怎樣在家用 Python 和樹莓派搭建一個(gè)家用便攜的自制釀啤酒裝置寒屯？
大約十年前我開始釀制自制啤酒荐捻，和許多自己釀酒的人一樣，我開始在廚房制造提純啤酒寡夹。這需要一些設(shè)備并且做出來后確實(shí)是好的啤酒处面，最終，我用一個(gè)放入了所有大麥的大貯藏罐作為我的麥芽漿桶菩掏。幾年之后我一次釀制過 5 加侖啤酒魂角，但是釀制 10 加侖時(shí)也會花費(fèi)同樣的時(shí)間和效用（只是容器比之前大些），之前我就是這么做的智绸。容量提升到 10 加侖之后或颊，我偶然看到了 StrangeBrew Elsinore ，我意識到我真正需要的是將整個(gè)釀酒過程轉(zhuǎn)換成全電子化的传于，用樹莓派來運(yùn)行它。
建造自己的家用電動化釀酒系統(tǒng)需要大量這方面的技術(shù)信息醉顽，許多學(xué)習(xí)釀酒的人是在 [TheElectricBrewery.com(http://link.zhihu.com/?target=http%3A//theelectricbrewery.com/)這個(gè)網(wǎng)站起步的沼溜，只不過將那些控制版搭建在一起是十分復(fù)雜的，盡管最簡單的辦法在這個(gè)網(wǎng)站上總結(jié)的很好游添。當(dāng)然你也能用一個(gè)小成本的方法并且依舊可以得到相同的結(jié)果 —— 用一個(gè)熱水壺和熱酒容器通過一個(gè) PID 控制器來加熱你的釀酒原料系草。但是我認(rèn)為這有點(diǎn)太無聊（這也意味著你不能體驗(yàn)到完整的釀酒過程）通熄。
需要用到的硬件
在我開始我的這個(gè)項(xiàng)目之前, 我決定開始買零件，我最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是一個(gè)可以將液體加熱到 5500 瓦的熱酒容器（HLT）和開水壺找都，加一個(gè)活底的麥芽漿桶唇辨，我通過一個(gè) 50 英尺的不銹鋼線圈在熱酒容器里讓泵來再循環(huán)麥芽漿（"熱量交換再循環(huán)麥芽漿系統(tǒng), 也叫 HERMS）。同時(shí)我需要另一個(gè)泵來在熱酒容器里循環(huán)水能耻，并且把水傳輸?shù)禁溠繚{桶里赏枚，整個(gè)電子部件全部是用樹莓派來控制的。
建立我的電子釀酒系統(tǒng)并且盡可能的自動化意味著我需要以下的組件：
- 一個(gè) 5500 瓦的電子加熱酒精容器（HLT）
- 能夠放入加熱酒精容器里的 50 英尺（0.5 英寸）的不銹鋼線圈（熱量交換再循環(huán)麥芽漿系統(tǒng)）
- 一個(gè) 5500 瓦的電子加熱水壺
- 多個(gè)固態(tài)繼電器加熱開關(guān)
- 2 個(gè)高溫食品級泵
- 泵的開關(guān)用繼電器
- 可拆除裝置和一個(gè)硅管
- 不銹鋼球閥
- 一個(gè)測量溫度的探針
- 很多線
- 一個(gè)來容納這些配件的電路盒子
一個(gè)重要的事情需要注意栗恩，固態(tài)繼電器（SSR）信號電壓，許多教程建議使用一個(gè) 12 伏的固態(tài)繼電器來關(guān)閉電路洪燥，樹莓派的 GPIO 針插口只支持 3 伏輸出電壓磕秤，然而，必須購買繼電器將電壓變?yōu)?3 伏捧韵。
這里有一些不同的方法來將溫度傳感器連到樹莓派上，但是我找到了最方便的方法用單總線其弊。這就可以讓多個(gè)傳感器分享相同的線路（實(shí)際上是三根線）癞己，這三根線可以使釀酒系統(tǒng)的多個(gè)設(shè)備更方便的工作，如果你要從網(wǎng)上找一個(gè)防水的 DS18B20 溫度傳感器梭伐，你可以會找到很多選擇痹雅。我用的是日立 DS18B20 防水溫度傳感器。
要控制加熱元件糊识，樹莓派包括了幾個(gè)用來軟件尋址的總線擴(kuò)展器（GPIO）绩社，它會通過在某個(gè)文件寫入 0 或者 1 讓你發(fā)送3.3v 的電壓到一個(gè)繼電器，在我第一次了解樹莓派是怎樣工作的時(shí)候赂苗，這個(gè)[用 GPIO 驅(qū)動繼電器的樹莓派教程(http://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.susa.net/wordpress/2012/06/raspberry-pi-relay-using-gpio/)對我來說是最有幫助的愉耙，總線擴(kuò)展器控制著多個(gè)固態(tài)繼電器，通過釀酒軟件來直接控制加熱元件的開關(guān)拌滋。
我首先將所有部件放到這個(gè)電路盒子朴沿，因?yàn)檫@將成為一個(gè)滾動的小車，我要讓它便于移動，而不是固定不動的赌渣，如果我有一個(gè)店（比如說在車庫魏铅、工具房、或者地下室）坚芜，我需要要用一個(gè)裝在墻上的更大的電路盒览芳，而現(xiàn)在我找到一個(gè)大小正好的防水工程盒子，能放進(jìn)每件東西鸿竖，最后它成為小巧緊湊工具盒沧竟，并且能夠工作。在左下角是和樹莓派連接的為總線擴(kuò)展器到單總線溫度探針和固態(tài)繼電器的擴(kuò)展板千贯。
要保持 240v 的固態(tài)繼電器溫度不高屯仗，我在盒子上切了個(gè)洞，在盒子的外面用 CPU 降溫凝膠把銅片散熱片安裝到盒子外面的熱槽之間搔谴。它工作的很好魁袜，盒子里沒有溫度上的問題了，在盒子蓋上我放了兩個(gè)開關(guān)為 120v 的插座敦第，加兩個(gè)240v 的 led 來顯示加熱元件是否通電峰弹。我用干燥器的插座和插頭，所以可以很容易的斷開電熱水壺的連接芜果。首次嘗試每件事情都工作正常鞠呈。（第一次繪制電路圖必有回報(bào)）
這個(gè)照片來自“概念”版，最終生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)該有兩個(gè)以上的固態(tài)繼電器右钾，以便 240v 的電路兩個(gè)針腳能夠切換蚁吝，另外我將通過軟件來切換泵的開關(guān)。現(xiàn)在通過盒子前面的物理開關(guān)控制它們舀射，但是也很容易用繼電器控制它們窘茁。
軟件
一旦硬件整理好，我就有時(shí)間來處理軟件了，我在樹莓派上跑了最新的 Raspbian 發(fā)行版，操作系統(tǒng)方面沒有什么特別的辱魁。
我開始使用 Strangebrew Elsinore 釀酒軟件肃拜，當(dāng)我的朋友問我是否我聽說過 Hosehead（一個(gè)基于樹莓派的釀酒控制器），我找到了 Strangebrew Elsinore 鲜侥。我認(rèn)為 Hosehead 很棒，但我并不是要買一個(gè)釀酒控制器，而是要挑戰(zhàn)自己帆吻，搭建一個(gè)自己的。
設(shè)置 Strangebrew Elsinore 很簡單咙边，其文檔直白猜煮，沒有遇到任何的問題。盡管 Strangebrew Elsinore 工作的很好败许，但在我的一代樹莓派上運(yùn)行 java 有時(shí)是費(fèi)力的王带，不止崩潰一次。我看到這個(gè)軟件開發(fā)停頓也很傷心市殷，似乎他們也沒有更多貢獻(xiàn)者的大型社區(qū)（盡管有很多人還在用它）愕撰。
CraftBeerPi
之后我偶然遇到了一個(gè)用 Python 寫的 CraftbeerPI，它有活躍的貢獻(xiàn)者支持的開發(fā)社區(qū)醋寝。原作者（也是當(dāng)前維護(hù)者） Manuel Fritsch 在貢獻(xiàn)和反饋問題處理方面做的很好搞挣。克隆這個(gè)倉庫然后開始只用了我一點(diǎn)時(shí)間音羞。其 README 文檔也是一個(gè)連接 DS1820 溫度傳感器的好例子囱桨，同時(shí)也有關(guān)于硬件接口到樹莓派或者芯片電腦 的注意事項(xiàng)。
在啟動的時(shí)候嗅绰，CraftbeerPI 引導(dǎo)用戶通過一個(gè)設(shè)置過程來發(fā)現(xiàn)溫度探針是否可用舍肠，并且讓你指定哪個(gè) GPIO 總線擴(kuò)展器指針來管理樹莓派上哪個(gè)配件。
CraftBeerPI 的用戶友好性鼓舞我設(shè)置了另一個(gè)控制器來運(yùn)行“發(fā)酵室”。就我來說制圈，那是一個(gè)二手冰箱们童，我用了 50 美元加上放在里面的 25 美元的加熱器。CraftBeerPI 很容易控制電器元件的冷熱鲸鹦，你也能夠設(shè)置多個(gè)溫度階段慧库。舉個(gè)例子，這個(gè)圖表顯示我最近做的 IPA 進(jìn)程的發(fā)酵溫度馋嗜。發(fā)酵室發(fā)酵麥芽汁在 67F° 的溫度下需要 4 天齐板，然后每 12 小時(shí)上升一度直到溫度到達(dá) 72F°。剩下兩天溫度保持不變是為了雙乙酰生成。之后 5 天溫度降到 65F°甘磨，這段時(shí)間是讓啤酒變“干”橡羞，最后啤酒發(fā)酵溫度直接降到 38F°。CraftBeerPI 可以加入各個(gè)階段济舆，讓軟件管理發(fā)酵更加容易卿泽。
像這樣的一些項(xiàng)目慎宾，構(gòu)想并計(jì)劃改進(jìn)和增加組件是很容易，不過宣羊，我很高興今天經(jīng)歷過的事情璧诵。我用這種裝置釀造了很多啤酒，每次都能達(dá)到預(yù)期的麥芽汁比率仇冯，而且啤酒一直都很美味之宿。我的最重要的消費(fèi)者 —— 就是我！很高興我可以隨時(shí)飲用苛坚。
作者簡介：
Christopher Aedo 從他的學(xué)生時(shí)代就從事并且貢獻(xiàn)于開源軟件事業(yè)泼舱。最近他在 IBM 領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)極棒的上游開發(fā)者團(tuán)隊(duì)等缀，同時(shí)他也是開發(fā)者擁護(hù)者。當(dāng)他不再工作或者在會議室演講的時(shí)候娇昙，他可能在波特蘭市俄勒岡州用樹莓派釀制和發(fā)酵一杯美味的啤酒尺迂。
本文由Linux中國發(fā)布，原文為：用 Linux冒掌、Python 和樹莓派釀制啤酒噪裕。
