Ballon koolzuurproductie sensor 2.0

[Henielma]

De afgelopen twee jaar druk op zoek geweest naar allerlei manieren om de koolzuurproductie van een gistend bier eenvoudig en goed te meten. Allerlei manieren zijn de revue gepasseerd. Verschillende oplossingen zijn op dit forum langs gekomen. Tot nu toe is de ballon bellenteller de variant die mij het beste is bevallen. Deze gebruik ik inmiddels zelf al een jaar naar volle tevredenheid.

Omdat er meerdere mensen aan de slag willen met een eenvoudige manier van koolzuurproductie meten tijdens vergisting ben ik verder gaan nadenken over een eenvoudig te produceren robuuste oplossing. Bij deze oplossing vond ik het belangrijk dat het 1 geheel zou worden. Met alleen een aansluiting voor een 24 Vdc voeding en een aansluiting voor een teller of nog beter natuurlijk Tcontrol met de Tcontrol-IO print. Op die manier kan je eenvoudig vergistingscurves zien op je PC.

Werking:
Via het gistvat komt onderste ingang van de klep de koolzuur in de ballon. Als een overdruk van een paar millibar gedetecteerd wordt door de drukschakelaar (zit boven) dan schakelt de klep om en loopt de ballon langzaam leeg. De elektronica op de print zorgt ervoor dat de klep lang genoeg ingeschakelt blijft zodat de ballon helemaal leeg loopt. Hierna valt de klep weer af en kan er nieuw koolzuur in de ballon stromen. Er is voorzien in een galvanisch gescheiden uitgang om het aantal malen inschakelen van de klep te tellen. Dit aantal is een maat voor de geproduceerde hoeveelheid koolzuur. Dit aantal kan met bijvoorbeeld met een eenvoudige kilometerteller van een fiets gevolgd worden. Maar beter is het om deze uitgang te verbinden met de telleringang van Tcontrol-IO zodat Tcontrol mooi de hevigheid van de vergisting kan laten zien.


Boven de drukschakelaar en onder de wisselklep.
De groene LED geeft aan dat er voedingsspanning aanwezig is en de gele LED geeft aan dat de klep ingeschakeld is zodat de ballon leegloopt.


Een precies passend slangetje is nog onderweg naar mij.


Een gewone fietskilometerteller kan gebruikt worden om het aantal pulsen te tellen. Bij deze teller is 100 meter 38 pulsen. Dit is ongeveer 2,5 liter koolzuur.
Maar tellen met Tcontrol is natuurlijk het mooiste.

[Henielma]

Hier nog een link naar een filmpje van deze koolzuur productie sensor.

[Jacques]

Wanneer begin je een bedrijfje voor de verkoop?

[Henielma]

Hiervoor een bedrijfje beginnen dat zou armoede lijden zijn. Het is leuk als hobby om te zien hoe het allemaal werkt.

Het is wel de bedoeling dat deze op ebay gaat komen als er interesse is.

[Jacques]

Het is wel de bedoeling dat deze op ebay gaat komen als er interesse is.

Kijk, dat is mooi!

[heijligers]

ZIet er goed uit Herman  .
Op termijn ben ik zeker geïnteresseerd in een dergelijke voorziening op mijn Tcontrol.

[Henielma]

Er zitten twee instellingen op deze sensor.

Als eerste kan je de druk waarbij geschakeld wordt instellen tussen 0.9 en 10 mbar en als tweede kan je de tijd dat de klep minimaal ingeschakeld wordt instellen tussen 0,2 en 24 seconden. Dit is voldoende om de ballon goed leeg te laten lopen.

Je kan 12 Vdc of 24 Vdc kleppen gebruiken want de voedingsspanning kan liggen tussen 11 en 25 Vdc. van maximaal 0,5 A. Het is een eenvoudig stukje elektronica zonder software.

Het idee is dat de gemonteerde print beschikbaar komt en daarnaast een complete samenstelling met klep, drukschakelaar, rubber stop, ballon en 24 Vdc voedingsadapter.

[Pim]

Ziet er weer strak uit Henielma. Ook ik heb op termijn zeker interesse!

Wel enkele vragen:

• Op het moment dat de ballon leeg loopt, wordt de invoer vanuit het gistvat dan afgesloten (en kan er dus geen koolzuur ontsnappen)? Of kan op dat moment wél koolzuur ontsnappen maar wordt dat in de meting gecompenseerd?
• Wanneer verwacht je de kit te kunnen aanbieden?
• Wat zal bij benadering de kostprijs van de kit worden?

[koffie]

Op zich heb ik interesse in een kant en klare print (plug&play dus), althans: ik neem dus aan dat je met dit bellentellen ook kan berekenen (als je het begin SG weet) wat de huidige SG is op basis van het tellen? Of begrijp ik de werking dan verkeerd?

[Henielma]

Wel enkele vragen:

• Op het moment dat de ballon leeg loopt, wordt de invoer vanuit het gistvat dan afgesloten (en kan er dus geen koolzuur ontsnappen)? Of kan op dat moment wél koolzuur ontsnappen maar wordt dat in de meting gecompenseerd?
• Wanneer verwacht je de kit te kunnen aanbieden?
• Wat zal bij benadering de kostprijs van de kit worden?

Het is een wisselklep dus gedurende de tijd dat de ballon leegloopt is de uitgang van het vat afgesloten.
Van de complete kit kan ik er nu 1 maken en binnenkort een tweede. De klep is een week of drie onderweg en gezien zijn prijs wil ik die niet teveel hier hebben liggen. Dus het kan even duren voor je die hebt. Voor de gemonteerde print heb ik voldoende in huis op dit moment.

De gemonteerde print (zonder klep, drukschakelaar en dergelijke) kan ik nu meerdere maken. Deze zal EUR 22 gaan kosten en dan nog EUR 2,50 verzendkosten in Nederland.
De complete ballon koolzuurproductie sensor dus met klep, drukschakelaar, rubber stop, ballon en 24 Vdc voedingsadapter zal EUR 88,50 gaan kosten en dan nog EUR 6,50 verzendkosten in Nederland.

@Koffie
Als je Tcontrol gebruikt dan berekent die aan de hand van het aantal pulsen het huidige SG. Als je geen Tcontrol gebruikt moet je nog iets aansluiten dat de pulsen telt, dit kan bijvoorbeeld een kilometerteller van een fiets maar dit is niet zo heel nauwkeurig. Een ander idee is een stappenteller aansluiten maar dan moet je de stappenteller openen. De pulse stretcher (de gemonteerde print) heeft de fototransistor van de optocoupler als uitgang. Deze kan 24 Vdc en 3 mA schakelen. Als je het aantal pulsen eenmaal weet dan kan je het huidige SG berekenen met de formules die in de handleiding van Tcontrol staan. Het gedrag is lineair dus na een paar brouwsels kan je het SG al goed benaderen.

[koffie]

Klinkt wel als iets wat ik zou willen hebben
Wat ga ik kwijt zijn voor een TControl module? En hoeveel van deze sensors zou je tegelijkertijd kunnen aansluiten en uitlezen?

[William]

Dat ziet er netjes uit Herman.

Denk je dat deze opzet met de 3-weg klep (die met de kleine opening) die ik nu heb ook gaat werken? Misschien geef ik die klep een keer aan je mee op een MTG-avond

Als ik op mijn huidige kiepteller ben uitgekeken dan is deze zeker aan de beurt.

[koffie]

Wat ik even niet snap: op basis van CO2 prodcutie weet je de vergisting en daarmee kun je rekenen met het begin SG als uitgangspunt. Begrijp ik dat zo goed?
In de eerste instantie zal de CO2 doorgelaten worden naar de ballon, totdat er een bepaalde tegendruk is. Als die tegendruk bereikt is, loopt de ballon leeg en begint het verhaal weer opnieuw.
Wordt er dan uitgegaan van een bekende hoeveelheid CO2 in die ballon, of wordt dat realtime gemeten?

[Henielma]

@William,
Je wil nog vaker roestwater in je prijswinnende bier? 
Het zou nu best wel eens kunnen werken met die klep die je hebt. Je vergist niet al te grote hoeveelheden dat scheelt ook. Je hebt een 12 Vdc klep dacht ik me te herinneren. En je hebt zo'n drukschakelaar van Conrad, toch? Geef die klep, ballon en dergelijke maar op een MTG avond mee en dan kijk ik wel of dat gaat werken. De print kan maximaal 24 tot 30 seconden leeg lopen aansturen.

@Koffie
Het idee is inderdaad dat er een vaste hoeveelheid koolzuur afgemeten wordt door het volume verschil van de ballon in combinatie met de druk waarop de schakelaar omschakelt. Die hoeveelheid is ongeveer 0,064 liter per puls en deze waarde kan je instellen in Tcontrol. Wanneer je dan telt hoe vaak de klep schakelt dan weet je de koolzuurproductie. Als je verder weet hoeveel liter wort je hebt en wat het begin SG is dan heb je voldoende informatie om te berekenen wat het huidige SG is.

Zorg bij deze manier van koolzuurproductie meten rekening met ruim voldoende kopruimte want schuim met gist in de klep zou wel eens destructief kunnen zijn voor de klep. 

[koffie]

Dank voor je antwoorden. Ik overweeg serieus om op de wat langere termijn een Tcontrol-IO en zo'n bellenteller bij je te bestellen.
Ik begrijp dat het Tcontrol-IO board al wel 2 tellers aan kan, maar de software nog niet, klopt dat?

Ik vergist sowieso in 60 liter vaten (met 30 tot 40 liter wort) dus dat zou geen problemen mogen opleveren.

[Henielma]

En hoeveel van deze sensors zou je tegelijkertijd kunnen aansluiten en uitlezen?

Tcontrol-IO kan twee van deze sensoren tegelijk bijhouden. Van het eerste kanaal wordt het huidig SG weergegeven van het tweede kanaal worden alleen het aantal pulsen weergegeven. Dit omdat anders het scherm te vol wordt naar mijn idee.

[William]

@William,
Je wil nog vaker roestwater in je prijswinnende bier? 
Het zou nu best wel eens kunnen werken met die klep die je hebt. Je vergist niet al te grote hoeveelheden dat scheelt ook. Je hebt een 12 Vdc klep dacht ik me te herinneren. En je hebt zo'n drukschakelaar van Conrad, toch? Geef die klep, ballon en dergelijke maar op een MTG avond mee en dan kijk ik wel of dat gaat werken. De print kan maximaal 24 tot 30 seconden leeg lopen aansturen.

Roestwater gebeurt niet meer aangezien het water nu een meter lager staat dan het gistvat.
Ik heb inderdaad alles in 12V. Wel zo gemakkelijk omdat de rest van de TControl componenten dat ook vraagt.
Ik zal de spullen weer eens bij elkaar zoeken, inclusief de TControlIO

[Adrie]

Wat schitterend weer. Een hele vette Wordt het niet eens tijd je forumnaam te veranderen in Willie Wortel, Henielma? 

[Henielma]

Dank voor het compliment.

De forumnaam is zo goed, anders denkt men nog dat ik een bouwer in plaats van een brouwer ben en dat vind ik niet zo fijn. 

[Henielma]

Inmiddels een nieuwe verbinding tussen de ballon en de klep gevonden bij de lokale installateur. Dit werkt eenvoudiger dan die rubber stop om de ballon op aan te sluiten. Nu nog even wachten op het juiste slangetje om de drukschakelaar netjes aan te sluiten.

Vanmorgen proeven gedaan hoeveel koolzuurgas per uur gemeten kan worden.
Om de ballon te vullen zodat de drukschakelaar juist inschakelt is 178 ml lucht nodig. Het leeg laten lopen van de ballon duur 9 seconden. Dit was 20 seconden maar door het lege CD doosje gaat dit een stuk sneller en beter reproduceerbaar. Het deksel van het CD doosje drukt juist genoeg om de ballon binnen redelijke tijd leeg te krijgen. De tijd om de ballon leeg te krijgen is met name bepalend voor het maximaal aantal liters koolzuur dat per uur gemeten kan worden.

Een hevige vergisting van 25 liter wort produceert maximaal iets van 15 tot 25 liter koolzuur per uur naar mijn ervaring.
Een vul en leegloop cyclus duurt nu ongeveer 12 seconden. Er passen in een uur 300 van deze cycli zodat er tot ongeveer 300 x 0,178 liter = 53,4 liter koolzuur per uur gemeten kan worden.

Hier nog een foto van de huidige opstelling

[Muldermans]

Mooi project weer Herman!

Vr gr
Muldermans

[NewLine]

In zoiets zou ik wel interesse hebben. Mooi hoor!

Maar hoe heb je eigenlijk die ballon gecalibreerd? Ttz hoe weet je hoeveel ml je 'per ballon' verliest?

[McMelloW]

In zoiets zou ik wel interesse hebben. Mooi hoor!

Maar hoe heb je eigenlijk die ballon gecalibreerd? Ttz hoe weet je hoeveel ml je 'per ballon' verliest?

Ik heb vroeger longfunctie apparatuur 'gekalibreerd' met een grote, lege, injectiespuit. De hoeveelheid gas (lucht) kan je dan vrij eenvoudig doseren.

[Henielma]

Om het volume per cylcus te meten heb ik een 50 ml injectiespuit aangesloten op het kraantje onderaan een leeg 60 liter vergistingsvat. Als je dan eerst de spuit volzuigt met lucht en dan met het kraantje verbind en dan het kraantje opent en de spuit leegdrukt dan zit er 50 ml in het gistvat. Hierna het kraantje omzetten en de spuit weer volzuigen met lucht en dan kraantje weer open en leegdrukken.

Dit herhalen tot de drukschakelaar inschakelt en de ballon weer leegloopt. Hierna weer met de spuit lucht toevoegen aan het gistvat tot de drukschakelaar weer inschakelt. Dit is de hoeveelheid die in de ballon gaat.

Tcontrol telt een puls bij het inschakelen en bij het uitschakelen van de klep. Hierdoor moet je deze 0,178 liter door twee delen bij liter koolzuur per puls. Dit is 0,089.
Als je deze ballon koolzuurproductie sensor in de praktijk gebruikt begin je door in Tcontrol bij liter koolzuur per puls 0,089 in te vullen. Na de vergistingspiek bepaal je op een traditionele manier het SG (hydrometer). Dan pas je het liter koolzuur per puls veld aan zodanig dat Tcontrol het juiste SG weergeeft. Dan is die sensor gekalibreerd. Dit herhaal je de komende brouwsels en na een paar keer weet je die parameter liter koolzuur per puls vrij nauwkeurig en meet deze sensor binnen plus minus 2 SG punten nauwkeurig.

[NewLine]

Ik veronderstel dat je in plaats van rechtstreeks op de stop van het gistvat, je ook via een slangetje kan aansluiten? (boven mijn gistvat is er maar een paar cm plek).

Zodra dit een beetje stabiel is heb je alvast een klant!