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By in L'officina, News 7

Il quadro di controllo 2, l’evoluzione…

quadro-completoErano mesi che ci stavo riflettendo sopra, ma per mancanza di tempo (e spesso di voglia..), non mi ero mai messo all’opera, ma pochi giorni fa, sono venuto in possesso di un piccolo strumento di misura che poteva fare al caso mio, e dato che a breve farò una delle cotte “sperimentali” di cui ho parlato qui,  non ho più avuto scusanti, mi sono procurato il resto del materiale occorrente, e ho installato il tutto.

Questa piccola evoluzione del mio quadro di controllo, è stata pensata e messa in atto essenzialmente con uno scopo: rendere sempre più controllabili i parametri di funzionamento che governano l’impianto durante la cotta, e grazie a questo, di aumentare il controllo sulle inerzie termiche legate alle notevoli potenze espresse dalla pentola Klarstein, in modo da poter rendere sempre più personalizzabile e preciso il processo di birrificazione, che è da sempre l’ossessione di ogni homebrewer…

Ma andiamo con ordine, in molti, mi hanno fatto domande in merito all’inerzia termica e al suo controllo durante le fasi di mash, e la risposta “TIPO” che ho potuto dare è: “impara a conoscere il tuo impianto“, e mi rendo conto che non è proprio “esaustiva”, anche se rispecchia una indiscutibile verità, ma ho anche aggiunto, che io e alcuni amici, stavamo mettendo a punto alcuni semplici sistemi per controllarla in modo più gestibile e preciso, bhè, questo upgrade del quadro di controllo, è uno di quelli che abbiamo sperimentato, e che tra tutti, mi è sembrato più utile e molto semplice da mettere in atto.

Questa piccola “Mod”, si basa su un concetto elementare: per controllare l’inerzia termica espressa dalle resistenze, dobbiamo poterne controllare la potenza in qualunque istante.

Il problema risiede proprio in questo: quando il nostro STC1000 stabilisce che le resistenze della caldaia vanno avviate perchè la temperatura target sta calando, lo fa alla massima potenza, questo porta gli elementi riscaldanti, a raggiungere picchi di temperatura molto elevati, e che vengono conservati per parecchio tempo dopo che è stata raggiunta la temperatura target e che le resistenze sono state spente, questo perchè le sudette resistenze, praticamente sono una massa metallica parecchio voluminosa, e questo “scambio di calore” prolungato nel tempo (inerzia termica..), tra le resistenze calde anche se spente e il nostro mosto, ci porta ad avere aumenti e picchi non voluti della temperatura.

Da qui, è partita l’idea di limitarne la potenza dopo aver raggiunto la temperatura target, in modo da controllarne in modo preciso il surriscaldamento, e di conseguenza, l’inerzia termica espressa quando l’STC decide di richiudere il circuito e le resistenze si riavviano.

È facile capire che se al riavvio dopo un calo termico, invece dei 2,5Kw di potenza nominale, le resistenze esprimessero solamente i Watt necessari al ripristino del piccolo gap di temperatura, l’inerzia termica sarebbe minima se non trascurabile, ovviamente, anche questo “sistema” necessita di un minimo di esperienza con il proprio impianto, in quanto saremo noi a stabilire quanta potenza erogare, ma è proprio in questo che il display del multimetro ci viene in aiuto, con un pò di “osservazione” e di “mano del birraio”, è facile gestire i picchi di temperatura in relazione alla potenza erogata.

Da questo assunto, cosa ne possiamo trarre? Semplice: un controllo maggiore sui paramentri elettrici ci può rendere la vita molto più semplice e la birrificazione un pò meno ossessiva!

Tutto molto bello… Ma come lo si realizza questo controllo?

Bhè, può essere effettuato in molti modi, ad esempio “meccanicamente”: separando le resistenze (cosa che abbiamo fatto, e che spiegheremo in modo dettagliato un articolo dedicato..), oppure elettronicamente come in questo caso, o combinando i 2 sistemi (come ho fatto io..), o ancor più semplicemente (ed empiricamente..) accendendo e spegnendo la caldaia.

Ma qual’è il più efficace? Difficile rispondere, entrambi i sistemi (meccanico ed elettronico..), come ho detto sopra, necessitano sempre esperienza e conoscenza del proprio impianto per funzionare a dovere (sempre lì torniamo..); sicuramente il sistema “elettronico” garantisce un controllo “micrometrico” nella gestione della potenza, ma anche l’esclusione comandata da un interruttore di una delle resistenze (sistema meccanico) è un ottimo sistema, che non fornisce un controllo accuratissimo sul’assorbimento di corrente e quindi sul calore espresso, ma funziona..

Personalmente, credo che valga la pena di implementarli tutti e 2, e che il loro funzionamento “in tandem”, sia un’ottima soluzione al problema delle inerzie termiche, come ho detto sopra, a breve farò una cotta sperimentale usando il solo “sistema elettronico”, e vi potrò fornire dati più precisi.

E dopo questa filippica, arriviamo finalmente al “lato pratico” di questa implementazione:

Come buona parte delle “modifiche” che ho suggerito in questi sito, anche questa è pensata in modo da essere realizzata in modo facile da chiunque e poco “invasivo” per la pentola, ma per l’ennesima volta, vorrei ribadire quello che ho enunciato innumerevoli volte: è un intervento su un’impianto elettrico, va eseguito con materiali idonei e con “cum grano salis”, sicurezza innanzi tutto, considerate che su questa linea, transiterà il masimo carico elettrico dell’impianto, quindi fili di collegamento dovranno avere sezioni adeguate per reggere 16A (perlomeno 2,5mm), lo strumento di misura da impiegare dovrà presentare nei dati di lettura almeno 20 A di picco e 3000w di test range, e il variatore SCR dovrà poter gestire un carico di almeno 20A e 3000w.

Se siete già in possesso di un quadro elettrico simile al mio, e vi volete cimentare nella modifica, i componenti elettrici che vi servono sono essenzialmente 2:

Uno strumento di misura simile a questo: https://www.amazon.it che è in grado di fornirci costantemente la potenza e gli ampere assorbiti dalla caldaia

display-multimetro

Volendo descrivere questo piccolo e pratico strumentino di misura, lo possiamo definire un “multimetro”, dato che è in grado di fornirci parecchi parametri importanti durante il suo utilizzo, nell’ordine, partendo da sinistra in alto, ci fornisce: voltaggio della linea, corrente assorbita dal carico elettrico, potenza sviluppata dallo stesso carico, consumo in Wh; tutti questi dati, hanno il compito di farci capire in modo istantaneo quanta potenza viene espressa dalle nostre resistenze, in modo da poterle regolare e cosi limitarne le derive di temperatura dovute alle inerzie termiche; tenete presente, che su questo strumentino dovranno transitare una decina di ampere, quindi va comperato di buona qualità…

 

Un “regolatore SCR” in grado di gestire le potenze e gli assorbimenti di corrente che entrano in gioco durante la cotta; io ho usato questo: https://www.amazon.it

regolatore-scr

Questo piccolo circuito, basato su un Triac, come ho detto sopra, ha lo scopo di regolare l’assorbimento di corrente del nostro carico resistivo, e grazie a questo, di modularne la potenza a nostro piacimento, ho usato questo circuito anche per altri impieghi, e non mi ha mai dato problemi, è semplice e robusto, dotato di un buon dissipatore e di componenti di buona qualità, è in grado di gestire 20A e 3800W, quindi è perfino sovradimensionato rispetto ai dati di “targa” della klarstein, ma dato che l’intero carico elettrico ci transita sopra, non è proprio il caso di lesinare

Ovviamente vi serviranno anche dei cavi elettrici con sezione adeguata, e dell’isolante, meglio se termoretraibile, non usate “nastro adesivo”, che ha la tendenza a “squagliarsi”, ricordate cosa ho detto sopra: sicurezza innanzitutto…

Vediamo ora lo schema elettrico nel dettaglio, e dato che il multimetro spedito da amazon, a volte arriva ai clienti, indipendentemente da come lo acquistano, in un modello “con” o “senza” toroide, ho disegnato lo schema elettrico in modo da poter installare qualunque versione dell’aparecchio vi possa arrivare:

Come ho già detto, se avete già realizzato un quadro di controllo simile al mio, questa è una modifica elementare, dato che le variazioni dall’originale sono minime: è stato inserito il multimetro nella linea di potenza che termina sul relè monostabile che pilota la caldaia, e a valle dello stumento di misura, è stato interposto il variatore SCR, tutto qui.

Potete trovare ulteriori approfondimenti e dati, nella prosecuzione di questo articolo, dedicata al collaudo “bagnato” dell’intero upgrade,  e nella quale potrete trovare il video effettuato durante la prova, e che ne mostra il funzionamento.

Ecco “l’upgrade” in azione:

 

 

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7 comments on “Il quadro di controllo 2, l’evoluzione…

  1. È troppo chiedere una foto dell’interno per vedere come hai organizzato le spaziature tra gli elementi e i cablaggi? Grazie mille per il sito davvero completo!

    • Non c’è problema, appena riesco ti faccio le foto, ma in una scatola di derivazione cosi grande, e con un impiantino cosi semplice, l’organizzazione non è una cosa poi cosi basilare, ci sta tutto senza grosse difficoltà..

  2. Mirco Lodi Vecchio (LO)

    ciao ti ho scritto anche su youtube, avrei bisogno di sapere le misure per l’asta graduata per rilevare i litri nel bollitore. Secondi i miei calcoli 1 L = 1,4 CM è corretto. grazie e complimenti per il lavoro
    continua cosi

  3. Ciao, io sto pensando di attrezzarmi così..
    Sarebbe tipo un Biab + sparge: i grani sono in un sacco ma finito il mash li alzo tramite una specie di fondo filtrante che aggancio nel livello alto della pentola ed effettuo lo sparge
    Fornello a gas con termocoppia, fiamma pilota e valvola ON-OFF che pensavo di comandare con segnale PWM.
    Sonda PT100 o PT1000
    Pentola da 70LT
    Che ne pensi? Come mi consiglieresti di automatizzare e che regolatore compreresti?

    Grazie!

    • Non è facile risponderti, l’utilizzo delle elettrovalvole per pilotare uno o più bruciatori esula dalle mie esperienze, e quello delle valvole porporzionali è un settore che presume determinate conoscenze (sopratutto dei materiali impiegati..), quindi, data la delicatezza dell’argomento “GAS”, non vorrei dirti frescacce, ma se ti può servire, posso metterti in contatto con una persona che ne sa decisamente più di me sui materiali da impiegare..

      • Cio e grazie per avermi risposto.
        Comunque si, se hai qualcuno che può consigliarmi sarebbe perfetto.
        Grazie ancora e complimenti per le spiegazioni che dai! Si vede che c’è passione!! Attendo, grazie

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