Brassage automatiséLe GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

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n.master
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par n.master »

Salut les copains
Ca y est, je peux l'annoncer, la version 1 du programme approche !
Toutes les fonctions de base sont là et fonctionnent, les bugs sont pour la plupart éradiqués, et à part un buzzer pour prévenir de diverses choses, il ne manque plus beaucoup de fonctions utiles.

J'ai fait un brassin de test aujourd'hui, histoire d'analyser en situation réelle la réaction du PID.
Pour celà, une petite bière SMASH pour tester un houblon de mon stock.

Test waimea
Tout grain


Densité initiale : 1.056
Densité finale : 1.016
Teinte : 12 EBC
Amertume : 18 IBU
Alcool (vol) : 5.3 %

Rendement : 70.0 %
Ingrédients prévus pour un brassin de 20.0L

Grains et sucres
----------------------

4500 g Pale Ale (Malt)
500 g Carapils

Houblons
----------------------

5 g Waimea (α 15.1%, Pellet) @ 60.0 min (Premier Moût) 9 IBU
10 g Waimea (α 15.1%, Pellet) @ 15 min (Ébullition) 9 IBU
50 g Waimea (α 15.1%, Pellet) @ 0.0 min (Arôme)
30 g Waimea (α 15.1%, Pellet) @ 0.0 min (Dry Hop)

Levures
----------------------

Brewferm TOP Brewferm Brewferm-TOP

Brassage
----------------------

Tri palier
pH : 5.4


----GraiN.Master----
--V0.975--
Température de départ :48.75°C
Palier 1 :10min - 50.00°C
Palier 2 :43min - 61.00°C
Palier 3 :35min - 69.75°C
Palier 4 :5min - 70.25°C
Mash out :78.00°C
Ebullition :60min - 97.50°C

---

Je commence à améliorer mon processus de brassage au matériel.
j'ai pu atteindre 70% de rendement en améliorant la partie rinçage notamment (la dernière fois j'étais à peine à 65%)
Mise en chauffe de 15L d'eau à l'empâtage
puis petit changement d'avis et rajout de 5L en cours de route (bonne idée ou pas j'en sais rien)

Rinçage en fly sparge, avec recirculation coupée pendant cette étape (chose que je n'avais pas fait la fois précédente)
pour rincer j'ai prélevé 5L de mout puis j'ai ajouté 8.5L d'eau à 78°(technique inédite, mais je trouvais que rincer avec seulement 8.5L d'eau ça faisait peu)

au final j'ai eu entre 26 et 27L pré ébullition (maxi de la machine)
Image

Et pour une fois, j'ai tenté le whirlpool pour voir ce que ça donne. J'ai bien la casure qui s'est précipitée, mais de toute façon c'est le bazzoka qui s'est tout mangé dans les dents :mrgreen:
Image

Pour ce qui est du diagramme des températures, j'ai voulu changer certains paramètres, mais ça a pas tout à fait eu l'effet voulu.
Après j'ai des fluctuations étranges qui n'apparaissaient pas lors de tests préliminaires. Activité enzymatique ? courant d'air dans la pièce ? sorcellerie ? :think:

Image

Encore quelques essais pour peaufiner, mais je suis pas mécontent du résultat ;)

a+
Nico
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Jean-Luc
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par Jean-Luc »

Hey, ton SMASH il a 2 malts ! Ce serait plutôt un M*A*S*H donc et en français un : Malts Avec Simple Houblon
Sinon oui étrange les vaguelettes, surtout au dernier palier, peut être des bulles de chaleur, la densité n'est pas énorme, qu'en est il de ton ratio eau/grain ?
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n.master
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par n.master »

Salut,
Ce matin, ça glougloute fort dans le placard (ouf, pas de sujet supplémentaire dans le forum à pu glouglou).
Je commence à bien maitriser les starters de levure. La prochaine fois je vais pouvoir me lancer dans la levure liquide.

Le ratio eau/grain est à 4L/Kg
Je viens de mesurer la DI avec un échantillon mis au frais, j'ai 1048.
Si mes calculs sont pas trop foireux, j'ai une évaporation d'environ 15% (4L)
Je perds pas loin de 2.5L entre la cassure et le mout qui reste entre la tuyauterie et le refroidisseur à plaques

Concernant mon analyse du graphique des températures :

première étape : préchauffe (sans grain)
la température cible est de 48.75°
La montée en température est de 2.2°/min
à 46°C la chauffe commence à diminuer en puissance, mais malheureusement pas assez
à 48°C la chauffe est encore à 60%, clairement l'algorithme ne réagit pas assez vite :!:

après 40min de stabilisation, la température est de 51°C
je lance le premier palier chronométré : 50°C pendant 10min
puis j'introduis le panier rempli de grain.
La température chute d'un degré, le PID compense aussitôt en montant la chauffe à 28%
le palier reste relativement stable, 10min c'est trop vite passé pour tirer des conclusions

2ème palier 61° pendant 43min
la chauffe fait monter assez vite la température.
On voit un pic à mi parcours à cause de l'ajout de 5L d'eau froide.
Le palier est stable assez rapidement, et la température se maintient 1°C en dessus de la consigne (phénomène un peu curieux, c'est vraiment un décalage de +1° constant)
J'avais déjà constaté ce décalage, donc quand je veux 62° je programme 61 :mrgreen: Faudra que j'introduise une correction logicielle

3ème palier 69.75°C pendant 35min
mêmes conclusions que pour le palier 2 à savoir une courbe stable, mais 1°C au dessus de la consigne

4ème palier 70.25° pendant 5min
on le devine à peine sur le graphique, et c'est un palier un peu inutile. C'était pour voir le comportement du programme avec le nombre maxi de paliers.

5ème étape : MAsh out 78°C, temps libre (il faut passer manuellement en mode ébullition)
Ici l'idée est de maintenir les 78° jusqu'a la fin du rinçage.
Le seau est remonté pour s'égouter. la recirculation est coupée.

On voit donc beaucoup de zig zag sur la courbe, mais c'est lié aux adjonctions d'eau en cours de rinçage, et comme la cuve est grande ouverte, ça fait vite des chutes de température.

Passage manuel en mode ébullition
Il y a un gros creux en début d'étape. C'est facile à expliquer : j'ai touillé un grand coup alors que quelques minutes avant il n'y avait pas de recirculation.
Durant toute l'étape d'ébullition, la température est plafonnée par l'ébullition.
Ma sonde n'est pas calibrée 100% pile poil puisque j'ai une ébullition à 98°C

Donc en fait tout est assez cohérent, hier je me suis laissé avoir en pensant que le palier 4 faisait des zig zag, mais c'était pas le palier 4, c'était le mash out/rinçage.

ci dessous le graphique commenté
Image
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n.master
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par n.master »

Bonjour les amis.
Aujourd'hui, je peux annoncer fièrement que la version 1 est finalisée !
Après 6 mois de développement, 2300 lignes de code, et 42 978 octets de programme, c'est enfin au point !
Image
Toutes les fonctionnalités utiles y sont : (je le met dans une balise code pour ne pas faire peur à ceux qui ne sont pas intéressés par le côté technique)

Code : Tout sélectionner

préchauffe de l'eau (réglage de la température, mais pas de temps imparti)
4 paliers (temps + température)
mash out/rinçage (réglage de la température, mais pas de temps imparti)
ébullition (temps + température)
Refroidissement (affichage du temps écoulé et de la température)
Enregistrement du log sur carte SD
Enregistrement des programmes sur EEPROM + Carte SD
Le hardware s'est aussi vu complété d'un beeper, qui fait bip quand un palier est terminé

Tout peut se programmer à partir d'un fichier de config de la carte SD :
Broches sur lesquelles les périphériques sont branchées (sondes, triac, beeper etc..)
Coefficients de correction de la sonde
Coefficients pour le réglage du triac
valeurs d'hystérésis pour la bascule en mode grossier/fin du PID
Temps et température de tous les paliers
Valeurs PID en mode grossier
Valeurs du PID en mode fin
Valeur de correction de l'overshoot

J'ai passé un bon moment à trouver les paramètres optimaux pour le PID, mais au final ce que j'ai retenu qui fonctionne bien c'est ça :
L'idée c'est que le PID à 2 modes de fonctionnement : un mode "d'approche" où il va chercher à atteindre très vite la consigne
et un mode "précis" où il va maintenir la température très proche de la consigne, sans faire le bourrin

On commence donc par utiliser des paramètres de PID où P est très fort, I est inexistant, et D plutôt faible
On vise une température X° en dessous de la consigne (c'est le fameux paramètre de correction de l'overshoot, à priori 1° suffit)
Une fois la plage de température atteinte (la température doit être comprise entre T-hystérésis_neg et T+hysteresis_pos) 
on bascule en mode "précis" et utilise de nouveaux paramètres de PID où P est un peu moins fort, I est réglé très faible, et D un peu plus faible qu'en mode "rapide"

C'est donc un PID à paramètres adaptatifs suivant si on est proche ou non de la température de consigne.

Et ça se voit aux mesures : 
Hors mis au préchauffage où on dépasse un peu, L'overshoot est limité à 1° maxi au dessus de la consigne, sans pour autant rendre le système "mou à la réponse"
Une fois en plateau, hors accidents du type "oups ma pompe à déjaugé" les températures varient de moins d'1°
Et comme rien ne vaut la pratique pour vérifier qu'un système marche, on va se faire de la bière !
quelque chose de simple, plutôt sec, sans prétention, pour boire au soleil cet été.
[hr]
Dans le doute mets en plus
Tout grain


Densité initiale : 1.044
Densité finale : 1.013
Teinte : 9 EBC
Amertume : 14 IBU
Alcool (vol) : 4.0 %

Rendement : 88.0 %
Ingrédients prévus pour un brassin de 21.0L

Grains et sucres
----------------------

3000 g Vienna (Malt)
500 g Froment Blond (Malt)

Houblons
----------------------

4 g Waimea (α 15.1%, Feuille) @ 90.0 min (Premier Moût)
20 g Waimea (α 15.1%, Feuille) @ 5.0 min (Ébullition)
100 g Strisselspalt (α 1.2%, Feuille) @ 0.0 min (Arôme)

Levures
----------------------

Safbrew Fermentis S-33

Brassage
----------------------

----GraiN.Master----
--------V1.000-------
Température de départ :50.00°C
Palier 1 :30min - 54.25°C
Palier 2 :60min - 62.00°C
Palier 3 :30min - 71.25°C
Mash out :78.00°C
Ebullition :60min - 98.00°C

La journée de brassage à commencé tard. J'étais coincé dans un repas de famille le midi, donc j'ai pu m'y mettre qu'a partir de 16H...
Et il y avait du boulot vu que je voulais absolument tester mon percolateur à houblon !
Je lui ai monté des camlocks qui vont bien :
Image
A la sortie j'ai placé un filtre en Y
Image
Pour retenir en place le houblon, rien ne vaut une bonne grille Ikéa :
Image
Qu'il faut mettre en forme un minimum pour l'ajuster :
Image
Et on va le maintenir sur la grille avec un joint fait d'un bout de tuyau silicone :
Image
Image
Maintenant ça tient, c'est étanche, et ça devrait bien se passer !

Petite amélioration aussi sur la cuve de brassage :
Image
j'ai déporté le bazooka avec un flexible inox pour d'une part mieux soutirer le fond, et aussi pour éviter autant que possible d'aspirer la cassure à chaud après le whirlpool.

Place à la préparation des ingrédients :
Image

Et dans le doute, mets en plus !!
Image

Tout ce beau houblon en cônes va finir dans le percolateur :
Image

Le brassage s'est déroulé un peu différemment de la dernière fois :
Préchauffe de 10L d'eau
Une fois la température de 50° atteinte, ajout du malt de blé puis palier à 55°pendant 30minutes
En cours de route (20 min après que le palier à 55 ait commencé, ajout de 3L d'eau parce que sinon ma marmite d'eau de rinçage débordait)
dès le palier fini, ajout du malt d'orge
Cette fois ci, je n'ai pas mis la grille supérieure, et en cours de brassage j'ai pu remuer la maishe
la palier à 62 se passe sans encombre, mais à 72° la maïshe se liquéfie et se compacte un peu, et l'écoulement s'en trouve fortement freiné.
rinçage avec 15L d'eau à 78°

Lecture de la densité pré ébullition..........
1038 soit un rendement de 88% !! :shock:
alors que j'avais péniblement atteint 70% l'autre fois, je me retrouve avec un super rendement !

Image

On met à bouillir, et à la fin, on installe le percolateur :
Image
Tout se passe à merveille, et mon bazooka déporté à bien évité à la cassure de se faire totalement aspirer
Image
le percolateur après passage du mout :
Image
(ça sentait bien bon dans la maison)
Densité obtenue :1044 !

Ensemencement avec un sachet de S33 réhydraté.

Hâte de voir ce que le houblon "percolaté" donnera ;)
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par Jack »

Simply perfect, très impressionné par le travail et surtout le résultat.
Jack
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par Jack »

Pour ta température d'ébullition bloquée à 98°C, c'est normal. La température d'ébullition de 100°C c'est pour une pression atmosphérique de 1013 mbar (niveau de la mer). Tu es a priori à Bourg (pas en bord de mer) et il suffit qu'il fasse mauvais (basse pression) pour que ta temp d'ébullition soit en dessous de 100°C.
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par lafleur44 »

Bravo R&D terminée, phase commercialisation maintenant! :mrgreen:
maintenant reste plus qu'à améliorer le rendement et ce sera parfait.
chapeau bas quand même l'artiste :wink: .
Edit: j'avais pas fait attention aux 88% : respect camarade.

Seb
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par musclette »

Bravo ,t'as bien bossé .j'aime bien ton percolateur . :clap:
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Envrac38
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par Envrac38 »

Ouah :clap:
Tu parles de petites galères, mais ça à l'air d'être quand même super de brasser avec ta bécane que tu as développé ! Et le rendement :doh:
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Re: Le GraiN.Master, le brassage automatisé DIY à 500€

Message par Ancalagon »

Bravo :-) ça c'est du boulot qui fonctionne :-)
Tu as mis combien de temps au total pour ton brassin?
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