CraftBeerPi

Вы в первые задумались о контролере для своей пивоварни. И тут Вас ждет первый сюрприз. Какой контролер выбрать?.. Ведь скорее всего Вы собираете контролер для своей первой однокастрюльной пивоварни. Но пройдет совсем немного времени, аппетиты вырастут, захочется чего ни будь нового, с большими возможностями, и, скорее всего, большим объемом. Да и площади, вроде позволяют. И место есть для своего хобби. И вот у вас есть холодильник для брожения, а то и целая комната. Так давайте соберем тот самый контролер один раз, и так, чтобы не было мучительно больно, и не пришлось собирать заново.

Какую модель RaspberryPi выбрать – решать Вам. У кого-то, возможно, завалялась «Малинка» купленная для других проектов. Кому-то еще предстоит сделать выбор.  Важно понимать одно:

- если Вы собираете «без головую», т.е. без монитора, версию контролера, то подойдет любая версия микрокомпьютера. Даже старые модели RaspberryPi A+, B, B+. Не говоря уже о ZeroW.

- если же Вы хотите оценить все «прелести» данного контролера, то советую взять одну из старших моделей - RaspberryPi 2 или RaspberryPi 3, а теперь и RaspberryPi 4 (с ними правда есть определенные сложности, перегреваются они из-за ошибки в железе, не знаю, исправили ли)

1-3 (а то и больше) Температурных датчиков DS18B20. Почему такой разброс? Да все просто… У Вас одна кастрюля – значит берем минимум один датчик. Т.е. сколько кастрюль – столько и датчиков. А если еще и будем контролировать процесс брожения, то нам понадобится датчиков больше.

1хСопротивление 4,7кОм. Без него ни как. Для того чтоб Ваш микрокомпьютер увидел и смог получать данные от температурных датчиков, надо установить сопротивление на колодке GPIO между седьмым и первым (вторым или четвертым) контактами.

1-4 (а то и больше) твердотельных реле. Опять-таки все зависит от количества ТЭНов и насосов в Вашей системе, а если еще и контроль брожения, то смело прибавляем еще, как минимум, два реле. Какие реле выбрать зависит от подключаемой мощности. Я бы рекомендовал использовать реле большей мощности для меньшей нагрузки. Так реле будет меньше греться. А соответственно меньше вероятность выхода его из строя. Так для нагрузки до 3,5 кВт я бы рекомендовал использовать реле на 40 ампер. Но это не исключает наличие радиатора, а то и обдува радиатора. Для насосов можно использовать релейный модуль на 5 или 12 вольт.

Много разноцветных проводов. Что бы не запутаться в соединениях. А то и купить набор проводов с контактами.

Несмотря на то,что все можно собрать без экрана и наблюдать за всеми процессами через телефон, планшет, компьютер, собирая на старших моделях RaspberryPi стоит подключить сенсорный экран разрешением не ниже 1024х600. Это просто удобно. Ну, или, хотя бы, lcd экран 20x4.
Еще нам понадобятся силовые разъемы для подключения ТЭНов, насосов, термодатчиков. К этому стоит отнестись ответственно. Покупать и устанавливать разъемы соответственно подаваемой мощности.  Не стоит экономить, тем более что мы собираем все это всерьез и на долго.

Ну и самое важное. Не смотря на то что всю периферию можно подключить на прямую к колодке GPIO, настоятельно рекомендую обзавестись платой. Это избавит вас от проблем, связанных со скачками напряжения или короткого замыкания, при которых ток «перетекает» от реле к микрокомпьютеру выжигая контакты GPIO.
ВСЕ ЭТО ВЫ БУДЕТЕ ДЕЛАТЬ НА СВОЙ СТРАХ И РИСК. Я НЕ НЕСУ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ВАШИ НЕОБДУМАННЫЕ ДЕЙСТВИЯ.

Установка операционной системы.

Для начала нам надо скачать ISO образ по адресу https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/.Если у Вас RaspberryPi 2 или старше, то смело качайте полную версию. Для более слабых моделей можно качать версию Lite. После скачивания необходимой версии распаковываем ISO образ из скачанного Zip-файла.
Теперь берем нашу Micro-SD карту, вставляем в кардридер. С помощью утилит Win32 DiskImager или Etcher разворачиваем образ на карту памяти. Забираем карту, вставляем в Raspberry. Для первоначальной настройки необходимо подключить монитор, клавиатуру и мышь.
Для того чтоб иметь доступ к RaspberryPi по сети, для обновлений, настроек, чтоб не держать для этого монитор, клавиатуру и мышь, необходимо настроить службу SSH. По умолчанию она выключена. После первого запуска открываем терминал (МЕНЮ - АКСЕССУАРЫ – ТЕРМИНАЛ) и набираем команду

sudo raspi-config

Если Вы устанавливали версию Lite, то вы сразу будете в командной строке. Надо будет ввести имя и пароль пользователя. По умолчанию это pi и raspberry соответственно.
Надо будет настроить несколько опций.
Выбираем 7 AdvancedOptions – A1 ExpandFilesystem и разворачиваем файловую систему.
Помните, что служба SSH отключена, поэтому идем 5InterfacingOptions – P2 SSH и даем разрешение.
Так же стоит поменять пароль пользователя pi. Более того система будет на этом настаивать при каждой загрузке, пока вы его не смените.
Так же можно поменять сетевое имя (2 Hostname) и настроить русскую раскладку клавиатуры, часовой пояс и язык интерфейса (Locale). Но это уже по желанию.
После всех манипуляций нажимаем кнопку Finish, нажимаем YES и перегружаем RaspberryPi.
Технически нам больше не нужен монитор и клавиатура с мышью, поскольку мы просто подключаемся к нему через SSH. Теперь Вы можете включить свою RaspberryPi абсолютно в любом месте, не забыв подключить сетевой провод от Вашего роутера. Нам нужен доступ в сеть. О том, как настроить сеть Wi-Fi будет рассказано позже.

SSH

Для доступа к Вашему устройству по SSH необходима программа-клиент. Для Windows можно использовать PuTTY.
После запуска PuTTYнеобходимо будет ввести сетевой адрес Вашей Raspberry Pi. Узнать его можно например программой Fing. Вводим адрес,указываем стандартный порт 22 и подтверждаем соединение. Программа выдаст предупреждение, отвечаем нажав Yes(Да). Откроется окно с командной строкой и предложением ввести имя пользователя. Вводим имя пользователя pi и пароль (помните? Вы его меняли).

Wi-Fi

Если Вы используете RaspberryPi 3 (или 4), RaspberryPi Zero W или USB адаптер для того чтобы заработал Wi-Fi потребуется сделать настройки. В той же командной строке набираем

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Откроется редактор nano. Идем в самый конец файла и находим строки

network={ssid=”your-network-ssid”
psk=”Your_wifi_password”
}

Редактируем вбивая свои параметры. Ssid– имя Вашей домашней сети Wi-Fi. Psk – пароль от Вашей сети Wi-Fi. Нажимает сочетание клавиш ctrl+o, тем самым сохраняем изменения, ctrl+x для выхода из редактора. Теперь, после перезагрузки будет работать беспроводная сеть.  Но сетевой адрес придется узнать заново.

CraftBeerPi

Для установки CradtBeerPi там же, в окне PuTTY, в командной строке набираем

git clone https://github.com/Manuel83/craftbeerpi3

Начнется обновление всей системы, скачивание и установка CraftBeerPi. После того как все обновиться и скачается необходимо запустить установку.  Набираем следующие команды

cd craftbeerpi3
sudo ./install.sh

Обновить систему так же просто. Команды выглядят так

cd craftbeerpi3
git pull

Аппаратная часть

Практически всю переферию можно подключать непосредственно к контактам GPIO на малине. Но это не совсем удобно по нескольким моментам. Настоятельно рекомендую обзавестись платой. Это более стабильный сигнал для ваших реле и датчиков и полное отсутствие каких либо глюков. Те же, кто решит собирать без плат помните, что вы имеете дело с электричеством. Если вы не правильно соберете, где-то ошибетесь, не надежно закрепите, может произойти короткое замыкание и тогда, в лучшем случае, вы спалите контакты GPIO на RaspberryPi. Поэтому лишний раз подумайте во что может вылиться экономия средств.

Подключение реле

Всем что управляется с помощью включения/выключения, а это могут быть ТЭНы, насосы, холодильники и нагреватели, клапаны , мы будем управлять с помощью реле. Какое реле выбрать решайте сами. Свои краткие рекомендации по этому вопросу я дал, когда перечислял необходимые компоненты. На каждый ТЭН, насос или иное устройство у нас должно быть по одному соответствующему реле.
Программное обеспечение будет управлять ими, включать или выключать, с помощью контактов GPIO.



"Минус" реле мы подключаем к любому контакту "GROUND" (выделены черным цветом), "плюс" реле подключаем к одному из зеленых контактов GPIO. Если у пас механическое реле на 5 вольт, то "минус" реле к "GROUND", "плюс" реле к "5V power", "сигнал" к зеленому контакту. Запоминаем или записываем на какие контакты GPIO мы подключили какие устройства. Эта информация нам понадобится для дальнейшей настройки.

Подключение Датчиков температуры.

Термодатчик у нас как всегда DS18b20. Для того чтобы его подключить к микрокомпьютеру нам, также, как и в случае с Arduino понадобится сопротивление на 4,7 кОм. Берем то количество датчиков сколько нам необходимо, одно сопротивление и все подключаем по схеме



ВОТ И ВСЕ.

Все собрано, пора включать нашу RaspberryPi. Переходим в Web интерфейс и производим окончательную настройку. Там нет ничего сложного и Вы быстро разберетесь сами. На всякий случай дам пару ссылок на видео.



Или более подробно



Пока все. Позже выложу установку в картинках и первоначальную настройку в картинках. Пока заказывайте запчасти.