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用Linux，Python和树莓派酿制啤酒
怎样在家用python和树莓派搭建一个家用便携的自制酿啤酒装置
Image by :
Quinn Dombrowski. Modified by Opensource.com. CC BY-SA 4.0.
大约十年前我开始酿制自制啤酒，和许多自己酿酒的人一样，我开始在厨房制造提纯啤酒。这需要一些设备并且做出来后确实是好的啤酒，最终，我用一个大的贮藏罐放入了所有大麦作为我的麦芽浆桶。几年之后我曾酿制了5加仑啤酒，但是酿制10加仑时会花费同样的时间和效用（只是容器比之前大些），之前我是这么做的。容量提升到10加仑之后，我偶然发现并意识到我真正需要的是将整个酿酒过程转换成全电子化的，用树莓派来运行它。
建造自己的家用电动化酿酒系统需要大量这方面的技术信息，许多学习酿酒的是在TheElectricBrewery.com这个网站起步的，只不过将那些控制版搭建在一起是十分复杂的，尽管最简单的办法在这个网站上总结的很好。当然你也能用一个小成本的方法并且依旧可以用相同的结果得到-用一个热水壶和热酒容器通过一个PID控制器来加热你的酿酒原料。但是我认为这有点太无聊（这也意味着你不能get到完成酿酒过程）
关于树莓派更多信息
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[关于树莓派最新消息1
需要用到的硬件
在我开始我得这个项目之前, 我决定开始买零件，我最基础的设计是一个可以将液体加热到5500w的热酒容器和开水壶，加一个活底的麦芽浆桶，我通过一个50的不锈钢线圈在热酒容器里让泵来再循环麦芽浆(a "热量交换再循环麦芽浆系统, 也叫 HERMS).同时我需要另一个泵来在热酒容器里循环水，并且把水传输到麦芽浆桶里，整个电子部件全部是用树莓派来控制的。
建立我得电子酿酒系统并且尽可能的自动化意味着我需要以下的东东：
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一个5500瓦的电子加热酒精容器
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能够放入加热酒精容器里的一英尺（0.5英寸）长的不锈钢线圈（热量交换再循环麦芽浆系统）
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一个5500瓦的电子加热水壶
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多个固态继电器加热开关
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2个高温食品级泵
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泵的开关用继电器
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可拆除装置和一个硅管
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不锈钢球阀
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一个测量温度的探针
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很多线
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一个来容纳这些配件的电路盒子
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酿酒系统 (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
建立酿酒系统的电气化方面的细节The Electric Brewery这个网站概括的很好，这里我不再重复，当你计划用树莓派代替这个PID控制器的话，你可以读以下的建议。
一个重要的事情需要注意，固态继电器信号电压，许多教程建议使用一个12伏的固态继电器来关闭电路，树莓派的GPIO针插口只支持输出电压3伏，然而，必须购买继电器将电压变为3伏。
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Inkbird SSR (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
要运行酿酒系统，你的树莓派必须做两个关键事情：来自不同位置的敏感温度，用继电器开关来控制加热元件，树莓派很容易来处理这些任务。
这里有一些不同的方法来将温度传感器连到树莓派上，但是我找到了最方便的方法用单总线。这就可以让多个传感器分享相同的线路（实际上三根线），这三根线可以使酿酒系统的多个设备更方便的工作，如果你要从网上找一个DS18B20 防水的温度传感器，你将会找到更多的选择。我用的是日立DS18B20防水温度传感器。
要控制加热元件，树莓派包括几个用来软件寻址的总线扩展器（GPIO），它会通过在某个文件写入0或者1让你发送3.3v的电压到一个继电器，在我第一次了解树莓派是怎样工作的时候，这个用GPIO驱动继电器的树莓派教程对我来说是最有帮助的，总线控制器控制多个固态继电器，通过酿酒软件来直接控制加热元件的开关。
我第一次将所有部件放到这个电路盒子，因为这将成为一个滚动的小车，我要让他方便移动，而不是固定不动的，如果我有一个店（比如说在车库，工具房，或者地下室），我需要要用一个更大的电路盒挂到墙上，而现在我找到一个大小正好的防水工程盒子，能放进每件东西，最后它成为紧密的结合工具盒，并且能够工作。在左下角是和树莓派连接的为总线控制器到单总线温度探针和固态继电器的扩展板。
要保持240v的固态继电器温度不高，我在盒子上切了个洞，在盒子的外面用降温凝胶安装铜片散热片冷却cpu的温度。它工作的很好，盒子里没有温度上的问题了，在盒子盖上我放了两个开关为120v的插座，加两个240v的led来显示加热元件是否通电。我用干燥器的插座和插头很容易的开关电热水壶的连接。第一次尝试每件事情都弄好了。(决定第一次手画电路图.)
照片是从“概念”版的最终生产系统应该有两个固态继电器，以至于240v的电路两个针脚能够切换，另外我将通过软件来切换泵的开关，。现在他们通过盒子前面的物理开关控制，但是他们很容易用继电器控制。
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控制盒子 (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
另一个事情是我要为温度探针找一个微型压缩装置，这个探针以T字型装置在加热酒精容器和麦芽浆桶球形阀门的最底部，只要是液体流过温度传感器，温度是准确显示的。我考虑加一个套管到热水壶里，但是基于我的酿造工艺没有什么用。无论如何，我买四分之一英寸的压缩配件，他们是完美的。
软件
一旦硬件整理好，我有时间来处理软件，我在树莓派上跑了最新的发行版，操作系统方面没有什么特别的。
我开始使用Strangebrew Elsinore酿酒软件，当我的朋友问我是否我听说过[Hosehead]，一个基于树莓派的酿酒控制器，那时我已经听说过这个软件了。我认为[Hosehead]很棒，但并不是要买一个酿酒控制器，贰拾我要挑战自己搭建我自己的一个。
设置Strangebrew Elsinore 这个软件是按照说明文档操作，没有遇到任何的问题。尽管Strangebrew Elsinore工作的很好，在一代树莓派上运行java有时是费力的，不止崩溃一次。我看到这个软件开发停顿也很伤心，因为他们没有几个看起来很大的贡献者的社区（尽管有很多人还在用它）
CraftBeerPi
之后我偶然遇到了一个用Python写的支持活跃的贡献者的开发社区的CraftbeerPI，应该叫手工啤酒派吧。原作者和当前维护者Manuel Fritsch在做贡献和反馈问题是友好的。克隆这个仓库然后开始花了我一些时间。README文档也是一个连接DS1820温度传感器的好例子，同时注意关于硬件接口到树莓派或者芯片电脑。
在启动的时候，CraftbeerPI引导用户通过一个设置过程来发现温度探针是否可用，并且让你用GPIO总线控制器来管理树莓派上的特定设备部件
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CraftBeerPi (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
运行自制酿酒系统是容易的，我能够依靠它掌握可靠的温度，我能输入多个温度段来控制麦芽浆温度，用CraftbeerPi酿酒的日子有一点点累，但是传统手工管理丙烷燃烧器为系统的有效性和持续性我还是很高兴的。
CraftBeerPI的用户友好性鼓舞我设置了另一个控制器来运行“发酵室”。就我来说，那是一个二手冰箱，我用了50美元加25美元的加热器设置在里边。CraftBeerPI很容易控制电器元件的冷热，你也能够设置多个温度阶段。举个例子，这个图表显示我最近做的IPA进程的发酵温度。发酵室发酵麦芽汁在67F的温度下需要4天，然后每到12小时上升一度直到温度到达72F。温度保持剩下两天是为了双乙酰生成。之后5天温度降到65F，这段时间是让啤酒变“干”，最后啤酒发酵温度直接降到38F。CraftBeerPI加入了每个阶段，让软件管理发酵更加容易。
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SIPA 发酵文档 (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
我也试验过用液体比重计来发对酵啤酒的重力进行监测，通过蓝牙连接的浮动传感器可以达到。有一个整合的计划能让CraftbeerPi很好工作，但是现在它记录这些重力数据到谷歌的电子表格里。一旦这个液体比重计能连接到发酵控制器，设置的自动发酵文档会基于酵母的活动性直接运行且更加容易，而不是在4天存贮的主要发酵完成，可以在重力24小时稳定在设定温度。
像这样的一些项目，想象力和计划改进和额外的部件是很容易，不过，我很高兴今天经历过的事情。我用这种装置酿造了很多啤酒，每次都能达到预期的麦芽汁效率，而且啤酒一直都很美味。我最重要的消费者！-我，很高兴我可以随时饮用。
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随时饮用 (photo by Christopher Aedo. CC BY-SA 4.0)
这篇文章基于克里斯托弗的开放的西部的谈话,用Linux，Python和树莓派酿制啤酒。 这次谈话将在2017年7月12-15日盐湖城举行。
作者简介：
Christopher Aedo - Christopher Aedo 从他的学生时代就从事并且贡献于开源软件事业。最近他被发现是他在IBM领导一个逆流而上的开发者团队，同时他也是开发者拥护者。当他不再工作或者实在会议室演讲的时候，他可能在波特兰市俄勒冈州用树莓派酿制和发酵一杯美味的啤酒。
via: https://opensource.com/article/17/7/brewing-beer-python-and-raspberry-pi
作者： Christopher Aedo 译者：译者ID 校对：校对者ID