sensor im Kühlschrank und Sensor im Bier

Die Würzepumpe während des Läuterns wird nach wie vor per manuellem Schalter gestartet und gestoppt.

Auch das Abmaischen und das Aufbringen der Nachgüsse bleibt vorerst Handarbeit.

Allerdings soll der Kasten erweiterbar sein, sodass ich noch nachrüsten kann.

Beschaffung

Nach der Planung wurden die einzelnen Teile beschafft. Die SSRs und den BrewPi habe ich über den BrewPi Shop bezogen. Alles andere dann über die bekannten Seiten im Internet.

Bauteile für Brauautomatisierung selber bauen

Das Foto zeigt leider nicht alles.

Wundert euch also nicht, dass ihr in den folgenden Fotos Bauteile seht, die hier nicht aufgelistet sind 🙂

Der Schaltkasten soll von außen mit LEDs beleuchtet werden, außerdem gibt es einen Ein-Aus-Schalter. Da Brewblox ein tolles Frontend hat, spielte ich mit dem Gedanken, einfach ein Tablet als Screen zu nehmen.

Wenn ich nicht braue, kann das Tablet anderweitig genutzt werden. Außerdem ist ein günstiges Tablet fast genauso teuer, wie ein Raspberry Pi Touch Screen.

Planung des Schaltkastens

Alle verwendeten Bauteile habe ich dir am Ende des Artikels verlinkt.

Brauautomatisierung selber bauen

Nach der Planung ging es dann auch direkt los. Ich habe in Summe ca. 2 Wochen für den Aufbau benötigt. Plant euch genug Zeit ein. Man unterschätz dann letztendlich doch den Aufwand eines solchen Projektes.

BrewPi Halterung bauen

Das erste Problem entsteht durch die unvorteilhafte Bauweise des BrewPi. Dieser ist nie für die Verwendung in Schaltkästen designt worden. So gibt es keine Halterung oder irgendwelche Ösen oder Löcher, die man verwenden kann.

Außerdem ist die Blende vorne nicht rechteckig und an den Ecken leicht abgerundet. Später zeige ich dir, warum es wichtig ist das zu wissen.

Ich habe mir eine Holzkonstruktion aus 6mm Multiplex gebaut. Diese klemmt den BrewPi ein und erlaubt das Anschrauben ans Gehäuse. Dazu wurde kurzerhand die Tischkreissäge aktiviert und alles zusammengeleimt.

Tischkreissäge

BrewPi Gehäuse selber bauen

Seitlich habe ich ein M2 Gewinde ins Holz geschnitten, damit ich den seitlichen Druck auf das Gehäuse händisch und sehr genau einstellen kann. Das klemmt quasi den BrewPi fest, sodass er niemals von selbst aus dem Gehäuse fallen kann.

BrewPi Gehäuse Schraube klemmen


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Löcher ins Gehäuse bohren

Ihr werdet sehr wahrscheinlich auch irgendwelche LEDs oder Durchführungen von Innen nach Außen geplant haben. Daher ist das Bohren von Löchern in das Gehäuse bei jedem ein notwendiger Schritt.

Zunächst habe ich alles penibel angezeichnet und dann mit einer Lochsäge ausgebohrt.

Löcher anzeichnen

Lochsäge bohren

Es gibt bestimmt auch andere Werkzeuge, um diese Löcher zu bohren, aber ich bin mit der Lochsäge super gefahren. Das Loch sollte schnell gebohrt werden, damit nicht unnötig Hitze entsteht und das Kunststoff schmilzt.

Wenn du noch kein passendes Werkzeug hast, dann besorg dir ruhig diese Lochsäge. (Siehe Produktliste am Ende des Beitrags)

Lochsäge Set Gehäuse

Als nächstes musste das Fenster für den BrewPi gesägt werden. Hier habe ich beim Anzeichnen einen Fehler gemacht: Der BrewPi ist nicht rechteckig!

Wenn ihr also keine Löcher in den Ecken haben wollt, dann versucht genau die Form des BrewPi anzuzeichnen.

Ich habe jetzt in den Ecken zwar Löcher, aber die stören mich nicht wirklich.

Gesägt habe ich das Loch mit einem Dremel und einer kleinen Trennscheibe. Gibt bestimmt auch hier andere Möglichkeiten, aber das hat sehr gut funktioniert.

Dremel Loch schneiden

Aussparung feilen

Nach gleichem Verfahren werden dann auch alle Ein- und Ausgänge gesägt und vorbereitet. Manchmal benötigt man etwas feineres Werkzeug zum Feilen.

Feine Feile

Am Ende habe ich zig Löcher vorbereitet, durch die Kabel, LEDs oder Stecker geführt werden.

Löcher ins Gehäuse bohren

Front vorm Lackieren

Gehäuse lackieren

Damit die Box von außen etwas schöner aussieht, habe ich sie mit einem Strukturlack behandelt. Dieser wird normalerweise beim Lautsprecherbau eingesetzt, fand ich aber auch ganz nett fürs Brauautomatisierung bauen.

Er ist total robust und hat eine tolle Haptik.

Zunächst muss die Box angeschliffen werden, damit der Lack besser haftet. Dazu einfach mit einem Schleifpapier (z.B.180er) alle Stellen einmal behandeln.

Die Box ist normalerweise sehr glänzend. Wenn alle Flächen matt sind, kann gestrichen werden.

Gehäuse anschleifen

Vom Streichen gibt’s leider keine Fotos. Man muss halt den Lack mit einer Strukturrolle aufbringen, damit diese Riffelung entsteht. Ist aber denke ich logisch. Die verwendeten Produkte verlinke ich dir unten.

Gehäuse lackiert

Gehäuse Strukturlack

Wenn du auch mit Strukturlack arbeiten willst, dann empfehle ich dir den von Warnex.

Er ist sehr ergiebig und lässt sich mit der beiliegenden Strukturrolle einfach auftragen. Die Struktur sieht toll aus und fühlt sich gut an. Ist unten verlinkt.

Nächste Schritte

Das Gehäuse ist an dieser Stelle vollständig vorbereitet. Als nächstes kommt jetzt endlich die Elektronik.

Ich hoffe dir hat der Beitrag gefallen und du bist auch beim Teil 2 dabei. Dort zeige ich dir den Einbau der Elektronik und gehe somit auf das Innenleben des Schaltschranks ein.

Dann sind wir dem Ziel, eine Brauautomatisierung zu bauen, einen ganzen Schritt näher gekommen 🙂

Teil 3 geht dann auf die Software und somit die eigentliche Brauautomatisierung ein.

Danke fürs Lesen und bis zum nächsten Mal.

Verlinkte Produkte

Als Amazon-, Tradetracker- und Ebay-Partner verdiene ich an qualifizierten Käufen über die von mir mit (*) verlinkten Produkte.

Produkte:

SSR AC 20A (*)
SSR DC 10A (*)
SSR Kühlkörper (*)
Raspberry Pi 4 (*)
Warnex Strukturlack (*)
Schaltschrank IP65 (*)
Kabeldurchführungen (*)
Hutschienen Netzteil 12W 5V (*)
Hutschienen Netzteil 15W 12V (*)
Tauchhülse für DS18B20  (Provisionslink)
DS18B20 Sensoren (Provisionslink)
Kontrollleuchten / Signallampen (Provisionslink)
An-/Aus-Schalter (Provisionslink)
Wärmeleitpaste (Provisionslink)
Hutschienen (Provisionslink)
Steckdosen (Provisionslink)
RJ11 Stecker zum Krimpen (Provisionslink)
Gekrimpte RJ11 Kabel (Provisionslink)
GX16 Steckverbinder Anschlussstecker (Provisionslink)
Schraubenset (*)
Fertigisolierter DS18B20 Sensor (Provisionslink)
Plasti Dip Flüssiggummi (*)
NYM 5x1,5mm² (*)
NYM 3x1,5mm² (*)

Werkzeug:

Lochsägen Set (ähnlich meinem) (*)
Bosch Tischkreissäge GTS 635-216 (*)
Dremel 3000 (ähnlich meinem) (*)
Dremel Trennscheibe (*)
Schlüsselfeilen fein (*)


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Kommentare

Hi Tobi,

Sieht sehr cool aus!
Aber nur als Randinfo, CraftBeerPi wird sehr wohl weiter entwickelt, und die V4 wird bald fertig werden! 🙂

LG
Daniel

Moin Daniel,

Danke dir!

Freut mich dass es bei Craftbeerpi doch noch weiter geht. Ist schon ein paar Monate her dass ich das geplant hatte. Damals gab es zum CBP3 keine Commits seit Monaten. Nach Rücksprache im Forum hieß es, dass niemand weiß was mit Manuel dem Entwickler ist. Man hatte lange nichts gehört.

Umso besser dass es doch weiter geht! Ich update den Eintrag später.

Vg Tobi