Topic: Gisting volgen met weegschaal

[hansHalberstadt]

Methodes die tot nu toe gevolgd zijn om het verloop van de gisting te volgen zijn gebaseerd op het meten van koolzuur (bellenteller) of metingen van SG of Brix. Ik heb deze week een een proefje gedaan om de vergisting te volgen via een weegschaal. Daarvoor heb ik een jampotje van 500 ml + roermagneetje, totaal gewicht 319 gram en daarin 372 gram wort + gistslurry totaal 18.8 Brix. Na de gisting was het netto gewicht teruggelopen van 372 g naar 354 g. Daarna eind SG (1020) en Brix (10.4) gemeten.

Ook een Excel sheetje gemaakt waarmee ik uit de gemeten begin Brix de hoeveelheid suiker heb teruggerekend en uit de gewichtsafname (= ontsnapte koolzuur) kun je dan berekenen hoeveel suiker is vergist is om die koolzuur re maken. Dan weet je ook hoeveel alcohol er is gevormd en weet je hoeveel suiker en alcohol er in het potje zit. Met een aanname voor de hoeveelheid eiwit kan ik dan uit die 3 en het aanwezige gewicht simpel berekenen wat het SG en de Brix is.

Uiteindelijk moet de gemeten SG en Brix kloppen met de berekende. Als dat klopt kun je dus via het gewicht van het potje de gisting volgen en op elk moment alles berekenen zonder in het wort te hoeven meten.

Resultaat was dat ik een correctie van 3.5 gram moest maken om het geheel kloppend te krijgen. Die 3.5 g is ook ongeveer de tolerantie van de metingen via de weegschaal.

Ik zit eraan te denken om dit systeem te gaan toepassen om de gisting te volgen, bijvoorbeeld via oude weegschaal het weeggedeelte aan te passen voor inlezen met een Arduino en dan kun je alles volgen.

[William]

Dat ziet er aardig uit Hans.

Wat me opvalt is dat de vergistingscurve er nog erg recht uitziet. Je zou een sigmoidale curve verwachten maar dat kan komen door het aantal "echte" meetpunten dat je hebt (4 stuks).

Zat er een waterslot op het potje of was het luchtdicht afgesloten?

- Indien afgesloten dan zou een deel van het koolzuur opgelost kunnen blijven door de hogere druk ook na openen van het potje.

- Indien een waterslot dan zou er water kunnen verdampen. Misschien dat je het verlies van water kunt inschatten door het potje met water gedurende een bepaalde tijd met lucht te doorborrelen (het liefst met de koolzuurproductiesnelheid) en te meten hoeveel er verdwijnt.

[Jacques]

Leuk bedachte methode, maar niet erg praktisch bij grotere hoeveelheden...

[Het haasje]

Hoi Hans,

Dit zou inderdaad in principe moeten werken, en het lijkt al ardig te kloppen. Waar heb je die 3.5 g correctie gedaan? Heb je 3.5 g af moeten trekken van het gewicht van je gistingsproduct? In dat geval kan het zijn dat je nog rekening moet houden met CO2 dat nog in oplossing is? Interessante info vind je in een tabel op Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

Richard

[hansHalberstadt]

Het potje zat met een los dekseltje in een plastic zakje dus koolzuur kan gewoon ontsnappen. Verdampen van water zal niet veel zijn. Ik heb er wel eens naar gezocht, is in feite vergelijkbaar met luchtvochtigheid, maar dan voor koolzuurgas (ik weet niet of daar veel verschil tussen zit). Met mijn koolzuurcompressor zie ik wel condenswater, maar dat is niet veel, ca 5 ml voor 20 liter uitgegist bier of zoiets.   

[hansHalberstadt]

Hoi Hans,

Dit zou inderdaad in principe moeten werken, en het lijkt al ardig te kloppen. Waar heb je die 3.5 g correctie gedaan? Heb je 3.5 g af moeten trekken van het gewicht van je gistingsproduct? In dat geval kan het zijn dat je nog rekening moet houden met CO2 dat nog in oplossing is? Interessante info vind je in een tabel op Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid

Richard

Richard,
die 3.5 gram correctie heb ik gedaan op het eindgewicht. In de Excel zie je een kolom gewicht en een kolom

netto gewicht

372
372
372
361
355
354
354
354
354
 en een kolom
netto gewicht kloppend gemaakt

372
372
372
361
354
350,5
350,5
350,5
350,5

CO2 in oplossing is ca 0.17% als het goed is bij 20 ºC = ca 0.6 gram. Daarvoor zou je inderdaad nog kunnen compenseren. Zelfde geldt natuurlijk voor de bellenteller om CO2 te meten.
 

[hansHalberstadt]

Wat me opvalt is dat de vergistingscurve er nog erg recht uitziet. Je zou een sigmoidale curve verwachten maar dat kan komen door het aantal "echte" meetpunten dat je hebt (4 stuks).

Klopt, de gisting ging veel sneller dan ik gedacht had, dus bij mijn 1e meetpunt was de gisting al over de helft.

[hansHalberstadt]

Leuk bedachte methode, maar niet erg praktisch bij grotere hoeveelheden...

Meest simpel is om het geheel gewoon op een oude personenweegschaal te zetten en het ding eerst te 'nullen' met het zelfde gistingsvat maar dan leeg. Met een personenweegschaal kun je zonder problemen naar 100 liter bier. dat is toch al een behoorlijke hoeveelheid toch?

[hansHalberstadt]

Vanmiddag eens gekeken naar een oude weegschaal die ik nog had liggen.


Dit bleek een mechanische te zijn met elektronische uitlezing. (modernere weegschalen hebben rekstrookjes, maar dat vraagt meer elektronica) Eigenlijk is dit mechanische principe heel simpel maar verder perfect. Door de constructie maakt het niet uit waar het gewicht staat, hij meet de som van het gewicht op elk drukpunt. Er zit een getande schijf in waarmee de elektronica kan zien wat de stand is van die schijf en of de schijf linksom of rechtsom verplaatst. Wat aanpassing aan de mechanica  om de resolutie wat te vergroten (was wat grof, geschikt voor 500 g resolutie) en je kunt met de opnemer ( 2x fotocel en 2 x led) een input maken naar de computer.
Hiermee denk ik wel een resolutie te kunnen halen van enkele grammen op een gewicht van 50 kg.
Dat is voldoende om de gisting mee te kunnen volgen van 50 liter bier.

[Jacques]

Meest simpel is om het geheel gewoon op een oude personenweegschaal te zetten en het ding eerst te 'nullen' met het zelfde gistingsvat maar dan leeg. Met een personenweegschaal kun je zonder problemen naar 100 liter bier. dat is toch al een behoorlijke hoeveelheid toch?

Weegschalen zijn niet zo heel groot en gistvaten vaak breed... Al heel gauw kun je niet meer de weegschaal aflezen omdat het gistvat over de display staat.

De meeste mechanische personenweegschalen zijn niet niet nauwkeurig genoeg voor de meting. Een onsje meer of minder kun je daarbij niet zien.
Bij de digitale weegschalen moet je eerst op de weegschaal gaan staan voordat deze een waarde geeft. Na een tijdje gaat de display uit om de batterij te sparen. Om opnieuw te wegen moet je opnieuw op de weegschaal gaan staan.
Mijn rvs CCT is behoorlijk zwaar en staat in een koelkast zo'n 40 cm boven de grond. Die ga ik niet steeds in en uit mijn koelkast halen.
Met 35 liter in mijn CCT zit ik ver boven de 50 kg.

Een digitale personenweegschaal wordt overigens wel door mij gebruikt voor het bepalen hoeveel liter bier ik heb voor het bottelen. Door deze bepaling kan ik heel precies de hoeveelheid bottelsuiker bepalen. Dat doe ik niet met mijn CCT maar met mijn bottelemmer.

[hansHalberstadt]

Weegschalen zijn niet zo heel groot en gistvaten vaak breed... Al heel gauw kun je niet meer de weegschaal aflezen omdat het gistvat over de display staat.

De meeste mechanische personenweegschalen zijn niet niet nauwkeurig genoeg voor de meting. Een onsje meer of minder kun je daarbij niet zien.
Bij de digitale weegschalen moet je eerst op de weegschaal gaan staan voordat deze een waarde geeft. Na een tijdje gaat de display uit om de batterij te sparen. Om opnieuw te wegen moet je opnieuw op de weegschaal gaan staan.
Mijn rvs CCT is behoorlijk zwaar en staat in een koelkast zo'n 40 cm boven de grond. Die ga ik niet steeds in en uit mijn koelkast halen.

Ik heb aangegeven dat het principe bedoeld is voor een omgebouwde weegschaal voor uitlezing via de computer. Het normale verwerkingsgedeelte met display wat uitgaat en zich zelf op 0 zet haal je eruit en gebruik je dus niet. Voor jouw CCT zou het ook kunnen, dan moet je de hele CCT in een vaste opstelling op de weegschaal zetten. evt een vergroot plateau aanbrengen.
Je zet dan de weegschaal op 0 (via de computer) met een lege CCT.  En als je hem dan vult met wort heb je het nettogewicht van het wort en kan de computer daarna de vergisting volgen, soortgelijk met de bellenteller. 

[Jacques]

Ik heb aangegeven dat het principe bedoeld is voor een omgebouwde weegschaal voor uitlezing via de computer. Het normale verwerkingsgedeelte met display wat uitgaat en zich zelf op 0 zet haal je eruit en gebruik je dus niet. Voor jouw CCT zou het ook kunnen, dan moet je de hele CCT in een vaste opstelling op de weegschaal zetten. evt een vergroot plateau aanbrengen.
Je zet dan de weegschaal op 0 (via de computer) met een lege CCT.  En als je hem dan vult met wort heb je het nettogewicht van het wort en kan de computer daarna de vergisting volgen, soortgelijk met de bellenteller.

Voor een doorsnee hobbybrouwer gaat dit denk net iets te ver...

Heb je al bedacht hoe je de uitlezing via de computer gaat doen? Overigens is het wel handig dat je meteen weet hoeveel gewicht je aan bier hebt. Voor het aantal liters moet je rekening houden met met het begin SG. Die waarde heb je natuurlijk sowieso nodig. Je ontkomt er niet aan om aan de gang te gaan met een refractometer of hydrometer. Nadat je het begin SG hebt ingevoerd zou het systeem het volume kunnen berekenen. Voor mij blijft de vraag of een personenweegschaal wel nauwkeurig genoeg is voor deze toepassing. Misschien is dit een handig alternatief?



PS
Zojuist even mijn CCT gewogen: 20.8 kg.

[seed7]

Er zijn diverse Arduino projecten te vinden waarbij men een of meerdere drukopnemers gebruikt.

Ingo

[Ansius]

Het idee spreekt mij wel aan.
Hoe directer hoe beter.
Hoe nauwkeuriger je meet hoe beter.
Praktisch is het ook wel.
Geen gedoe met de ballon.
Zou best wel eens nauwkeuriger kunnen zijn.
Ik volg deze methode met belangstelling.

Succes er mee Hans.

[NewLine]

Leuk project.

Let er wel op dat vele (goedkopere) weegschalen niet constant belast mogen blijven.

[koffie]

Voor een doorsnee hobbybrouwer gaat dit denk net iets te ver...

Heb je al bedacht hoe je de uitlezing via de computer gaat doen? Overigens is het wel handig dat je meteen weet hoeveel gewicht je aan bier hebt. Voor het aantal liters moet je rekening houden met met het begin SG. Die waarde heb je natuurlijk sowieso nodig. Je ontkomt er niet aan om aan de gang te gaan met een refractometer of hydrometer. Nadat je het begin SG hebt ingevoerd zou het systeem het volume kunnen berekenen. Voor mij blijft de vraag of een personenweegschaal wel nauwkeurig genoeg is voor deze toepassing. Misschien is dit een handig alternatief?



PS
Zojuist even mijn CCT gewogen: 20.8 kg.

Mwah .. bellentellers zijn nu ook niet standaardspul en dat wordt ook gewoon gedaan.

Een electronische weegschaal werkt met weerstand, welke weer te meten en uit te lezen is. Ik zie wel heil in dit project 

[hansHalberstadt]

Voor een doorsnee hobbybrouwer gaat dit denk net iets te ver...

Heb je al bedacht hoe je de uitlezing via de computer gaat doen? Overigens is het wel handig dat je meteen weet hoeveel gewicht je aan bier hebt.

Voor mij blijft de vraag of een personenweegschaal wel nauwkeurig genoeg is voor deze toepassing. Misschien is dit een handig alternatief?

Zojuist even mijn CCT gewogen: 20.8 kg.

Het idee is dat de weegschaal het gewicht continue communiceert naar de computer, bv via een Arduino. eenmaal in de coputer kun je het gewicht, samen met het gemeten leeggewicht van de installatie, de eenmalig gemeten beginBrix of begin SG waarde daarna continue alle parameters monitoren zoals huidig SG, Huidige Brix, SVG etc.

Een personenweegschaal of pakketweegschaal heeft een of meer drukopnemers in de vorm van rekstrookjes. Die zitten normaal gesproken in een zogenamade Brug van Wheatstone en de uitgang daarvan gaat naar een versterker en verwerkingsunit.
De Brug van Wheatstone is het hart van het meetsysteem en dat bepaalt de maximaal haalbare nauwkeurigheid. De brug van Wheatstone vergelijkt de waarde van 4 rekstrookjes en daardoor vallen gemeenschappelijke fouten eruit door deze slimme constructie.

De 100 g resolutie en overige nadelige eigenschappen worden bepaalt door
-De nauwkeurigheid van de spanningsreferentie voor de Wheatstone brug
-De versterker (Wheatstone brug levert maar heel klein spanninkje)
-Verwerkingsunit (die zorgt voor de ongewenste reslolutie van 100gram)

Het idee is nu om alles eruit te slopen waar de fabrikant compromissen heeft gesloten en alleen de Wheatstone brug te hergebruiken en te vervangen door nauwkeurige voeding (= Arduino referentie, daarmee valt de voedingsspanningstoleratie weg omdat die dan in teller en noemer zit ivm analoog digitaal omzetting), nauwkeurige versterker en daarna direct over te gaan naar de computer (analoog digitaal converter in de Arduino, Arduino zendt dan het digitale signaal over)

CCT van 20.8 kg is geen probleem, kun je gewoon meenemen in de leeggewicht meting.

Voordeel ix dat je de schaalfactor fout simpel kunt kalibreren door een nauwkeurig bekend gewicht in de installatie te doen of erop te zetten. (De referentie voor mij is dan de weegschaal in de supermarkt want die wordt geregeld gekalibreerd. Ik weeg daar een stuk ijzer en dat is dan mijn referentiegewicht om mijn installatie te kalibreren) kalibratie gebeurt simpel in de software.

[Zooms]

Voor een doorsnee hobbybrouwer gaat dit denk net iets te ver...

Jacques, dat is flauwekul! Er zijn een heleboel hobbybrouwers die bezig zijn met het vinden van technische en technologische oplossingen voor vragen die ze hebben. Sommige van die ideeën 'halen' het, anderen blijken teveel haken en ogen te hebben. Dit leidt tot meer kennis en inzicht. Omarmen dus in plaats van beren op de weg zoeken.

Ik ben hier toevallig zelf kort mee bezig geweest, maar kon toen niet de juiste meetcellen vinden voor een redelijke prijs. Deze benadering is net iets anders waardoor er best wel een levensvatbare oplossing uit zou kunnen komen! Goedkoop Arduino micro pro bordje eraan, wifi module (ESP8266 voor € 3) en je hebt een standalone systeem dat via internet uit te lezen is.

Ik volg dit topic met interesse!

Ronald

[William]

Haalbaarheid (in termen van gevoeligheid) zal staan of vallen met de haalbare resolutie en stabiliteit van het te meten gewicht.

Is zo'n schakeling gevoelig voor temperatuur?

Als je een resolutie / stabiliteit van 10 gram kunt halen dan zou je in mijn geval (typisch 15 liter sg 1065) zo'n 1,3% ADF resolutie kunnen halen. Kwantitatief misschien niet super nauwkeurig maar voldoende om netjes de vorm van een vergistingscurve te meten (en daar is het mij meestal om te doen).

Ik ben benieuwd.

[William]

Ik ben hier toevallig zelf kort mee bezig geweest, maar kon toen niet de juiste meetcellen vinden voor een redelijke prijs. Deze benadering is net iets anders waardoor er best wel een levensvatbare oplossing uit zou kunnen komen! Goedkoop Arduino micro pro bordje eraan, wifi module (ESP8266 voor 3€) en je hebt een standalone systeem dat via internet uit te lezen is.

Ik heb me pas ook verbaasd over de materialen die er op dit gebied zijn.

Met name drukgevoelige folies waarbij je de druk kunt uitlezen. In mijn geval was het folie op de vingertoppen van een handschoen geïntegreerd en zo kon je heel mooi (en op 10 milliseconde resolutie) drukken meten tijdens het oppakken of indrukken van een verpakking.

[Albertus]

Mooi project. Volgens mij kan de meting voldoende nauwkeurig zijn.
Zelf ben ik met iets dergelijks bezig maar dan met het meten van een vast gewicht en volume dat in het wort hangt. Metingen met een weegschaaltje waren succesvol. Ik heb nu een meetmodule met vier rekstrookjes en een 24 bits ad converter met versterker in bestelling. E.e.a. blijft onder de € 10 , je blijft je inderdaad verbazen over wat er (voor weinig) te koop is.

Moeilijk punt blijft (zoals NewLine opmerkte) of de rekstrookjes permanent belast kunnen blijven.

Bert

[hansHalberstadt]

Haalbaarheid (in termen van gevoeligheid) zal staan of vallen met de haalbare resolutie en stabiliteit van het te meten gewicht.

Is zo'n schakeling gevoelig voor temperatuur?

Als je een resolutie / stabiliteit van 10 gram kunt halen dan zou je in mijn geval (typisch 15 liter sg 1065) zo'n 1,3% ADF resolutie kunnen halen. Kwantitatief misschien niet super nauwkeurig maar voldoende om netjes de vorm van een vergistingscurve te meten (en daar is het mij meestal om te doen).

Ik ben benieuwd.

Temperatuurgevoeligheid valt uit de brug van Wheatstone, maar de schalingsfactor van de sensors zelf is wel temperatuurgevoelig, maar kun je voor compenseren in de software als je ook een temperatuursensor toevoegt. (Mocht dat nodig zijn)

15 liter SG 1065 heeft ca 1600 gram suiker en levert ca 875 g restsuiker en 900 g CO2 die 900 g is dus wat het gewicht afneemt en levert ca 75% SVG. Als het even simpel evenredig is dan heb je dus 900/75=12 gram afname per % SVG.

De resolutie van een weegschaal is normaal gesproken kleiner als het maximaal te meten gewicht kleiner is. We zullen moeten zien of dat lukt. evt compenseren met vast gewicht zodat je minder hoeft te meten, zo werkt een balans ook.

[bierhenkie]

Temperatuurgevoeligheid valt uit de brug van wheatstone, maar de schalingsfactor van de sensors zelf is wel temperatuurgevoelig, maar kun je voor compenseren in de software als je ook een temperatuursensor toevoegt. (mocht dat nodig zijn)

15 liter SG 1065 heeft ca 1600 gram suiker en levert ca 875 g restsuiker en 900 g CO2 die 900 g is dus wat het gewicht afneemt en levert ca 75% SVG. Als het even simpel evenredig is dan heb je dus 900/75=12 gram afname per % SVG.

De resolutie van een weegschaal is normaal gesproken kleiner als het maximaal te meten gewicht kleiner is. We zullen moeten zien of dat lukt. evt compenseren met vast gewicht zodat je minder hoeft te meten, zo werkt een balans ook.

De meesten zullen dan toch ook al temperatuurgestuurd vergisten dus een sensor is aanwezig, of je systeem bouw je uit met een temperatuurregeling.

Is in deze samenwerking met Henielma niet voor de hand liggend?
Kennis en 90% van de hard en software is bij hem aanwezig.

[Jacques]

Mwah .. bellentellers zijn nu ook niet standaardspul en dat wordt ook gewoon gedaan.

Het aantal hobbybrouwers dat een bellentellers is zeer beperkt. Naar mijn idee omdat het systeem de meeste hobbbybrouwers ook te ver gaat.

Mijn inziens kun je als hobbybrouwer je beter richten op zaken die de kwaliteit van je bier echt verbeteren dan aan dit soort technische snufjes die weliswaar meer inzicht geven in het verloop van het vergistingsproces maar daarin geen directe verbetering brengen.

Maar als het allemaal betrouwbaar werkt en je niet zelf met een soldeerbout aan de slag moet wil ik zo'n systeem ook wel hebben. Ik ben niet vies van technische snufjes... Tot die tijd ben ik wat septisch of het wel mogelijk is een betrouwbaar systeem te bouwen. Maar sls dat lukt dan is het misschien een idee om het idee commercieel uit te bouwen en het product in een nette versie kant en klaar aan te bieden voor hopelijk niet te veel geld.

[hansHalberstadt]

Mijn inziens kun je als hobbybrouwer je beter richten op zaken die de kwaliteit van je bier echt verbeteren dan aan dit soort technische snufjes die weliswaar meer inzicht geven in het verloop van het vergistingsproces maar daarin geen directe verbetering brengen.

Nu meet in elke dag  2 x met de refractometer om de gisting te volgen. Waar het mij vooral om gaat is om het juiste moment te bepalen wanneer de gisting ten einde is, want net daarvoor zet ik het roerwerk uit en begin ik met langzaam de temperatuur  te verlagen, zodat  tijdens de koude bezinking nog net een beetje actieve gisting plaatsvindt om te voorkomen dat er lucht wordt aangezogen bij het afkoelen. Als dat automatisch kan scheelt dat weer werk. Andere reden is dat je zo goed je gist kunt karakteriseren en later terug kan redeneren als er iets is misgegaan zodat je ervan kunt leren.
Heeft dus wel degelijk tot doel om verbeteringen te krijgen in de smaak en het proces reproduceerbaar te krijgen.   

[Jacques]

Nu meet in elke dag  2 x met de refractometer om de gisting te volgen. 

Meten is weten zegt men wel eens. Voor mij is het controleren van de vergisting en mede daarmee het sturen van de vergisting veel belangrijker dan het continu volgen van het SG. Zo nu en dan meten met een refractometer of hydrometer volstaat. Maar ieder zijn ding.

Roeren van mijn gistende bier met een roervlo aan de buitenkant van het vat ga ik snel doen. Met mijn rvs CCT gaat dat ook niet werken.
Om te zien dat de vergisting bijna is afgelopen kun je kijken naar het waterslot. Geen high tech maar wel heel erg goed te volgen...

Maar nogmaals als het helemaal werkt zou ik het ook wel willen hebben als gadget.

[Albertus]

Het idee is nu om alles eruit te slopen waar de fabrikant compromissen heeft gesloten en alleen de Wheatstone brug te hergebruiken en te vervangen door nauwkeurige voeding (= Arduino referentie, daarmee valt de voedingsspanningstoleratie weg omdat die dan in teller en noemer zit ivm analoog digitaal omzetting), nauwkeurige versterker en daarna direct over te gaan naar de computer (analoog digitaal converter in de Arduino, Arduino zendt dan het digitale signaal over)

Kijk eens naar de HX711, in deze chip zit een versterker en een ad omzetter. Voor een paar euro heb je een moduul met dit IC dat je meteen op de Arduino kunt aansluiten. Vier draadjes van de Wheatstone brug, +vcc, gnd en twee aansluitingen voor de analoge ingangen van de Arduino. Er is software (hx711.h) voor de Arduino. Ik had in een kwartier een werkende opstelling.

Bert

[hansHalberstadt]

Kijk eens naar de HX711, in deze chip zit een versterker en een ad omzetter. Voor een paar euro heb je een moduul met dit IC dat je meteen op de Arduino kunt aansluiten. Vier draadjes van de Wheatstone brug, +vcc, gnd en twee aansluitingen voor de analoge ingangen van de Arduino. Er is software (hx711.h) voor de Arduino. Ik had in een kwartier een werkende opstelling.

Bert

Ziet er inderdaad leuk uit. Een en ander staat of valt met de nauwkeurigheid, vooral offset drift en temperatuur van de ingangsversterker. Heb je een idee wat de gevoeligheid is van zo'n loadcell?
 

[Oscar]

Nu meet in elke dag  2 x met de refractometer om de gisting te volgen.

Pfff... Sorry maar daar zie ik het nut echt niet van in.

Heeft dus wel degelijk tot doel om verbeteringen te krijgen in de smaak en het proces reproduceerbaar te krijgen.   

Denk je nu echt dat kleine commerciële brouwerijen op dit niveau kunnen handelen of zelfs grote? Ieder zijn ding, en als je er plezier aan beleeft, vooral doorgaan zou ik zeggen, maar ik denk dat je er weinig tot geen kwaliteitsverschil mee zult behalen. En nee, dat kan ik niet beargumenteren...

[Albertus]

Ziet er inderdaad leuk uit. Een en ander staat of valt met de nauwkeurigheid, vooral offset drift en temperatuur van de ingangsversterker. Heb je een idee wat de gevoeligheid is van zo'n loadcell?

Een loadcell is in allerlei gevoeligheden te koop. Ik heb er een gekocht voor 100 gram, gewichtjes van een half, een en twee gram leverden geen probleem op.
Meteen na nul-stelling is de meting reproduceerbaar, maar wanneer je de zaak aan laat staan krijg je verloop. De stabiliteit gaat het grote probleem gaat worden wanneer je continue wilt meten. Ik moet nog bekijken of dit een temperatuurprobleem is en, zo ja, of dat te compenseren is.

Bert

[hansHalberstadt]

Een loadcell is in allerlei gevoeligheden te koop. Ik heb er een gekocht voor 100 gram, gewichtjes van een half, een en twee gram leverden geen probleem op.
Meteen na nul-stelling is de meting reproduceerbaar, maar wanneer je de zaak aan laat staan krijg je verloop. De stabiliteit gaat het grote probleem gaat worden wanneer je continue wilt meten. Ik moet nog bekijken of dit een temperatuurprobleem is en, zo ja, of dat te compenseren is.

Bert

Dat vermoedde ik al. Het zal niet voor niets zijn dat keukenweegschalen en personenweegschalen maar zo kort aan staan. We willen naar een stabiele uitkomst, bv
15 liter SG 1065 heeft ca 1600 gram suiker en levert ca 875 g restsuiker en 900 g CO2 die 900 g is dus wat het gewicht afneemt en levert ca 75% SVG. Als het even simpel evenredig is dan heb je dus 900/75=12 gram afname per % SVG, m.a.w. we moeten binnen ca 0.08% van het totaalgewicht stabiel kunnen wegen om 1% SVG nauwkeurigheid te kunnen halen. Dat haal ik met mijn keukenweegschaal wel (2 gram per 5000g=0.04%) als stabiliteit een probleem is zou je kunnen overwegen om je gistingsvat op een plateau te zetten en dat met een motor met vertraging iets op te tillen zodat je geen gewicht op de weegschaal hebt staan. Dan eerst weegschaal aanzetten en nullen, dan het plateau laten zakken en het gewicht meten. Kan maar maakt de zaak alweer een stuk complexer.     

[seed7]

Kan maar maakt de zaak alweer een stuk complexer.     

Kun je met een "hoge" frequentie uitzetten aanzetten tarreren en verrekenen met de vorige meting?

Ingo

[hansHalberstadt]

Kun je met een "hoge" frequentie uitzetten aanzetten tarreren en verrekenen met de vorige meting?

1 keer meten per uur zal voldoende zijn. met die frequentie is alles mogelijk lijkt mij. Tijd tussen nullen en meten zal enkele seconden zijn. maar dit soort constructies met hijsmechanismes etc. zou je eigenlijk moeten vermijden.

Je kunt dus beter eerst kijken waardoor de zaak verloopt en zien of je daar iets kunt verbeteren. Je praat over een nauwkeurigheid van enkele microvolten die je moet meten om 50 gram van 50 kg te kunnen onderscheiden. Zo'n fout (drift, temperatuurcoefficient) heb je al snel te pakken aan de ingang van de meetversterker. Ook de referentiespanning van de AD converter en de voeding van de meetbrug moeten zo stabiel zijn, dus aan elkaar gekoppeld en liefst dezelfde spanning. eea is misschien op te lossen met autozero techniek. Ik weet niet of dit soort techniek al in een IC als de HX711 zit.       

[Albertus]

Ook de referentiespanning van de AD converter en de voeding van de meetbrug moeten zo stabiel zijn, dus aan elkaar gekoppeld en liefst dezelfde spanning.

Dit is dezelfde bron omdat ze beide in één chip zitten, in de chip zit een spanningsregelaar. Zie datablad.

Ik heb wel gezien dat de temperatuur de meting beïnvloedt, maar ik moet nog uitzoeken of dit door de loadcell komt of de HX711 (of beide  ).

Bert

[hansHalberstadt]

Dit is dezelfde bron omdat ze beide in één chip zitten, in de chip zit een spanningsregelaar. Zie datablad.

Ik heb wel gezien dat de temperatuur de meting beïnvloedt, maar ik moet nog uitzoeken of dit door de loadcell komt of de HX711 (of beide  ).

Bert

Volgens de spec heb je een temperature drift van 6nV/ ºC en gain variatie van 5ppm/ ºC. Dat is voldoende. als je dan toch nog temperatuur problemen hebt komt dat mogelijk toch door de sensor zelf.
ander issue volgens spec is de drift van de offsetspanning van 200-400uVolt. dat is al 1% van de volle schaal, dus 500gram op de 50kg. Dat is te veel vrees ik als je naar een nauwkeurigheid wilt van een factor 10 beter.

Je zou zo,n cel eens moeten meten met een heel nauwkeurige voltmeter. Misschien kan ik dat op het werk eens doen.
 

Het probleem zit denk ik in de   

[hansHalberstadt]

Inmiddels iets verder gekomen. Oude personenweegschaal met 1 druksensor genomen en er een stekkertje tussen gebouwd zodat ik dat naar zowel op het originele printje kan aansluiten en op een zelfbouw printje. Daarop zitten 2 OP07 opamps met zeer lage offset drift (2uV/ ºC en 0.4uV per maand) die ik 500 x laat versterken. De uitgangsspanning is dan meetbaar met een universeelmeter. Resultaat is dat het gemeten gewicht van 5 kg ca 40 gram verloopt binnen 2 uur. Dat is niet echt om over naar huis te schrijven.   

De weegschaal kan 150 kg meten en met de 500x versterking meet ik ca 56 millivolt voor 5 kg gewicht. Daarmee kun je terugrekenen dat de drukopnemer een spanning produceert van ca 20 nanovolt per gram. Met een verloop van 400 nv per maand en 2000 nV per  ºC kun je al zien dat er al 20 gram per maand verloop is en nog eens 100 gram per  ºC omgevingstemperatuur variatie van de elektronica. 

Het verloop van de druksensor is onbekend.
Een en ander laat zien dat de elektronica beter moet, oa  slimme autozero schakeling rond de OP07 is zeker nodig. Als het meezit (als de sensor het toelaat) kun je dan misschien 10 gram nauwkeurigheid halen op de 50 kg. Dan kun je voor 50 liter bier binnen 0.2% de SVG volgen.
Of dat gaat lukken is echter nog zeer de vraag.

[Albertus]

Na wat experimenteren bleek dat de opstelling van sensor en HX711 temperatuurgevoelig was en bovendien was er een "zwabberen"van de meetwaarden die niet temperatuurgerelateerd was.
Ik heb een DS18B20 tegen het aluiminium van de weegsensor gemonteerd om te proberen een temperatuurcorrectie te maken. Het "zwabberen van de meetwaarden was verdwenen toen ik het aluminium van de sensor met GND verbond en de HX711 met koperfolie had afgeschermd (er bestaan ook HX711 modules waarbij het IC is afgeschermd: "Anti-Jamming").
Vandaag eens kijken of temperatuurcorrectie voldoende nauwkeurigheid biedt.

Bert

[hansHalberstadt]

Na wat experimenteren bleek dat de opstelling van sensor en HX711 temperatuurgevoelig was en bovendien was er een "zwabberen"van de meetwaarden die niet temperatuurgerelateerd was.
Ik heb een DS18B20 tegen het aluiminium van de weegsensor gemonteerd om te proberen een temperatuurcorrectie te maken. Het "zwabberen van de meetwaarden was verdwenen toen ik het aluminium van de sensor met GND verbond en de HX711 met koperfolie had afgeschermd (er bestaan ook HX711 modules waarbij het IC is afgeschermd: "Anti-Jamming").

Volgens de HX711 spec heb je 6 nV/ ºC temperatuur drift. Dat is minder dan een gram fout per  ºC temperatuurvariatie, echter een input offset drift van 200 uV vergeleken met een gevoeligheid van ca 20 nV per gram lijkt me een paar ordegrootttes te slecht om continue te kunnen wegen.
Ik vrees dat de HX711 dus alleen geschikt is om te meten binnen enkele seconden na zeroing.
     

[Albertus]

Ik vrees dat de HX711 dus alleen geschikt is om te meten binnen enkele seconden na zeroing.

Ja dat vrees ik ook. Ik krijg de zaak niet stabiel, de afwijking hang namelijk ook nog af of de sensor opwarmt of aan het afkoelen is.
Hoewel de fout binnen de +/- 0,2 gram (op de 100) blijft vind ik dat niet voldoende om SG metingen mee te doen. Met name voor het einde van de vergisting is de foutmarge te groot.

Toch wel weer een leuk experiment.

Bert

[hansHalberstadt]

Ja dat vrees ik ook. Ik krijg de zaak niet stabiel, de afwijking hang namelijk ook nog af of de sensor opwarmt of aan het afkoelen is.

Ik zal vanavond eens kijken wat er gebeurt met mijn sensor bij verwarmen. Kun je een beeld krijgen hoeveel de sensor bijdraagt aan de afwijking? voordeel van een gistingskast is wel dat je juist te omgevingstemperatuur strak regelt.

Als ik toesta om de zaal te nullen dan ga ik het zeker halen binnen 10 gram stabiel. Nullen kan denk ik redelijk simpel met het type weegschaal die ik heb waarbij de mechanische constructive het gewicht op de 4 hoekpunten sommeert voor 1 sensor. er zit een arm in met overbrenging 1:15, dus een simple motortje met schroefdraad en een moertje wat als een soort krik werkt en met 2 uswitches voor eindstand detectie  kan tijdelijk het drukpunt op de sensor optillen om te nullen. daarna het motortje andersom laten draaien om het drukpunt weer vrij te geven om te wegen.
 

[Albertus]

Ik zal vanavond eens kijken wat er gebeurt met mijn sensor bij verwarmen. Kun je een beeld krijgen hoeveel de sensor bijdraagt aan de afwijking? voordeel van een gistingskast is wel dat je juist te omgevingstemperatuur strak regelt.

Ik heb de sensor en het IC ook apart verwarmd door er een lamp boven te houden. De meeste afwijking ontstond in de sensor.
Bij gebruik van een nulstelling en stabiele temperatuur moet het wel lukken lijkt me.

Bert

[hansHalberstadt]

Ik heb de sensor en het IC ook apart verwarmd door er een lamp boven te houden. De meeste afwijking ontstond in de sensor.

Een lamp geeft wel een te pessimistisch beeld denk ik omdat die het IC of de sensor van 1 kant aanstraalt en daardoor veel meer temperatuurgradienten en daardoor mechanische spanningen geeft. daar is een IC en sensor heel gevoelig voor. in een gistingskast heb je veel meer geleidelijke temperatuurverschillen. Je zou een beter beeld krijgen door het spul in de gistingskast te zetten, bv eerst een uur op 20 en dan een uur op 30 ºC.

Je kunt ook nog de HX711 inputs via een reedrelays omschakelen tussen de 2brug outputs en beide aan dezelfde brugtak (=0V deltaV) en dan de daarvan de digitale waarde bepalen en verrekenen met de meetwaarde voor 2brug outputs. Dan heb je de HX711 feitelijk geautozerod, alleen de meetbrug zelf niet.
       

[Albertus]

Een lamp geeft wel een te pessimistisch beeld denk ik omdat die het IC of de sensor van 1 kant aanstraalt en daardoor veel meer temperatuurgradienten en daardoor mechanische spanningen geeft. daar is een IC en sensor heel gevoelig voor. in een gistingskast heb je veel meer geleidelijke temperatuurverschillen. Je zou een beter beeld krijgen door het spul in de gistingskast te zetten, bv eerst een uur op 20 en dan een uur op 30 ºC.

   

De lamp heb ik alleen gebruikt om mogelijke verschillen in temperatuurafhankelijkheid tussen het ic en de sensor te kunnen zien. Alle andere temperatuur experimenten voerde ik uit door de verwarming in de kamer laag (16 ºC) of hoog (25 ºC) te zetten. Een gistkast zal dat niet verbeteren.
Misschien ga ik toch nog kijken naar een opstelling waarbij ik de nul-stelling gebruik, hoewel ik niet verwacht dat de temperatuurstabiliteit dan beter is.

Bert 

[hansHalberstadt]

Wegens andere prio moet ik dit project voorlopig helaas even aan de kant zetten.
Ik kom er nog op terug als ik er weer tijd aan kan besteden.

[Albertus]

Jammer dat je moet stoppen.

Mijn idee blijkt niet nauwkeurig genoeg. Ik heb de opstelling in de gistkast gezet (uitlezing via LAN) om bij een gelijkblijvende temperatuur de metingen te kunnen doen na nulstelling.
Hoewel de proef nu stabielere resultaten opleverde was de nauwkeurigheid (ong ± 0,2 op 100) niet voldoende. Op naar het volgende experiment.

Wel leuk om te zien dat de STC-1000 de temperatuur tot op 0,1 ºC gelijk houdt.

Bert

[hansHalberstadt]

Naast het rekstrookje als basis voor een weegschaal is er ook nog een ander principe gebaseerd op een trillende snaar.
zie bv www.dspe.nl/cms_file.php?fromDB=418&forceDownload
Vergelijk het maar met een gitaarsnaar. Hoe hoger de spanning, hoe hoger de toon.
het blijkt nu dat de toonhoogte 1% verandert als de spanning (het gewicht waarmee je de snaar belast) 2% verandert.
het mooie is dat frequentie heel goed te meten is met computers.
Nog nauwkeuriger wordt het als je 2 snaren gebruikt. 1 met een referentiegewicht eraan en 1 met het te meten gewicht.
Daarmee kun je gemeenschappelijke fouten elimineren (bv lengte verandering van de inklempunten en temperatuurverandering)
Ik verwacht dat het mogelijk is om met dit principe op een heel nauwkeurige manier de SVG te meten met relatief simpele elektronica.

[Albertus]

O, wordt dat bedoeld met de snarentheorie    .

Ik ben benieuwd naar de nauwkerigheid en vooral naar de temperatuurstabiliteit. Als de snaar uitzet/krimpt verandert de lengte en dus de frequentie, softwarematig corrigeren? Met twee gewichten ben je dat probleem ook kwijt.

Bert

[hansHalberstadt]

O, wordt dat bedoeld met de snarentheorie    .

Ja, gelukkig werkt deze snaartheorie maar in 1 dimensie. Gisting volgen met de gitaar dus ipv bellenteller.

Als de snaar uitzet/krimpt is dat niet zo erg. Het idee is dat hij op een rolletje loopt dus als hij uitzet blijft de afstand wel hetzelfde. De afstand tussen rolletje en inklempunt is wel van belang. Dat kan door temperatuurvariaties ook variëren, maar als je het met 2 snaren doet is dat effect gemeenschappelijk dus valt er weer uit. Je kunt dan de verschilfrequente meten tussen de 2 snaren.
Het idee is dat de snaren door een elektronisch circuit in oscillatie gehouden worden.

[seed7]

"klinkt" heel erg naar Coriolis meters, daar bepaal je de verandering in resonantie frequentie van een met vloeistof gevulde buis. Daarmee kun je naast de massa stroom ook de densiteit bepalen (b.v. Brooks Quantim)

Ingo

[hansHalberstadt]

Inmiddels weer een oude weegschaal beschikbaar met 4 opnemers, aangesloten op mijn al eerder gebruikte versterkertje van 500x



Afgesteld op 1000 mV zonder gewicht en geeft dan 1057 mv aan met 3850 gram erop.
 

[hansHalberstadt]

Dit is het versterkertje met nulpuntsafstelling met op OP07 operational amplifiers.
de 4 opnemers heb ik in een brugschakeling opgenomen net zoals deze in de originele wegschaal zat.
node N3=3Volt, node N1 is aarde en node n2, n4 zijn de meetingangen naar de versterker.
zo meet de brug de som van de signalen van de 4 opnemers en die wordt dan 500 x versterkt.
de gevoeligheid van de brug is in dit geval dan 29.6 nanovolt/ gram. 

nu verder kijken naar drift van het nulpunt om te zien of deze constuctie bruikbaar is om het SG mee te meten tijdens de gisting.

[Albertus]

Leuk dat je het experiment voortzet. Ik ben heel benieuwd.

Bert

[hansHalberstadt]

De drift op de offset was toch redelijk groot. Komt mogelijk omdat R9 te klein was zodat de instelpotmeter veel te veel invloed had op de brug. Inmiddels R 9 aangepast naar 500 kOhm op basis van de brugongelijkheid van 1.5 mV gemeten bij 3V spanning over de brug. R1 en R2 ook aangepast naar 1Mohm zodat ze samen ook 500 kOhm zijn op de andere kant van de brug (nodig om gelijke gevoeligheid te krijgen in alle hoeken van de weegschaal)

Weegschaal staat nu met ca 25 kg gewicht erop om te zien of het nulpunt verloopt als ik straks het gewicht eraf haal.
Met onderstaande nulling constructie kun je de steeds ijken bij elke meting

idee is een balg van 2 rond houten platen met binnenband van fiets eromheen. Eea kun je oppompen met aquariumluchtpomp. 40 cm diameter met 50mbar levert al meer dan 60 kg kracht. Hiermee kun je de weegschaal optillen en tegen de gistingsemmer aandrukken en zo komt het volle gewicht op de weegschaal. Bals leeg laten lopen en het gewicht komt op de draagsteunen en je kunt dan de weegschaal nullen.
Eea te besturen via Arduino.
Maar misschien is de zaak ook al voldoende nauwkeurig zonder nullen en dan kun je gewoon het gistingsvat op de weegschaal laten staan gedurende de gisting.

[hansHalberstadt]

Toch redelijk veelbelovend op dit moment. 25 kg de hele avond op de weegschaal gezet 1000 mV zonder gewicht en met 23 kg erop ca 1400 mV. Na weghalen weer keurig 1000 mV. als je SG wilt meten van bv 50 liter bier met SG=1060 dan is dat 53000 gram. 1 SG punt komt dan overeen met 50 gram en dat komt weer overeen met 0.77 mV. dus voor ±2 SG punten wat overeenkomt met een standaard hydrometer moet je ca 1.5 mV kunnen meten. Lijkt dus te kunnen. Met nulling kan het zeker.

[tdp]

Hans, mooi om te zien dat je dit weer opgepakt hebt! Lees je topics altijd met veel interesse!

[hansHalberstadt]

Afgelopen dagen verder gekeken naar de weegschaal. Met een gewicht van 27.3 kg op de weegschaal komt de uitgangsspanning van de meetschakeling keurig binnen 1mV terug op de originele waarde na weghalen van de 27kG. Daarmee lijkt de weegschaal een verwaarloosbaar geheugen effect te hebben, dus hoef je hem niet bij iedere meting te nullen door het gewicht eraf te halen.

De meetversterker moet dan wel heel goed zijn en geen verloop hebben van bv offsetspanning van de versterkers. De gebruikte OP07 opamp is al heel goed, maar de vereiste 50 gram tolerantie voor 1 SG punt afwijking bij 50 liter bier (39nV/g gevoeligheid van de weegbrug) vereist dat het offsetverloop kleiner is dan 2uV. Dat wordt toch lastig, ook voor deze goede opamps.

Oplossing hiervoor is een zogemaande chopperversterker constructie. Daarbij sluit je de ingangs spanning op de weegbrug (brug van wheatstone : https://nl.wikipedia.org/wiki/Brug_van_Wheatstone) eerst positief aan en dan omgekeerd. De uitgangsspanning van de versterkers gaat dan ook positief en negatief tov de evenwichts stand, maar als je nu het verschil neemt van beide uitgangsspanningen dan vallen alle offsets van versterkers eruit.
Wat ik dus wil doen is eerst de brug op een positieve referentiespanning aansluiten (3V via TL431 spanningsreferentie) en dan vervolgens andersom via relais met 2 wisselcontacten.
dan 2 x meten. 1e keer met positieve spanning op de brug, resultaat inlezen via analoge ingang van Arduino. vervolgens brug andersom aansluiten via relais in andere stand en resultaat weer inlezen via analoge ingang van Arduino. Dan beide van elkaar aftrekken en dan heb je een zeer nauwkeurige waarde die overeen komt met het gewicht en dus een bekende relatie geeft met het te meten SG.

Hier een plaatje van de simulatie setup in LTspice.
bv Vout meten op t=0.9s en 1.4 s en verschil bepalen. in de simulatie is dat gedaan door het signaal out 0.5s te vertragen zodat op het zelfde moment het originele en vertraagde signaal er zijn zodat je beide van elkaar kunt aftrekken. test met verschillende offsetspanning laat inderdaad zien dat die eruit valt.





 

[hansHalberstadt]

Voor een resolutie van minder dan 1 SG punt (=50 gram voor 50 liter wort) heb je 3.9 uV signaal op de weegbrug met aan Arduino met 5 V analoge input met 1024 stapjes heb je 4.9mV per stapje. Dus moet de meetversterker minimaal 4.9 mV/3.9 uV=1250 x versterken. Als je wilt meten van SG=1100 tot SG=1000 voor 50 kg dan moet je 5 kg verschil kunnen meten en dat is 490 mV. Maar het is beter om het maximale bereik van de analoge input van de Arduino te benutten met wat marge. Stel dat je analoge input dan nominal op 2.5 V staat en kan variëren van 1 V tot 4 V bij 5 kg =3 V dan is de benodigde versterking dus +/-1500 mV bij een brugsignaal van 5000*39 nV= +/-195 uV dus versterking is dan 13000 x maximaal. met wat extra marge lijkt een versterking van 5000 x in de praktijk een goede keuze. (resolutie is dan 0.25 SG punt)

De procedure om te meten in de praktijk is dan als volgt:
1) Zet het gistingsvat op een normale personenweegschaal en meet het totale gewicht en noteer dat. Meet ook het begin SG of Brix.
2) zet gistingsvat op de 'SG weegschaal'
3) stel met de instellingsknop de SG weegschaal af zodat deze 0 aangeeft (begin ijking)
3) geeft in het bijbehorende programma de volgende inputs
    -totaal gewicht
    -leeggewicht gistingsvat
    -begin SG
4) nu kan het meten beginnen. Elke gram afname van het gewicht levert +/- 195uV signaal naar de Arduino (2 meetcicli met meetbrug positief en negatief) en die berekent hieruit het momentane SG op basis van de ingegeven waarden (totaal gewicht, leeggewicht vat en opgegeven begin SG) 
         

[hansHalberstadt]

Inmiddels de schakeling met omschakelbare brugpolariteit en 5000x versterking (voorlopig via dubbele wisselschakelaar in de testschakeling) gebouwd en aangesloten op de weegschaal. via een instelpotmeter kan ik de brug afstellen zodat die geen signaal afgeeft na 5000x versterking van (Vbias+deltaV of Vbias-deltaV bij schakelaar in beide standen met deltaV=0mV en Vbias ingesteld op 2.5 V ) met het volle gewicht erop (27 kg watertank plus 3500 g ijzer)

Met 1000 gram extra gewicht geeft de schakeling deltaV=+/-140 mV
Na 1 dag met volle gewicht erop bleek dat  deltaV nog steeds minder dan een paar mV was. Dat betekent dus dat je een verloop hebt van minder dan een SG punt over een dag tijd. Dat lijkt veelbelovend.
Wel is het zo dat Vbias al snel 100 mV of meer kan verlopen. Dat is op zich niet erg omdat Vbias bij het meten eruit valt, maar Vbias mag niet te ver verlopen anders valt de te meten spanning niet meer binnen de 0-5V van de Arduino analoge ingang. Optie is om Vbias via de Arduino steeds bij te tunen.
Zoals het er nu naar uit ziet is het dus mogelijk om het SG te volgen van ca 30-50 liter bier met waarschijnlijk 1 SG punt nauwkeurigheid met een simpele omgebouwde personenweegschaal (met 4 opnemers) van ca 20 euro.

[hansHalberstadt]

Vanavond de weegschaal voorzien van 2 nette afgeschermde kabels en de testprint weer aangesloten. Met zulke kleine spanninkjes van microvolten zie ik dat je last krijgt van thermo elektrische effecten door zeer lokale temperatuurvariaties gaan de aansluitdraden ook spanningkjes maken als de temperatuur lokaal verandert. Dat blijkt de hoofdreden waardoor de bias instelling verloopt. door het geheel straks in een kastje in te bouwen verwacht ik daar geen last meer van te hebben omdat de temperatuur dan egaal gelijk is in het kastje of overal even snel verandert.

Je ziet wel heel mooi dat toevoegen van bv 50 gram bij een gewicht van 30 kg bij de ene stand van de schakelaar 10 mv erbij komt en in de andere stad er 10 mV afgaat. Dat toont aan dat het idee werkt en je 50 gram nauwkeurig kunt onderscheiden op een gewicht van 50 kg.

Morgen verder met de Arduino.   

[hansHalberstadt]

Het probleem lijkt toch veroorzaakt te worden door het principe van de schakeling. Er is een opamp gebruikt me input clamp diodes en die zorgt voor een ongewenst meekoppeleffect op de andere opamp en ook een latch toestand.

Vandaag de constructie vervangen door een echte instrumentatie versterker

bijgaande meetdata in Excel gestopt. met 30 kg op de weegschaal en bij 30 kg delta (verschil tussen digitale waardes met Arduino met schakelaar in stand 0 en 1) op 0 afgesteld.
andere grafiekjes zijn bij 53 g, 204 g en 1000 g extra tov 30 kg
er is een lineair verband tussen delta AD waarde en het gewicht volgens:
gewicht=9.7xdeltaAD-24.
Voor 27 kg komt 1 SG punt overeen met 27 gram en bij 50 kg is dat 50 g
dus SG bepaling op 1 SG punt lijkt zeker mogelijk met dit systeem.
Nu nog kijken hoe eea verloopt over temperatuur en tijd.

[hansHalberstadt]

Hier een voorbeeld van een meting die ik gisteren herb gedaan met de arduino analoge input aangesloten op de weegschakeling.

je ziet horizontaal de genomen samples en verticaal de gemeten AD waarde (van 0 tot 1023) bij sample 40 en 66 schakel ik met een wisselschakelaar de andere polariteit in van de spanning op de meetbrug van de weegschaal De gewicht informatie zit in het verschil tussen beide situaties a -b, in dit voorbeeld zit de stand a rond AD=512 en de stand b rond AD=538 dus a-b=26. (overeenkomend met 204 gram gewichtsafname tov het nullingnivo van in dit geval 30 kg) De ruis is ca 4 AD waardes, maar die kun je uitfilteren door het gemiddelde te nemen van bv 100 samples. Dat ga ik allemaal nog implementeren in de software.

als de zaak straks goed werkt dan kun je de weegschaal laten nullen met het gistingsvat erop aan het begin van de gisting. Het systeem regelt dan de weegbrug zodanig af dat a-b nul wordt. Als dan het gewicht langzaam afneemt omdat het SG zakt wordt a-b steeds groter en is een nauwkeurige maat voor het SG.

Vanavond ga ik nog een keer meten of het nullingsnivo is verlopen en of het temperatuurafhankelijk is.     

[hansHalberstadt]

Gisteren een eerste schatting gemaakt van het verloop over temperatuur en tijd.
Na een dag blijkt bij dezelfde omgevingstemperatuur het gemeten gewicht nauwelijks te verlopen. De temperatuur invloed is echter wel aanwezig en wordt veroorzaakt in de weegschaal.
Bijgaande Excel sheet laat de resultaten zien.
Ik heb gemeten bij 30 kg gewicht op de weegschaal en de uitkomt om 0 geregeld bij 13 ºC en 30 kg (gemeten waarde is dan 1.21)
Met 204 g extra gewicht meet ik 21.95
Daarna temperatuur van de meetruimte verhoogd naar 23 ºC en 2 uur gewacht voor ik gemeten heb
30 k g+ 0 g, 23 ºC :gemeten waarde=-39.2
30 kg + 203 g, 23 ºC :gemeten waarde=-18.2

Op  basis hiervan kun je concluderen dat de schaalfactor nauwelijks temperatuurafhankelijk is (-39.2-18.2=21.0 en 21.95-1.21=20.7=9.7gram/eenheid)  maar het nulpunt wel ca 40 eenheden verloopt per 10 ºC=4 eenheden/ ºC en dat is dus ca 39 gram/ ºC en dat komt weer overeen met ca 1 SGpunt verloop per  ºC omgevingstemperatuur verloop bij 40 liter bier

Om nauwkeurig te kunnen meten ga ik daarom nog een temperatuurcompensatie via een sensor in de weegschaal toevoegen.   

[hansHalberstadt]

Gisteren en vandaag verder nagedacht over de temperatuurcompensatie.
Volgens de LTspice simulaties gaat dat lukken met een PWM signaal vanaf de Arduino. Hiermee kan ik in 256 stappen een temperatuurcompensatie toepassen met onderstaand principeschema. Er zit een filter in (C2,C3,C4 en R6,R7,R10,R11) wat het pwm signaal omzet naar een gelijkstroom zodat het meetsignaal nog steeds binnen digitale waarde (0-1024) blijft.

Er komt dan een temperatuursensor in de weegschaal  en via aan tabel in de software kan ik dan een volledige temperatuurcompensatie doen.
 

[Petertje]

Is de temperatuur compensatie echt nodig? De massa van de totale vloeistof is onafhankelijk van de temperatuur, het is alleen het volume dat wijzigd. Zou je de temperatuur schommelingen niet kunnen afvangen door de weegschaal te isoleren? Nu ga je mogelijk de weegschaal corrigeren op een temperatuur gemeten in het gistvat.

[hansHalberstadt]

Is de temperatuur compensatie echt nodig? De massa van de totale vloeistof is onafhankelijk van de temperatuur, het is alleen het volume dat wijzigd. Zou je de temperatuur schommelingen niet kunnen afvangen door de weegschaal te isoleren? Nu ga je mogelijk de weegschaal corrigeren op een temperatuur gemeten in het gistvat.

Het gaat om het temperatuurverloop van de weegschaal zelf, niet om dat van het gistende bier, het SG daarvan wordt immers altijd verrekent naar 20 ºC en door opwarmen wordt het gewicht van je wort niet anders.
De weegschaal verloopt ca 40 gram per graad Celsius. maw: als de temperatuur in de gistingskast 1 graad verandert dan maakt de weegschaal een fout van 40 gram en dat is al snel 1 SG punt. vandaar de compensatie via temp sensor in de weegschaal. De temperatuur in je gistingsruimte kan makkelijk een paar graden variëren als je de temperatuur van je wort naar constante temperatuur regelt.

[hansHalberstadt]

Mbt de (ongewenste) temperatuur afhankelijkheid van de weegschaal ben ik nog eens wat verder na gaan denken. Ik denk dat ik nu begrijp waar die echt vandaan komt en hoe je het dus principieel kunt oplossen. (Ik realiseer me dat eea nu erg technisch wordt, maar wel van belang om eea netjes op een rijtje te hebben, mocht dit project gaan slagen)

Tot nu toe gebruikte ik de standaard weegbrug zoals die in de weegschaal zit (Brug_van_Wheatstone) met 4 sensors gecombineerd en daaraan toegevoegd extra weerstandsdelers om het brug evenwicht af te stellen op het nominale gewicht van het gistingsvat om zo de volle 10 bits van de AD conversie mbt de arduino te kunnen benutten rond het gewichtsverloop tijdens de gisting.


Punt is nu dat de weegsensoren weerstanden zijn met een temperatuurcoefficient (waarschijnlijk koper met TC=0.0039), terwijl de externe afstelweertanden veel kleinere temperatuurcoefficient hebben en op een andere plek zitten. Door de kleine gevoeligheid van de meetbrug (ca 65nV/gemeten gram bij 5V brugspanning) ontstaat het probleem dat door de externe afstelweerstanden geïnjecteerde compensatiestroom vrijwel constant is, maar omdat de sensor weerstand toeneemt met 0.4% per  ºC ontstaat er meer geïnjecteerde spanning in de brug als de temperatuur van de weegschaal oploopt. omdat ik nu ca 1.5 uA injecteer in 1 kohm brugweerstand (1.5 mV) om de brug in evenwicht te krijgen ontstaat een temperatuurafhankelijk signaal van 1.5 uA x 0.0039 x 1 kohm=5.8 uV per  ºC. En dat terwijl de gevoeligheid van de brug voor gewicht maar 65 nV/gram is.
Dat betekent dus een temperatuurafhankelijkheid van 5.8 uV/ ºC een fout veroorzaakt van 5.8 uV/65nV = 89 gram/ ºC verloop.
Dat is ook ongeveer wat ik meet.

De oplossing is om  de brug niet te nullen met weerstanden, maar met een spanning.

Dat ga ik nu verder onderzoeken om te zien hoe dat in de praktijk te implementeren. Als dat lukt kan de temperatuursensor en compensatie er weer uit.

[hansHalberstadt]

Vanmiddag geprobeerd de temperatuurcoefficient van de brugrekstrookjes te meten. Daartoe de weegschaal in mijn temperatuur geregelde gistingskast gezet, eerst een paar uur bij 12 ºC  dat gaf R=1995ohm tussen plus en min van de brug met rest van de brugweerstanden verwijderd. idem bij 22 ºC, nog steeds 1995ohm na paar uur wachten. lijkt dus een voor mij niet meetbare temperatuurcoefficient te hebben en zeker veel kleiner dan die van koper. (dan zou R naar 1.04 x 1995=2074ohm moeten en dat had ik kunnen detecteren)

Maar dit neemt niet weg dat het principe met kalibratieweerstanden parallel aan de brug beter vervangen kan worden door het principe met een spanningsbron in een van de brugtakken. als die spanningsbron een juiste constante factor x de brugspanning is dan kun je het geheel precies nullen met als het goed is geen temperatuurcoeffiient.

Dat kan als volgt:


Ik ga nu de bestaande schakeling ombouwen om het geschikt te maken voor dit principe en dan nog eens temperatuurcoëfficiënten meten en hopen dat het dan beter wordt.

[hansHalberstadt]

Gisteravond de schakeling aangepast en gisteren gemeten bij 10.4 ºC omgevingstemperatuur met 0 gram en 3860g op de weegschaal. vanmorgen idem bij 20.4 ºC
Zie bijgaand resultaat.
Schalingsfactor is binnen 0.5% nauwkeurig over 10 ºC temperatuurvariatie.
Temperatuurcoefficient is ca 11gram/ ºC bij 0 gram en 13 gram/ ºC bij ca 4 kg.
Dit is voldoende nauwkeurig om zelfs zonder temperatuurcompensatie het SG te meten van 20-50 liter gistende wort binnen 1 SG punt nauwkeurig. Met temperatuurcompensatie kun je binnen 1SG punt het SG bepalen over het hele temperatuurbereik.

Ik ga nu verder met het maken van het complete prototype, wetende dat de schakeling en het principe voldoende nauwkeurig is in combinatie met een goedkope personenweegschaal.

[hansHalberstadt]

89 gram/ ºC verloop.
Dat is ook ongeveer wat ik meet.

Hier zit nog een foutje in, nl dat ik 10 ºC temperatuurverschil had en dus 89 gram/10 ºC verloop=8.9 gram/ºC
Dus factor 10 beter dan ik dacht. Omdat de temperatuurcoëfficiënt van de rekstrookjes ook veel kleiner bleek dan eerst gedacht (geen koper, maar toch iets wat vrijwel niet temperatuurafhankelijk is) is eea wel weer in overeenstemming. Feit blijft dat het laatste schema wat ik nu gebruik met spanningscompensatie van de brug ipv stroomcompensatie toch principieel beter is, dus ga ik daar mee verder zoals al gemeld.

[hansHalberstadt]

Vandaag het relais en wat componenten binnengekregen zodat ik het prototype kan afmaken.
Het relais wordt via het Arduino bordje aangestuurd en maakt de normale of omgekeerde spanning op de weegschaal brug voor de chopperverschilversterker (de 3 zwarte opamp blokjes op de print ). Ik ga nu het complete printje en kastje verder aansluiten en het programma'tje voor de communicatie met de laptop en het Arduino programmatje verder afmaken.

[hansHalberstadt]

Het printje is helemaal aangesloten en ik ben het nu aan het testen met weegschaal en temperatuursensor aangesloten.(temperatuur sensor komt in de weegschaal voor temperatuurcompensatie)

Via en tussenversie van het programma kan ik het relais voor de brug ompoling besturen en de data voor temperatuursensor en dat van de weegbrugversterker inlezen. De volgende stap is het definitieve programma schrijven waarmee het SG gemeten en gelogd wordt.
 

[hansHalberstadt]

Inmiddels het programma zo ver dat ik data kan loggen van de temperatuursensor en het gewicht.
de resolutie is 10 gram en in onderstaande grafiekje wordt elke minuut een meting gelogd.
bovenste grafiekje aan onderkant is referentiegewicht (in dit geval 0g) en boven is met 1000g extra op de weegschaal. het verschil is ca 100 punten (1 punt is dus ca 10 gram).

voor 20 liter bier komt 1000 g verschil overeen met SG afname van 50 SG punten. voor 50 liter bier is dat 20 SG punten voor een kilo. Ik verwacht een nauwkeurigheid van ca 50 gram. Dit geeft een indicatie voor de nauwkeurigheid van de SG meting ca 2.5 SG punt voor 20 liter bier en 1 SG punt bij 50 liter bier. 
 

[hansHalberstadt]

Inmiddels weer verder gekomen. Het kastje bleek problemen te geven in combinatie met de laptop die ik in de brouwerij gebruik terwijl met mijn gewone laptop verstoring van het gemeten gewicht optrad van ca +/- 50 gram. De USB communicatie va de brouwerij laptop werd zelfs zodanig verstoord dat hij ermee ophield. Toen ik de 12 V adapter voeding die het kastje voedt verving door een auto accu was het probleem opgelost. De oorzaak is dus de storing van de adapter. Ook de meetdata ziet er nu nog veel strakker uit. Ik kan nu dus pas de echte nauwkeurigheid van het kastje+ weegschaal gaan bekijken, maar ziet er veelbelovend uit. 

[hansHalberstadt]

Vandaag gekeken hoe ik het SG moet berekenen uit de gewicht data.
Wat je moet opgeven is het leeggewicht van je gistingsvat, het totale begingewicht, te meten met bv een personenweegschaal en het begin SG (via hydrometer of refractometer)
daarna kun je via de gemeten gewichtsafname simpel het huidige SG meten.
Het weegsysteem zet je op 0 aan het begin van de gisting en dan meet het systeem vervolgens de gewichtsafname met ca 50 gram nauwkeurig.

[hansHalberstadt]

Vandaag het gewicht gemeten met 21.7 kg op de weegschaal, toen op 0 gezet en daarna gewichten van 999.4 g en 3862 g toegevoegd.
Bijgaand plaatje laat het verloop over een dag zien.
Eerst de 999.4 gram erbij, daarna de 3862g en daarna samen (3862+999.4 g) elke minuut 1 meetpunt.
De gevoeligheid blijkt 9.52 gram/DA waarde (ca 500 bij 3862+999.4 g en -6 bij 0 gram tov 21.7 kg)
De eerste uren verliep het nulnivo van -6 naar -10 (ca 40 gram) daarna bleef hij op -10 staan.
Dus verloop over de eerste uren is ca 40 gram en daarna geen verloop meer.

[hansHalberstadt]

Ivm de noodzaak om te weten hoeveel het gistende bier krimpt heb ik een proefje gedaan met appelsap (10.7 g suiker/100ml) eerst korrelgist erbij gemengd, toen 10 minuutjes op de roerder om eea goed te mengen. Toen een bierflesje helemaal tot de rand gevuld (312 ml) en de inhoud daarna in een gistingsemmertje van 1 liter met deksel en roermagneet erin. (totaalgewicht was 383 g) toen laten uitgisten op de roerder bij 21 ºC , gestopt bij 368 g. Daarna afkoelen naar zelfde omgevingstemperatuur als begin van de proef en alles weer teruggegoten in het bierflesje. daarna bierflesje bijgevuld met injectiespuitje water tot beginstand met 2.6ml water.
Eea betekent dus dat de krimp bij 21 ºC gelijk is aan 2.6 ml/312ml=0.83% bij 15 g gewichtsafname.

Nog een keer het vullen herhaald met water, weer in gistingsemmertje en weer terug in bierflesje. Toen vrijwel hetzelfde volume, dus volumeafname komt niet door kwijtraken van vloeistof, maar echt door krimp, verdamping.

Deze waarde ga ik nu gebruiken in de software die bij de weegschaal hoort.
 
 

[brouwerwaldonk]

In uw benadering van volumeverlies ontbreekt iets volgens mij.
De basisreactie van de alcoholische gisting is
glucose      >  2 ethanol  +  koolzuurgas  +  energie
of C₆H₁₂O₆ > 2C₂H₅OH   +  2CO₂           +   a joules
of 188g      >      92 g     +   88 g           +   a joules

Het volume van de suiker is het dubbele van het volume van ethanol en bovendien verdwijnt het volume van het koolzuurgas helemaal.
De geproduceerde warmte verdwijnt ook.
Wet van Einstein, energie = massa 

[Knobby]

In uw benadering van volumeverlies ontbreekt iets volgens mij.
De basisreactie van de alcoholische gisting is
glucose      >  2 ethanol  +  koolzuurgas  +  energie
of C₆H₁₂O₆ > 2C₂H₅OH   +  2CO₂           +   a joules
of 188g      >      92 g     +   88 g           +   a joules

Het volume van de suiker is het dubbele van het volume van ethanol en bovendien verdwijnt het volume van het koolzuurgas helemaal.
De geproduceerde warmte verdwijnt ook.
Wet van Einstein, energie = massa

Klopt niet helemaal.
Glucose weegt 180.
En in scheikunde heeft Einstein niets te zoeken. De wet hier is behoud van massa! De gevormde ethanol en CO2 zijn exact even zwaar als de verdwenen glucose.
De energie die hier vrijkomt is de energie uit de covalente bindingen in het glucose molecuul, niet uit verdwenen massa.

Ook kan je niet helemaal zeggen dat alle CO2 verdwijnt, de oplosbaarheid van CO2 in water is 1,45g/l (bij lichte overdruk zal dit meer zijn)

Ik wilde ook nog wat zeggen over dat de gevormde biomassa van de gist niet te verwaarlozen is, maar daar dat gevormd wordt uit voedingsstoffen uit het wort valt dit tegen elkaar weg.

[hansHalberstadt]

Goed om te zien dat er nog wat tegengas komt. Dat maakt het topic weer wat levendiger.

De basis vergelijking voor alcoholische vergisting is ooit door Balling nog eens heel precies bekeken voor bier, ook rekening houdende met de vorming van biomassa (gistcellen), hij kwam toen op een factor 0.484 voor gram alcohol gevormd uit gram suiker.

maar om het SG tijdens de gisting te kunnen volgen hoef je feitelijk alleen te weten hoeveel je gewicht en je volume verandert


de afname van het gewicht kun je meten met een weegschaal, maar de volumeafname kun je niet goed bepalen tijdens de gisting, vandaar dit proefje.

uit het proefje volgt een afname van 2.6ml/312ml=0.83% bij 15g gewichtsafname. hieruit bereken ik dan de constante k, ervan uitgaande dat de volumevermindering evenredig is met de vergiste suiker en geldt bij een bepaalde temperatuur (in dit geval 21 ºC ivm volumevermindering door verdamping)

formules zijn alsvolgt afgeleid:

 

 

[hansHalberstadt]

Inmiddels ben ik het SG aan het volgen van ca 14 liter tripel. 
De ruwe data van de weegschaal (digitale waardes tussen 0 en 1024, kolom A= gewicht data, kolom B=temoperatuur data, sensor in weegschaal) zet ik via een Excel sheet om in SG waardes,
Zie ook eerder geposte formule.



Resulterende grafiek:



Het eerste stukje van de grafiek loopt omhoog, komt omdat een stabiele meting pas kan na enkele uren na aanzetten van het kastje

Vanavond ga ik de exacte data voor gewicht van gistingsvat, begingewicht gemeten begin SG etc invullen en aan het einde van de gisting kijken of hiermee het eind SG voorspeld kan worden en hoeveel ik dan nog moet bijtunen.
 

[tdp]

Mooi Hans, dat je een 'echte' proef aan het doen bent. Het is voor mij hogere wiskunde maar ben onder de indruk van je project!

[hansHalberstadt]

Dank je. Qua wiskunde valt het nog wel mee, moet met middelbare school wiskunde wel lukken.

[hansHalberstadt]

PS, de pieken aan het begin en eind van de grafiek komen door het plaatsen op het gistingsvat en daarna weer weghalen van een referentiegewicht van 1000 g om hiermee de juiste schaalfactor te kunnen bepalen.

[Adrie]

 , Hans. Zoals vaker sta ik weer versteld van jouw vindingrijkheid en doorzettingsvermogen. Heerlijk om te lezen.

[hansHalberstadt]

, Hans. Zoals vaker sta ik weer versteld van jouw vindingrijkheid en doorzettingsvermogen. Heerlijk om te lezen.

Dank je Adrie. Nu het praktische deel met echte vergistingen aan bod komt komt het moment van de waarheid: is het goed bruikbaar of niet.

[hansHalberstadt]

Vanavond weer meer data en de exacte gegevens ingevoerd zoals leeggewicht gistingsvat, begin SG, totaal gewicht. Verder een impressie van de opstelling en de Excel sheet om eea te berekenen.




 

[hansHalberstadt]

Gisteravond het gistingsvat wat gezwenkt en iets verschoven. Daardoor is er blijkbaar een offset ontstaan in de weegschaal
 


Ik heb eea in de Exel sheet gecorrigeerd met een extra offset opgeteld bij het berekende gewicht, immers het SG kan niet zomaar een sprong maken.
Hiervoor heb ik een correctie van -90 gram moeten aanbrengen vanaf het punt waar het vat is verschoven.

Met die aanpassing ziet het grafiekje er nu zo uit:
 

[hansHalberstadt]

nog even na zitten denken wat de oorzaak kan zijn van een plotseling verloop van de weegschaal. de weegschaal staat in dit geval op een zachte vij onrwegelmatige ondergrond ondergrond (zeil) waardoor de 4 drukopnemers ongelijk belast kunnen zijn. omdat ze niet allemaal exact gelijk zijn kan een kleine verschuiving van het gewicht, zwaartepunt al een fout geven. 90 gram verschuiving op 20kg is nog maar 0.4% dus nog steeds weinig. Dit zal ik dus meer aandacht geven in vervolg metingen.

[hansHalberstadt]

Vanmiddag nog enkele keren zo'n onverklaarbare sprong. Ik was tevens de lichtnet aarde van het kastje vergeten aan te sluiten, terwijl de aarddraad op de laptop voeding lag. Dat kan een mogelijke oorzaak zijn omdat zo'n voeding veel storing geeft en het signaal in het nanovolt bereik ligt. Tevens heb ik de weegschaal nu op een stevige ondergrond gezet van een plank 30 mm MDF. Nu kijken hoe het verder verloopt.

[hansHalberstadt]

Na toevoegen van de stevige plank onder de weegschaal zie ik de volgende morgen toch behoorlijke problemen

de verstoring op begin van dag 2 is het toevoegen van de plank, gistingsvat eraf en er weer op.
Wat opvalt is dat het SG heel snel lijkt te zakken en daarna toe lijkt te nemen. dat kan natuurlijk niet kloppen.
Mogelijk is dit een effect van de weegschaal als je het volle gewicht eraf gehaald hebt. Vanavond nog maar eens kijken hoe eea zich verder voltrekt.

[Adrie]

Misschien heb je last van gravitatiegolven. 

[hansHalberstadt]

Misschien heb je last van gravitatiegolven. 

Als ik die hiermee kan meten ga ik direct patent aanvragen. En ik woon ook niet in Groningen.

[hansHalberstadt]

Als dit proefje klaar is ga ik eerst maar eens een stapje terug: jerrycan met 20 kg water erop en dan steeds bekend gewicht eraf en kijken of de gemeten gewichtsafname dan blijft kloppen bv elk uur 100 g eraf gedurende een dag. 

[mbroek]

Als dit proefje klaar is ga ik eerst maar eens een stapje terug: jerrycan met 20 kg water erop en dan steeds bekend gewicht eraf en kijken of de gemeten gewichtsafname dan blijft kloppen bv elk uur 100 g eraf gedurende een dag.

Waarom niet gewoon een emmer, het verdampt best wel met dit weer. Geen 100 gram per uur, maar je hebt wel het voordeel dat je er niet aankomt en als je dan nog steeds die pieken ziet..

[hansHalberstadt]

Waarom niet gewoon een emmer, het verdampt best wel met dit weer. Geen 100 gram per uur, maar je hebt wel het voordeel dat je er niet aankomt en als je dan nog steeds die pieken ziet..

Dat is wel een optie om te overwegen om zo het vat met rust te kunnen laten, maar zou wel handig zijn als je weet wat er verdampt. andere optie van deze strekking is een slangenpompje (heb ik nog liggen) met 2mm inwendig slangetje, pompt heel langzaam en reproduceerbaar, kan ik met dun slangetje in de opening van de jerrycan hangen, evt met tijdklokje elk uur 15 minuutjes aan oid.
 
Op dit moment heb ik al wel resultaten van die 100 g stappen.
Wat je ziet is dat elke stap mooi even groot is, maar dat daarna er soms langzaak verloop optreedt van 50 gram in en paar uur, maar vannacht bv helemaal geen verloop. Zou dus ook nog temperatuureffect kunnen zijn in weegschaal of kastje. (en temperatuureffecten waren er deze week zeker, eerst 25 graden op de slaapkamer en dan weer ramen open om 's avonds te koelen)

Kastje ga ik nog checken met weegschaal vervangen door 4 metaalfilm weerstanden,

Waar ik wel bang voor ben is dat de weegschaal niet geschikt is voor langdurig meten omdat de opnemers verlopen (drift) maar dat zou dan uit de proefjes moeten blijken.
   

[hansHalberstadt]

vandaag en gisteren een proef gedaan met 27.5 kg water op de weegschaal in jerrycan en dn telkens 100 ml eraf halen en doen alsof het begin SG 1080 was.



Je ziet dat de stapjes op het moment dat steeds 100 g eraf gaat heel nauwkeurig de stap in SG aangeven, maar dat daarna een onvoorspelbare drift optreedt. San het begin is de drift al helemaal groot waardoor je de beginsituatie lastig kunt bepalen. Het SG zou immers constant moeten blijven. tijdens de gisting ben je vooral geïnteresseerd in het einde van de gisting als de gisting bijna is gestopt. dan heb je automatisch een lange tijd waarin het SG nauwelijks nog zakt en juist daar komt de weegschaal in de problemen vanwege drift waar hij oorspronkelijk ook niet voor ontworpen is, immers normaal gesproken zet je hem aan, gaat hij op 0 staat weeg je hooguit 10 seconden en dan gaat hij weer uit.

Het lijkt er voorlopig dus op dat dit systeem complexer is dan een systeem wat koolzuur meet. Het grote voordeel van koolzuur meten is dat je de flow meet en dat daardoor het SG dus per definitie alleen maar kan afnemen en aan het einde nooit fluctuaties kan geven. Dit zelfde nadeel heb je bij de tilt hydrometer.

Lijkt er dus voorlopig op dat de huidige weegschaal qua drift niet voldoet en je naar een veel duurdere weegschaal zult moeten om dat op te lossen helaas.

[Ansius]

Een gemodificeerde bascule?

[hansHalberstadt]

Ja dat is zeker een hele goede optie. Het grote voordeel is dat je aan het begin van de gisting de balans simpel in evenwicht brengt en dan hoef je daarna nog maar een fractie te meten van het volle gewicht, bv van SG=1100 naar SG = 1020 is slechts 80 gram per liter verschil dus voor bv 50 liter heb je dan een weegschaal nodig met een bereik van slechts 4000 gram, dus kun je een simpele keukenweegschaal gebruiken met een nauwkeurigheid van 1 a 2 gram (=1 gram / 4000 gram x 80 SG punten = 0.02 SG punt.
En dat is zeer nauwkeurig. (Nu gebruik ik een personenweegschaal met bereik van ca 120 kg dus 30 x zo veel en omdat ik hem niet steeds kan nullen komt er nog een drift bij van al snel 10 SG punten)

Nadeel is denk ik de ingewikkelde constructie die je moet maken, vandaar dat ik als eerste gegaan ben voor de simpele constructie van een bestaande personenweegschaal.

Met een bascule moet je je gistingsvat ophangen dus vraagt nogal wat van je constructie als je 50 liter bier moet ophangen, maar je kunt ook iets bedenken waar de balans van onder zit dus waar je simpel je gistingsvat op kunt zetten.

Uitdaging is dus om de simpelste constructie te bedenken die goed werkt. Als dat lukt dan kun je ca 30 x beter het SG meten dan de methode die ik nu gebruik voor dezelfde kosten van de weegschaal.

[hansHalberstadt]

Een weegschaal die ook met dit balansprincipe werkt is deze


Met een gewicht erop kun je de stelgewichten zodanig verplaatsen dat de weegschaal in evenwicht is. Dan is de kracht op de balans 0. als het gewicht nu verandert dan gaat de balans doorslaan naar 1 kant. Maar door hem vast te houden in horizontale positie moet je een kracht leveren die evenredig is met het veranderde gewicht en je kunt dan een elektronische weegschaal gebruiken om de horizontale positie

[hansHalberstadt]

Inmiddels toch nog een stap vooruit gekomen met de weegopstelling.

Hier een plaatje met de instellingen zoals tot nu toe bij de proefjes gebruikt. Hierbij hoort een temperatuurcoefficient van 12 gram per graad celcius variatie van de omgevingstemperatuur.
 dat levert hetvolgende plaatje op

De bovenste grafiek geeft de omgevingstemperatuur, de onderste grafiek het gemeten gewicht.
als ik de temperatuurcoefficient ga optimaliseren op zo min mogelijk verloop over temperatuur dan kom ik op temperatuurcoefficient=-45gram per graad celcius. Dat levert onderstaand plaatje.

Je ziet dat nu ineens het gewicht naast de mooie stapjes van 100 gram ook laat zien dat het verschil tussen beginsituatie en eindsituatie 383 gram is, terwijl het verloop tussen 2 stappen in alle gevallen minder dan 20 g is.
Dat verklaart waarom de grafieken van afgelopen week zulke heftige sprongen maakten, namelijk omdat het gistingsvat op een slaapkamer stond met buiten een hittegolf en vaak het raam open en dicht om binnen de temperatuur onder controle te houden. Daarnaast was ik de aarddraad vergeten aan te sluiten.

Wat ik nu ga doen is kijken wat de temperatuurcoëfficiënt van alleen het kastje is door er vaste weerstanden op aan te sluiten ipv de weegbrug en dan kan ik zien of de relatief grote temperatuurcoëfficiënt komt door het kastje of de weegschaal.

[hansHalberstadt]

ps tijdens een normale gisting staat de weegschaal in een geregelde temperatuur omgeving dus is veel minder effect van temperatuur te verwachten.

[hansHalberstadt]

Inmiddels ben ik aan het kijken hoe het kastje zich gedraagt. Hierbij heb ik de weegschaal vervangen door een brug van wheatstone met de beide bruguitgangen kortgesloten, dus geeft altijd signaal=0. Morgen eens kijken of er verloop is over 1 nacht. Hierbij heb ik ontdekt dat ik de aarde en signaal van de afgeschermde kabels per ongeluk verwisseld heb. Dat betekent dat de afscherming nu als signaaldraad fungeert en de signaal aders de voeding zijn geworden. Daardoor krijg je inkoppeling van allerlei elektromagnetische storing. Dat kan mogelijk deels verklaren waarom er afwijking ontstaat. Als ik eea heb gecorrigeerd ga ik weer meten met de weegschaal.
 

[hansHalberstadt]

Meten over 1 nacht met de weegschaal vervangen door een vast weerstandsnetwerk levert op dat het kastje zelf nauwelijks bijdraagt aan het verloop, hooguit +/- 10 gram en dat is minder dan een SG punt. Gisteren heb ik de draden naar de weegschaal sterk ingekort en op de juiste manier aangesloten met de signaaldraden de binnendraden van de afgeschermde kabels en de aardmantels resp. voeding1 en voeding2 (het chopperprincipe maakt gedurende interval 1 voeding 1-voeding 2 gelijk aan ca 4 V en  gedurende interval 2 voeding 1-voeding 2 gelijk aan ca -4 V)
Vannacht weer 27 kg op de weegschaal gezet en de hele nacht data verzameld. Verloop was minder dan 20 gram over het eerste uur en daarna minder dan 10 gram.
Wordt vervolgt
   

[hansHalberstadt]

Zojuist een proefopstelling gemaakt met weegschaal, 28.6 kg water en een slangenpompje wat via een tijdklokje 1 x per 2 uur een half uur  heel langzaam pompt en dan water wegpompt uit de jerrycan zodat hiermee de SG daling tijdens de gisting wordt nagebootst.

[hansHalberstadt]

Inmiddels wat data van de opstelling met slangenpompje.

Zoals te zien is heeft het tijdklokje (action kwaliteit ) helaas 1 stapje overgeslagen dus is de curve iets verstoord.
Maar het slangenpompje kan een heel nauwkeurige hoeveelheid water verpompen dus perfect om de zaak te analyseren.
Na een half uurtje pompen staat het pompje 1.5 uur stil en gedurende die stilstand zie je een min of meer random verloop van het gewicht tussen ca +/-20g tijdens de 4 uur uit is het verloop het grootst nl 30 gram.
daarna heb ik het pompje continue aangezet in de andere richting zodat het gewicht weer oploopt. dan zie je een keurig rechte lijn.
Wat ik nu ga doen is kijken of het verpompte gewicht klopt met het gemeten gewicht en ook met tussentijds stopzetten gedurende langere tijd. (dat komt overeen met een uitgegist bier waarbij het SG niet meer verloopt, dus ook de weegschaal mag dan niet al te veel verlopen) 

[hansHalberstadt]

Vandaag weer een proefje afgerond met slangepomp een bepaalde tijd laten lopen, dan tijdje uit dan andere kant op weer tijdje uit en dan weer aan totdat al het water weer teruggepompt is. Dan ozu het gewicht dus weer op de beginsituatie moeten uitkomen. Uiteindelijk zit er 30 gram verschil tussen begin en eind.



Vandaag laat ik de zaak nog doordraaien om te zien of er nog verder verloop optreedt.

PS de horizontale schaal is in uur. (Grafiekje daarvoor was in dagen) 30 gram komt voor dit totaalgewicht (28 kg) neer op een SG verschil van 1.5 SG punt.

[hansHalberstadt]

Conclusie uit dit alles is voor mij voorlopig dat het idee werkt. (2e poging met werkelijk gistend bier ga ik nog doen maar laat even op zich wachten )

Vraag daarnaast is natuurlijk hoe deze methode zich verhoudt tot andere methodes om de gisting te volgen.

Ik heb ze daarom even op een rijtje gezet met mijn ideen over de onderlinge vergelijking

Weegschaal
Kan zeer nauwkeurig werken maar stelt eisen aan verloop over langere periode (1 of 2 weken) omdat anders het eind SG onterecht toe of af lijkt te nemen terwijl je dat juist nodig hebt om te beoordelen of de gisting is afgelopen.
Door hoge eisen aan verloop is een relatief dure weegschaal nodig of evt zelfbouw elektronica, maar weegopnemers moeten dan wel goed zijn

Nog betere constructie is mogelijk gebaseerd op balans (zie oude mechanische huishoudweegschaal) Hierdoor hoeft je bereik maar ca 5-10% te zijn vergeleken met direct wegen dus kan 10 tot 20 keer nauwkeuriger meten.     

Bellenteller
Nauwkeurigheid qua exacte SG wordt bepaald door hoe nauwkeurig je volume kunt meten. Dat is goed te doen en goedkoop/ simpel
Nadeel is dat je fouten gaat maken als je vat niet luchtdicht is. 
   

Tilt hydrometer
Relatief onnauwkeurig door invloeden in het gistingsvat (schuim, rommel die aan de opnemer gaat plakken etc.)
Vrij duur.

Voor mijzelf twijfel ik dus nog tussen  bellenteller en weegschaal.

[hansHalberstadt]

Hier het resultaat na nog een dag wachten.
Er treedt wat drift op in de weegschaal over een dag, ca +/- 2 SG punten. Dit gedrag is het maximaal haalbare met deze weegschaal. Het verwerkingskastje is nauwkeuriger, beter dan +/- 1 SG punt voor 25 liter, +/- 0.5SG punt voor 50 liter. 

[hansHalberstadt]

Inmiddels nog een ander idee bekeken mbt gisting via weegschaal volgen.
Een grote drijver in het gistingsvat, in dit geval een beugelfles die een beetje scheef hangt in de gistende wort zodat geen koolzuur bellen kunnen verzamelen onder de bodem.


Drijver hangt aan een dun nylon vislijntje en gaat via een minuscuul gaatje door het deksel van het gistingsvat. Dit gaatje heb ik gemaakt met een speld zodat het vislijntje er net doorpast. De wrijving van het draadje met de doorvoer is minder dan 0.1 gram.

Het draadje zit aan een hefboom aan de weegschaal. Die hefboom is zodanig dat het verplaatste volume van de drijver (in dit geval 1186 ml) bij een gewichtsverschil horende bij het maximum te meten SG, bv 1120 (=1328 gram verplaatst gewicht) - minimum SG = 1000 (1186 g verplaatst gewicht) = 142 g ongeveer het maximale gewicht van de weegschaal geeft (5000 g) dus optimale hefboomverhouding is dan 5000/142=35.

De fles kun je met water vullen zodat deze net zweeft bij  het maximale SG van bv 1150. je kunt hem voor gebruik koken zodat de inhoud en buiten kant  vrijwel steriel is.

 

daardoor is het

De meting begin je met nullen van de weegschaal, door de doorvoer op te tillen totdat de spanning van het draadje is. daarna meten met spanning op het draadje.

Zo kun je het SG meten tijdens de gisting met een nauwkeurigheid van ca 2 gram op een bereik van 5000 gram. die 5000 gram komt dan overeen met SG = 1000 tot 1120 dus 120 SG punten. dat betekent een theoretische nauwkeurigheid van 120 punten/ (5000/2) gram = 0.05 SG punt.

Door uitzetting van de drijver bij temperatuurvariatie zal de nauwkeurigheid iets minder zijn, maar nog steeds heel nauwkeurig en met simpele middelen die voor iedereen beschikbaar zijn. 

[hansHalberstadt]

PS
die is een open vat tbv de proefopstelling. Bij een werkelijke vergisting is de deksel helemaal dicht en komt alleen het visdraadje erdoor. Drijver zet je op de bodem met het draadje door de deksel en daarna vul je het vat met wort en bevestig je de hefboom en weegschaal.

[hansHalberstadt]

Hier nog wat berekeningen achter deze methode.
De berekeningen staan ook in de bijlage.
Wat je moet weten is het gewicht van de drijver, volume van de drijver (te bepalen via onderdompelen in water en verschil in gewicht meten) en de te gebruiken hefboomverhouding.

Eerst weegschaal aanzetten, dan het vislijntje optillen tot er geen spanning meer opstaat, weegschaal nullen, dan lijntje weer loslaten en gewicht wat de weegschaal dan aangeeft bepaalt direct het SG.

[tdp]

Fantastisch!

[Albertus]

Met een dergelijke opstelling heb ik ook geëxperimenteerd. Het drijflichaam hing toen direct aan de meetsensor. Ik ben er mee gestopt omdat ik niet voldoende nauwkeurigheid haalde.
Jouw idee met een hefboom kon wel eens de oplossing voor voldoende nauwkeurigheid zijn.
Ik ben heel benieuwd.

Bert

[hansHalberstadt]

Met een dergelijke opstelling heb ik ook geëxperimenteerd. Het drijflichaam hing toen direct aan de meetsensor. Ik ben er mee gestopt omdat ik niet voldoende nauwkeurigheid haalde.
Jouw idee met een hefboom kon wel eens de oplossing voor voldoende nauwkeurigheid zijn.
Ik ben heel benieuwd.

Bert

Het verschil in gewicht van de drijver tussen maximal en minimal SG is maar relatief klein, ca 100 gram voor een drijver met een volume van een liter. met die hefboom kun je die 100 g omzetten in bv 1000 g of zelfs 5000 g zodat het optimaal is afgestemd op het bereik van de weegschaal die je gebruikt. Je kunt ook een kleiner gewicht nemen en een weegschaal met kleiner bereik. Maar voor een kleiner gewicht gaat de wrijving met het draadje wel een rol spelen. Dat zorgt voor een hysterese.
 

[Knobby]

Ik vind je experimenten supertof, maar als je deze route gaat kun je waarschijnlijk beter een iSpindle tilt in elkaar solderen. Is een minder omslachtig en reeds uitgewerkt systeem op vergelijkbaar mechanisme.

[hansHalberstadt]

Ik vind je experimenten supertof, maar als je deze route gaat kun je waarschijnlijk beter een iSpindle tilt in elkaar solderen. Is een minder omslachtig en reeds uitgewerkt systeem op vergelijkbaar mechanisme.

Het principe van de iSpindle is gebaseerd op het meten van een hoek en heeft als nadeel dat het ding aan het oppervlak ligt dus verstoord wordt door effecten aan het oppervlak zoals schuim. Ook is de schaalfactor niet lineair en moet proefondervindelijk worden vastgesteld. Het meten van een hoek met een versnellingsopnemer is ook niet al te nauwkeurig.

Het principe van de drijver is het gewicht van het verplaatste volume, dus direct het SG. De drijver ligt helemaal onder de vloeistof dus heeft geen last van schuim en andere verstorende effecten aan het oppervlak.

En qua kosten is het veel lager. (weegschaal van 5 euro bij de Action is het duurste)
qua nauwkeurigheid kun je denk ik beter dan een halve SG punt halen en dat is beter dan de Ispindle.

Voor mij dus reden genoeg om voor deze oplossing te gaan vanwege de betere prijs kwaliteitsverhouding en betere performance.
       

[Albertus]

Ik vind je experimenten supertof, maar als je deze route gaat kun je waarschijnlijk beter een iSpindle tilt in elkaar solderen. Is een minder omslachtig en reeds uitgewerkt systeem op vergelijkbaar mechanisme.

Het gaat niet om de bestemming maar om de reis er naar toe.
Het zelf uitzoeken, het experimenteren en ontdekken dat het werkt (of soms niet) dat is het mooiste.
Dat geldt voor een mooi bier maar ook voor een mooi brouwgadget.

Bert

[hansHalberstadt]

Inderdaad is het onderzoeken leuk, maar gaat toch vooral om zoeken naar betere oplossingen dan er nu bestaan. Mbt de tilt hydrometer denk ik dat het een leuk gatget is, maar met zijn beperkingen. CO2 meter is ook ook een hele goede, maar gaat mis als er koolzuur lekt.  Ik ben daarom op zoek naar een echte inline SG meting.
De drijver met een dun nylon draadje door de deksel van het gistingsvat is een heel interessante volgens mij.   

[hansHalberstadt]

Over de keuze van het materiaal van de drijver valt ook nog wel iets te zeggen.
De uitzettingscoefficient van water (0.3% volume toename van 4-20 ºC ) is veel groter dan die van bv glas (0.04% van 4-20 ºC ). Dat is ook de reden waarom hydrometers een temperatuurcoefficient hebben en geijkt zijn bij 20 ºC.
Beste is dus om water zelf te nemen als drijver want dat zou dezelfde temperatuurcoefficient hebben als het water zelf dus zou de invloed tegen elkaar wegvallen. zo wordt ook het SG gemeten, nl tov water. Door er een dun plastic flesje omheen te doen heb je dit ideal bijna bereikt, dus

Conclusie: met een drijver gemaakt van een dun plastic flesje gevuld met water en iets om het SG te verhogen tot bv 1120 (zodat je SG tot 1120 kunt meten) bv roestvrijstaal sponsjes zou je praktisch temperatuuronafhankelijk het SG kunnen meten. het Sg van staal is 8 dus heb je ca 1% van het gewicht van de drijver aan staal nodig om SG=1070 te krijgen (0.99X1000+0.01*8000)=1070 dus 2% om SG=1140 te krijgen. IJzer zet dan maar 0.06% uit over 4-20 ºC, maar omdat het maar 2% uitmaakt is de invloed praktisch verwaarloosbaar.
     

[hansHalberstadt]

Nog even verder redenerend over de drijver met "ATC" (automatic temperature compensation)

Je wilt een drijver maken die steeds evenveel uitzet als het water zelf naar die wel in staat is te meten tot SG=1120 oid zonder zelf te gaan drijven. Dat kun je doen door er iets zwaars in te stoppen zoals RVS schuursponsjes met ca 2% van het gewicht van de drijver. Maar dan blijft er nog een kleine temperatuurcoefficient over omdat het RVS veel minder uitzet dan het water. Om dat te compenseren kun je een beetje water vervangen door iets wat meer uitzet dan water, bv alcohol. zo kun je door het juiste mengsel te nemen de TC gelijk aan 0 krijgen bij bv 20 ºC.

Alcohol heeft een (kubike) uitzetting van 1.1X10^-3 per ºC bij 20 ºC
Water heeft een (kubike) uitzetting van 0.21X10^-3 per ºC bij 20 ºC
IJzer (RVS) heeft een (lineaire) uitzetting van 9X10^-6 per ºC bij 20 ºC =27X1^-6 kubike uitzetting=0.027X10^-3
Het tekort aan water (2% van het volume) levert voor dat volume dus 0.21X10^-3 te weinig uitzetting op. Dat kun je compenseren door 2% x 0.21/1.1  =0.28% van het volume door ethanol te vervangen.

Dus ideale drijver is een plastic flesje met 0.28 vol% alcohol en 2% van het volume vervangen door staalsponsjes.

PS , ik weet niet of de uitzetting van een mengsel van 0.28 vol% alcohol hetzelfde is als de alcohol door het hele mengsel zit of de alcohol locaal in een buisje zou zitten?

[hansHalberstadt]

De berekening voor SG van de drijver in vorig bericht klopt niet helemaal.
Hier de nauwkeurige berekening.

Ik ga eerste maar eens de simpelste manier doen met plastic flesje en RVS en dan eens kijken of ik een temperatuurcoëfficiënt kan meten. Is misschien al voldoende.
Ook nog verder gekeken naar de wrijving met het nylondraadje met een weegschaal die 10 mg kan wegen.
Daar komt uit dat de wrijving van het draadje met de dekseldoorvoer van het gistingsvat hooguit 10mg is, dus vrijwel verwaarloosbaar. Met een druppeltje olijfolie sluit het geheel ook nog af zodat het waterslot gewoon blijft werken. 

[hansHalberstadt]

Hhier een foto van de draaddoorvoer (0.25 mm nylon vissnoertje) door een dekseltje van Polypropyleen met een druppeltje olijfolie

[hansHalberstadt]

Gisteren de opstelling opgebouwd met 500 ml flesje als drijver met 16 gram petflesje met daarin 77 g stalen schroeven en daarna helemaal gevuld met water. 


En met de berekende grafiek (volume is afgetuned op gemeten gewicht bij SG=1000)


De gevoeligheid is 0.88 gram per SG punt en de resolutie van de weegschaal is 10 mgram dus dat komt overeen met 0.01 SG punt.

Met deze opstelling ga ik nu wat proefjes doen. Er zit ook een seriële uitgang op dus kan evt ook data loggen en verwerken op de computer.

[hansHalberstadt]

Vanavond zaten er allemaal luchtbelletjes aan de buitenkant van het flesje en gaf de weegschaal ca 3 gram lager aan dan vanmorgen (ca 3.5 SG punt lager). Na verwijdering van de belletjes zat ik weer op het oorspronkelijke gewicht. Volgens mij heb je in gistend bier geen vastklevende belletjes aan je flesje maar als dat wel zo is zal het systeem hier last van hebben (en de tilt hydrometer nog meer vanwege het kleinere volume tov oppervlak)

Net wat zoutoplossing toegevoegd. Met de hydrometer meette ik toen SG=1008. Met de weegschaal 106.9 gram (= SG=1007.45)
 

[hansHalberstadt]

Vanmorgen ook weer wat belletjes die aan het flesje kleefden. met als gevolg ca 1 gram lager gewicht.
Qua resolutie is mijn weegschaaltje ruim voldoende, dus ga ik maar eens een proefje doen met klein brouwseltje van moutexctract en kleiner drijvertje om te zien of daar ook verstoring optreedt door koolzuurbelletjes die aan de drijver hechten tijdens de gisting. Op zich kun je daar wel weer voor corrigeren, maar misschien treedt het wel helemaal niet op bij een echte vergisting. Ik kan dan het SG op elk moment vergelijken met het SG gemeten via de standaard dobber.
   

[hansHalberstadt]

Op dit moment ben ik bezig om de opstelling te maken voor volgen van de gisting in een 70 liter gistingsvat.
Als drijver wil ik een fles met beugelsluiting gebruiken (IKEA)
bijbehorende hefboom van 0.5 past bij het bereik van 120 g van de weegschaal

meetbereik is SG=944 (120 gram) tot SG=1125 (0 gram) het draadje van de drijver komt door het kleine gaatje in de deksel. Waterslot komt op het grote gaatje

 

[hansHalberstadt]

Omdat de ontwikkelingen even stil komen te liggen tot ik weer ga brouwen (oktober volgens plan) heb ik nu even de tijd om na te denken over het meetprincipe. Het principe met drijver lijkt een orde nauwkeuriger dan het meten via het totale gewicht van de gistingstank. Dat komt omdat je eigenlijk alleen geïnteresseerd bent in het verschil tussen gewicht aan het begin en einde van de gisting. Het wegen van het hele gistingsvat vraagt om een groot maximum bereik van je weegschaal, bv 50 kg terwijl het gewicht maar minder dan een kilo afneemt. De resolutie en nauwkeurigheid (ook nulpuntsverloop) van een weegschaal is altijd gerelateerd aan de volle schaalwaarde. Mijn eerdere proeven met de personenweegschaal gaven aan dat verloop van het nulpunt duidelijk invloed had. het mooiste zou zijn als je het begingewicht met een contragewicht (balans) kunt compenseren zodat je volle schaalwaarde alleen het verschil tussen begin en eind moet aankunnen. Dat kan maar maakt de constructive lastiger.

Als je nu kijkt naar het principe van de drijver, dan is dit in feite al in de drijver opgelost, nl de drijver bevat al een contragewicht die voor het maximaal te meten SG (bv 1120) precies zorgt voor een netto gewicht van 0. bij minimaal te meten SG van bv 950 heb je minder opwaartse kracht, maar hetzelfde drijvergewicht, dus netto het verschil tussen beide en dat is veel minder dan het totale gewicht van de verplaatste vloeistof.

Vandaar dat het principe met de drijver veel nauwkeuriger is.
   

[hansHalberstadt]

Vanavond nog even gekeken naar het afstelgewicht (aan de achterkant met isolatietape met aarde kleuren) 1 omwenteling geeft 45milligram meer of minder druk op de weegschaal.
Zo kun je hem dus heel nauwkeurig op 0 zetten.

[hansHalberstadt]

In de tussentijd eea geprogrammeerd.
-een Arduino programmatje om de seriele data van de weegschaal over te zetten naar de PC via een Arduino uno bordje.
-een programma op de PC om die data te vertalen naar SG op basis van het huidige gewicht wat de weegschaal aangeeft.
uit het huidige gewicht en de gegevens van de drijver volgt direct het SG van de oplossing.
Een SG sample wordt dan bv elke 5 minuten naar een file gestuurd zodat je daarmee de hele vergistingscurve terug kun zien.
Hieronder zie je 2 x schermafdruk van het gemeten gewicht en berekend SG.


PS
Qua resolutie komt 10 mg resolutie van de weegschaal overeen met ca 0.015 SG punt. Dit geeft aan hoe nauwkeurig je in principe kunt meten. In de praktijk zal dat wel minder zijn tgv temperatuur variatie van het brouwsel en nauwkeurigheid van de weegschaal en zwevende gist die neerdaalt op de drijver, maar je zou toch zeker op 1 SG punt nauwkeurig moeten kunnen meten hiermee.
 

[Jacques]

Hans,

Ben je ook van plan om een eenvoudig programma te maken waarbij je gewoon door te wegen het SG kunt bepalen?
Ik denk dan aan het wegen van vergisingsvaten tot zo'n 30 liter. Veel hobbybrouwers hebben een dergelijk gistvat.
Met een weegschaal die tot 50 kg weegt en op 2 gram nauwkeurig is zou je dan de vergisting kunnen volgen. Moet je wel het gistvat op een weegplateau zetten maar dat is met dergelijke hoeveelheden wel te doen.

Het zou mooi zijn als je het gewicht van de gistvat inclusief deksel en waterslot kunt opslaan. Door te wegen en rekening te houden met het SG zou je heel precies het volume kunnen bepalen. Dat is weer fijn voor het berekenen van het rendement van je brouwsel (= input voor een ander rekenprogramma). Het begin SG heb je sowieso nodig voor het volgen van het verloop van de vergisting.
Vervolgens zou het fijn zijn als meerdere metingen opgeslagen kunnen worden en dat die gegevens gebruikt worden voor het maken van een grafiek. Die grafiek zou dan weer geëxporteerd kunnen worden naar een png bestand of iets dergelijks zodat deze gedeeld kunnen worden.

Dit programma zou een goed en goedkoop alternatief kunnen zijn voor de elektronische hydrometers die de laatste tijd ontwikkeld worden en waaraan de nodige nadelen kleven zoals verstoringen door hopharsen en dergelijk. Het grote nadeel van de weegmethode is dat je ook fysieke handelingen moet verrichten. Dit is bij de elektronische hydrometers niet het geval.

Helemaal geweldig zou het zijn als het een en ander ontwikkeld wordt in de vorm van een app die te gebruiken is op een mobiele telefoon. Ik weet niet of op het forum leden zijn die bereid zijn om met jou een dergelijk programma te ontwikkelen. Als dat het geval is zou het programma een fantastische spin off zijn van dit forum.

[bjorri]

Op dit moment ben ik bezig om de opstelling te maken voor volgen van de gisting in een 70 liter gistingsvat.
Als drijver wil ik een fles met beugelsluiting gebruiken (IKEA)

Even vervelend doen maar positief bedoeld.
Maar heb je hiermee het probleem van de gasbelletjes opgelost? En geef je hiermee de temperatuur onafhankelijkheid ook niet op? Dat laatste lijkt me minder een probleem omdat er toch temperatuur gecontroleerd wordt vergist.

[hansHalberstadt]

Hans,

Ben je ook van plan om een eenvoudig programma te maken waarbij je gewoon door te wegen het SG kunt bepalen?
Ik denk dan aan het wegen van vergisingsvaten tot zo'n 30 liter. Veel hobbybrouwers hebben een dergelijk gistvat.
Met een weegschaal die tot 50 kg weegt en op 2 gram nauwkeurig is zou je dan de vergisting kunnen volgen. Moet je wel het gistvat op een weegplateau zetten maar dat is met dergelijke hoeveelheden wel te doen.

Het zou mooi zijn als je het gewicht van de gistvat inclusief deksel en waterslot kunt opslaan. Door te wegen en rekening te houden met het SG zou je heel precies het volume kunnen bepalen. Dat is weer fijn voor het berekenen van het rendement van je brouwsel (= input voor een ander rekenprogramma). Het begin SG heb je sowieso nodig voor het volgen van het verloop van de vergisting.
Vervolgens zou het fijn zijn als meerdere metingen opgeslagen kunnen worden en dat die gegevens gebruikt worden voor het maken van een grafiek. Die grafiek zou dan weer geëxporteerd kunnen worden naar een png bestand of iets dergelijks zodat deze gedeeld kunnen worden.

Dit programma zou een goed en goedkoop alternatief kunnen zijn voor de elektronische hydrometers die de laatste tijd ontwikkeld worden en waaraan de nodige nadelen kleven zoals verstoringen door hopharsen en dergelijk. Het grote nadeel van de weegmethode is dat je ook fysieke handelingen moet verrichten. Dit is bij de elektronische hydrometers niet het geval.

Helemaal geweldig zou het zijn als het een en ander ontwikkeld wordt in de vorm van een app die te gebruiken is op een mobiele telefoon. Ik weet niet of op het forum leden zijn die bereid zijn om met jou een dergelijk programma te ontwikkelen. Als dat het geval is zou het programma een fantastische spin off zijn van dit forum.

Feitelijk zit dit alles al in de Excel sheet die al is bijgevoegd in een van de vorige berichten, zie bijlage voor de basis versie. is niet meer dan 3 regeltjes formules. maar als er behoefde aan is kan ik dat wel een keer in een windows programmatje zetten. Appjes schrijven zou ook kunnen, maar is voor mij op dit moment lastig omdat ik helemaal geen ervaring heb met de software daarvoor en ook niet weet of die software gratis is. (Vast niet)

[hansHalberstadt]

Even vervelend doen maar positief bedoeld.
Maar heb je hiermee het probleem van de gasbelletjes opgelost? En geef je hiermee de temperatuur onafhankelijkheid ook niet op? Dat laatste lijkt me minder een probleem omdat er toch temperatuur gecontroleerd wordt vergist.

Voordat je dit kunt oplossen moet je eerst weten hoe groot dat probleem is, dus of het wel een probleem is. De methode met drijver is de meest nauwkeurige methode omdat je het volle schaalbereik van je weegschaal kunt gebruiken. in mijn geval 120 gram en daar je drijvervolume op kunt afstellen. dan kun je in mijn geval tot 0.01 SG punt resolutie meten met 10mg weegschaal resolutie. Dan kun je via monsters nemen ook ontgassen en de SG meting van de ontgaste versie vergelijken met de inline meting. en dan weet je dus het effect van oa gasbelletjes en kun je beslissen of je daarvoor wilt compenseren of de fout accepteren. het gaat vooral om de vorm van de curve, dus of deze nog daalt en gasbelletjes kunnen welliswaar de curve verschuiven, maar zullen niet van een dalende grafiek en stijgende grafiek maken. noodzaak om iets te compenseren is dus nog maar de vraag.

[hansHalberstadt]

Feitelijk zit dit alles al in de Excel sheet die al is bijgevoegd in een van de vorige berichten, zie bijlage voor de basis versie.

bv


Enige wat je hoeft in te vullen is leeggewicht gistingsvat, totaal begingewicht en bijbehorend begin SG. De sheet rekent dan uit wat je huidige SG is, in dit voorbeeld 21 kg startgwicht en SG=1070 en bij 20.210 g ergens tijdens de gisting hoort dan SG=1029

[hansHalberstadt]

Hans,

Ben je ook van plan om een eenvoudig programma te maken waarbij je gewoon door te wegen het SG kunt bepalen?
Ik denk dan aan het wegen van vergisingsvaten tot zo'n 30 liter. Veel hobbybrouwers hebben een dergelijk gistvat.
Met een weegschaal die tot 50 kg weegt en op 2 gram nauwkeurig is zou je dan de vergisting kunnen volgen. Moet je wel het gistvat op een weegplateau zetten maar dat is met dergelijke hoeveelheden wel te doen.

Het zou mooi zijn als je het gewicht van de gistvat inclusief deksel en waterslot kunt opslaan. Door te wegen en rekening te houden met het SG zou je heel precies het volume kunnen bepalen. Dat is weer fijn voor het berekenen van het rendement van je brouwsel (= input voor een ander rekenprogramma). Het begin SG heb je sowieso nodig voor het volgen van het verloop van de vergisting.
Vervolgens zou het fijn zijn als meerdere metingen opgeslagen kunnen worden en dat die gegevens gebruikt worden voor het maken van een grafiek. Die grafiek zou dan weer geëxporteerd kunnen worden naar een png bestand of iets dergelijks zodat deze gedeeld kunnen worden.

Dit programma zou een goed en goedkoop alternatief kunnen zijn voor de elektronische hydrometers die de laatste tijd ontwikkeld worden en waaraan de nodige nadelen kleven zoals verstoringen door hopharsen en dergelijk. Het grote nadeel van de weegmethode is dat je ook fysieke handelingen moet verrichten. Dit is bij de elektronische hydrometers niet het geval.

Helemaal geweldig zou het zijn als het een en ander ontwikkeld wordt in de vorm van een app die te gebruiken is op een mobiele telefoon. Ik weet niet of op het forum leden zijn die bereid zijn om met jou een dergelijk programma te ontwikkelen. Als dat het geval is zou het programma een fantastische spin off zijn van dit forum.

Als ik dit even samenvat dan wil je:
-SG volgens via gewicht
-volumebepaling via gewicht en begin SG (bepaald op een andere manier)
-rendement bepaling achteraf door weging via gewicht en eind SG

Is goed te doen. Ik zal eens kijken als ik wat tijd hiervoor vrij kan maken.

[Jacques]

Als ik dit even samenvat dan wil je:
-SG volgens via gewicht
-volumebepaling via gewicht en begin SG (bepaald op een andere manier)
-rendement bepaling achteraf door weging via gewicht en eind SG

Is goed te doen. Ik zal eens kijken als ik wat tijd hiervoor vrij kan maken.

Zou mooi zijn. Tegenwoordig zijn er steeds meer mensen die alles met hun telefoon doen. Vandaar het idee om ook een app te ontwikkelen. Mijn vermoeden is dat hier op het forum leden zijn die daar redelijk goed in thuis zijn...

[hansHalberstadt]

Zou mooi zijn. Tegenwoordig zijn er steeds meer mensen die alles met hun telefoon doen. Vandaar het idee om ook een app te ontwikkelen. Mijn vermoeden is dat hier op het forum leden zijn die daar redelijk goed in thuis zijn...

Ja zou mooi zijn als iemand daar in thuis is en zou kunnen adviseren welke software daarvoor het handigst is (Iphone en andere systemen verschillende software?) en hoe ik aan die software kan komen.

[hansHalberstadt]

Op dit moment ben ik bezig om de opstelling te maken voor volgen van de gisting in een 70 liter gistingsvat.
Als drijver wil ik een fles met beugelsluiting gebruiken (IKEA)
bijbehorende hefboom van 0.5 past bij het bereik van 120 g van de weegschaal

meetbereik is SG=944 (120 gram) tot SG=1125 (0 gram) het draadje van de drijver komt door het kleine gaatje in de deksel. Waterslot komt op het grote gaatje

 

Vandaag weer een proefje genomen mbt de stabiliteit van de meting zonder autozero van de weegschaal.

Aan het begin de weegschaal (0-120 g per 10 mg) op 0 gezet en toen een gewicht van 70 gram erop gezet overeenkomend met de toestand van de drijver  waarbij deze een SG zou meten van ca 1020. Daarna gedurende 800 minuten gekeken hoe eea verloopt. Na 90 minuten en 865 minuten opnieuw de weegschaal op 0 gezet met het gewicht eraf.
Het verloop is dus minder dan +/- 0.5 SG punt zonder nulling en met tussentijdse nulling is de afwijking vrijwel 0.

Over enkele weken ga ik een brouwsel maken en volgen met deze drijver methode en dan ook tegelijk volgen met de refractometer en normale hydrometer zodat evt verschillen bekeken kunnen worden en hopelijk ook bv de invloed van opstijgende koolzuur belletjes, gist die neerslaat op de drijver etc.

[hansHalberstadt]

Misschien voor het overzicht goed om nog even te noemen dat in dit topic 3 methodes bekeken worden om het SG te volgen via weging

1) Met een personenweegschaal met aparte meetelektronica zelfbouw. Bedoeling is dat je daarmee een brouwsel van bv 20-100 liter kunt volgen. Vooral het verloop van het nulpunt van de wegschaal is hier een beperkende factor en geeft al snel een fout van enkele SG punten omdat je niet zomaar de weegschaal kunt nullen als er 50kg op staat. Verder is het nadeel dat je maar een heel klein deel van de volle schaal gebruikt dus relatief meer last hebt van nulpunt verloop van je weegschaal. Je kunt dat oplossen met een contragewicht (balans methode), maar dat is wel weer een lastiger constructie.

2) Met een keukenweegschaal kleine brouwseltjes en bv giststarters volgen. Daarbij kun je wel tussentijds nullen en die methode werkt heel goed. voor bv giststarters is het van belang om die niet helemaal uit te laten gisten. dat kun je dan prima zien met een weegschaal. Excel sheet is bijgevoegd in het topic.

3) Meten via een drijver in het wort via een dun nylon draadje aangesloten op een weegschaal. Voordeel daarvan is dat het vergelijkbaar is met de balansmethode omdat het contragewicht in feite het gewicht is van je drijver en dat kun je bv aftunen zodat het gewicht in wort 0 is bv bij maximaal SG van 1150. Excel sheet is bijgevoegd in het topic.
     

[hansHalberstadt]

Mbt punt 2 is het van belang om de factor 'k1' te bepalen welke aangeeft hoeveel het volume vermindert tijdens de gisting. 1 van de factoren die dat bepaalt is verdamping van water en alcohol. Net zoals bij met vocht verzadigde lucht het je in dit geval te maken met koolzuurgas met daarin een verzadigde damp van alcohol en water. Ik kan daar echter geen data van vinden.
Misschien dat een chemicus onder ons toegang heeft tot dit soort data of kan aangeven of er verschil te verwachten is tov lucht.   
 

http://www.wiki-hobbybrouwen.nl/uploads/pics/729705095d487cdb63815ebbb146774a.gif

[seed7]

Ter leering ende vermaeck,



Ingo

[hansHalberstadt]

3) Meten via een drijver in het wort via een dun nylon draadje aangesloten op een weegschaal. Voordeel daarvan is dat het vergelijkbaar is met de balansmethode omdat het contragewicht in feite het gewicht is van je drijver en dat kun je bv aftunen zodat het gewicht in wort 0 is bv bij maximaal SG van 1150. Excel sheet is bijgevoegd in het topic.
     

Inmiddels ben ik een echt brouwsel aan het volgen met methode 3 (1 liter fles als drijver via 0.17 mm nylon draadje via gaatje in de deksel van het gistingsvat naar de weegschaal) en ook via refracometer meting zodat ik beiden kan vergelijken.

[hansHalberstadt]

Om de zaak 1 op 1 te kunnen vergelijken gebruik ik het refractometertooltje, maar dan moet je het oorspronkelijke begin SG bepalen van starter+wort, terwijl de starter al is uitgegist. Dat heb ik gedaan en dan kun je daarna beide curves vergelijken.
-SG via refractometer berekend uit de gemeten brix en
-Sg via weegschaal berekend uit het gemeten gewicht

Hier de eerste resultaten na een halve dag gisting


De vraag is natuurlijk hoe beide curves zich ontwikkelen over een paar dagen op basis van de berekening en constantes die ik van tevoren heb afgeschat.


 

[hansHalberstadt]

Hier een update van de metingen. Morgen en overmorgen zal de rest van de curve duidelijker worden

[hansHalberstadt]

Een IKEA glazen fles zoals ik die nu gebruik is mooi voor deze proef, maar eigenlijk niet handig. Bij verder zoeken kwam ik zogenaamde 'Heksenbollen' van RVS tegen  Een heksenbol van 10 cm heeft een volume van 523 ml en met een SG tussen 1000 en 1100 verandert het gewicht daarvan dan met ca 50 gram. Als je daar een gaatje in boort en schroefdraad in tapt en dan vult met bv zoutoplossing tot het ding net zinkt bij SG = 950 en dan een RVS schroefje erin met afdicht rubbertje dan kun je heel mooi meten vanaf SG=950 met 0 gram bij SG = 950 en 50 g bij SG = 1050. Nu maar eerst de proef afmaken om te zien of eea goed bruikbaar is.

[hansHalberstadt]

Inmiddels weer wat meer meetpunten.
Aan het begin is het schuim tgen de deksel aangekomen waardoor er nu een kleverig laagje op het draadje zit. Daardoor heeft het draadje wat weerstand waardoor de grafiek waarschijnlijk 1 a 2 SG punt te laag was. Gisteren de zaak opengemaakt en de draaddoorvoer vervangen door een nieuw plaatje plastic (knikje in de grafiek). Ander punt is dat de IKEA fles mogelijk tegen het slangetje komt waarmee ik monsters kan nemen voor de refractometer. Dat levert extra wrijving op dus ook een klein foutje. dat wordt in de toekomst opgelost va een drijver van een heksenbol RVS 9 cm diameter. Maar al met al is het resultaat best mooi tot nu toe.

[tdp]

Ik blijf het een mooi project vinden Hans, blijf ons op de hoogte houden van de voortgang!

[hansHalberstadt]

Vanavond nog even verder nagedacht over  de doorvoer van het draadje naar de weegschaal.
Het punt is dat he het draadje nooit volledig vertikaal krijgt. Daardoor drukt het draadje aan een kant tegen de doorvoer en dat lever een wrijvingskracht op. Vanavond proberen te bepalen hoe groot die kracht is. is ca 1% van het gewicht van de drijver. dat levert een hysterese op van ca +/- 1 SG punt. Dus afhankelijk van de historie maak je dan een fout van ca 1 SG punt naar boven of beneden. Dit verklaart waarom er toch afwijking was en een knik in de grafiek toen ik het plastic doorvoertje verving.


 Op zich nog best wel acceptabel, maar het kan beter, zie volgende ideetje.



De doorvoer zit boven op een dun buisje. Dat buisje zit gelijmd op een velletje plastic bv van een boterhamzakje wat weer op een cilindervormig buisje zit met ca 5 cm diameter. Daardoor is het lange buisje heel flexibel heen en weer te buigen, maar blijft wel het vat afluiten van zuurstof. Als het draadje dan niet helemaal verticaal zit is dat niet erg meer want dan gaat het buisje iets uit het midden staan zodat het draadje toch verticaal komt en dr kracht op de doorvoer is dan een ordegrootte lager dus dan het je geen last meer van deze hysterese. Wrijvingskracht is namelijk evenredig met de kracht waarmee het draadje tegen de doorvoer zijwaarts drukt.

[hansHalberstadt]

Vandaag weer een update. Nu 3 metingen die vrijwel hetzelfde aangeven
1)refractometer
2)via drijver in het vat en weegschaal
3)via hydrometer
voor refractometer en hydrometer zuig ik wort op via injectiespuitje en slangetje door het deksel van het vat vast gemonteerd.



Inmiddels ook de Heksenbol binnen. daarin heb ik een gaatje geboord van 3.2 mm, m4 getapt, gevuld met zout tot het juiste gewicht en RVS schroefje erin met gastape en nylon draadje gemonteerd.

Het volume van de drijver is zo beter afgestemd op het bereik van de weegschaal zodat ik geen hefboom meer nodig heb.
SG = 890 = 120 g (weegschaal maximum), SG = 1000 = 67gram, SG = 1138 = 0 gram en alles daartussenin lineair.
Met de flexibele doorvoer verwacht ik een wrijving van minder dan +/-0.1 gram (+/-0.2 SG punt)

[hansHalberstadt]

Nog even verder nagedacht over de draaddoorvoer. 
Nu een soort drijvend waterslot gemaakt. Daar gaat het draadje door het plastic (folie op de drijver geplakt met speldegaatje erin).
Sluit zo alles af maar kan wel zich horizontaal richten zodat er geen kracht op het draadje komt, dus ook geen wrijving.

[hansHalberstadt]

Inmiddels weer wat verder. De gisting lijkt zich nu in 3 stappen te voltrekken
snelle fase, middelfase en langzame fase.

[Jacques]

Inmiddels weer wat verder. De gisting lijkt zich nu in 3 stappen te voltrekken
snelle fase, middelfase en langzame fase.

1. Glucose/fructose
2. Matose
3. Maltotriose

[hansHalberstadt]

1. Glucose/fructose
2. Matose
3. Maltotriose

Zou de Karmeliet gist dan toch maltotriose kunnen vergisten? 

[Jacques]

Zou de Karmeliet gist dan toch maltotriose kunnen vergisten?

Lees voor maltotriose suikers die moeilijk vergistbaar zijn.

[hansHalberstadt]

Lees voor maltotriose suikers die moeilijk vergistbaar zijn.

Ik ben benieuwd of deze lijn zich doorzet of dat het nu einde verhaal is. Het gekke is dat ik vorige week een monster heb genomen voor de SG bepaling en dat monster was daarna binnen 3 dagen op 1020. Mogelijk komt dat door wat extra zuurstof. heb het namelijk voor het ontgassen enkele malen over geschonken tussen 2 maatcilinders. Dus vandaar dat ik twijfel of het moeilijk vergistbare suikers zijn of dat de gisting gewoon erg traag loopt nu.