Arduino-Projekt

Eine Hard- und Software für die Automation der Bierschrot-Stabilisierung

Bierschrot ist sterilisierter und stabilisierter Überschuss aus der Bierproduktion (Treber), der mithilfe eines patentierten Verfahrens haltbar gemacht wird, um so wieder in die Nahrungskette eingeführt zu werden. Dies gelingt durch eine Maschine, die patentgeschützt ist und in Zukunft durch den Arduino gesteuert werden wird. Auf diese Weise entsteht ein Produkt, das als Zusatzmittel in der Lebensmittelindustrie verwendet werden kann.

Das Ziel ist es also, hiermit den Produktionsablauf für den Stabilisierungsprozess des Bierschrotmehls zu vereinfachen und ihn möglichst stark zu automatisieren.

Relevant dazu sind vor allem die Temperatur- und Feuchtigkeitsmessung.

Für die Realisierung des Projekts wurde folgendes verwendet:

Datenverarbeitung

·       Arduino UNO Rev3

Sensoren

·       Thermoelement (MAX6675)

·       Hygrometer (HDC1080)

·       CO-Messgerät (MQ-7)

Ausgabe

·       LCD 4x20

·       LED-Leuchten

·       Passiver Piezo-Buzzer

·       3 Relais-Module zur Ansteuerung der Maschine

·       PC mit Excel-Datastreamer

Sicherheitsvorkehrungen

·       Not-Aus-Schalter

·       Messung des CO-Werts (MQ-7)

·       Mit schon stabilisiertem Produkt wird kein neuer Vorgang gestartet

Weitere Hardware

·       Jumper Kabel

·       Breadboard

·       USB-Datenkabel für Arduino

Funktionsweise der computerbasierten Vorgangskontrolle
Im Laufe des Stabilisierungsprozesses ändern sich die Temperatur und die Luftfeuchte innerhalb der Maschine. Zu einem bestimmten Zeitpunkt hat das reine Bierschrot schließlich eine bestimmte Feuchtigkeit, die der Vorgangskontrolle zugutekommt. Zudem wird während des Prozesses eine bestimmte Wärmeenergie frei, die im Zusammenspiel mit der Feuchtigkeit auf den Abschluss des Vorgangs hindeutet.  Dieser wird mithilfe der Arduino-Sensoren und dem dafür angefertigten Programm identifiziert. Daraufhin können wiederum weitere Arbeitsschritte durch das Programm gestartet, durchgeführt, untersucht und protokolliert werden. Nach jedem Stabilisierungsvorgang muss die dafür angefertigte Maschine geleert und neu gefüllt werden.

Abrufen und Speichern der Messdaten
Die während des Vorgangs erhaltenen Messwerte werden durch ein in Excel eingebettetes Datastreaming-Programm abgefangen, in Echtzeit gespeichert und in Form eines Liniendiagramms ausgegeben. Auch jeglicher Notfall wird hier aufgezeichnet.

Notfall-Maßnahmen
Bei einer Überschreitung des festgelegten und schädlichen Gehalts an Kohlenstoffmonoxid wird umgehend das Notprotokoll ausgeführt. Dies besteht hauptsächlich darin, dass die Gaszufuhr und der Strom zum Maschinenmotor unterbrochen wird. Weiterhin wird auf dem LCD zudem noch der CO-Wert angegeben, sodass man diesen weiterhin verfolgen kann. Das Notprotokoll kommt auch beim Drücken des Not-Aus zu tragen. Ein Notfall beinhaltet zudem die Ausgabe eines Alarmtons, der über den passiven Piezo-Buzzer solange anhält, bis nicht manuell die Aufforderung zu dessen Abschalten befohlen wird. Dieser schaltet auch ab, wenn die Aufforderung für einen neuen Vorgang gegeben wird.

Überwachung des Vorgangs
Auf einem LCD wird veranschaulicht, was die Maschine gerade macht. So stehen hier beispielsweise „Gas strömt aus“ oder die Messwerte der Sensoren, aber im Fall eines Notfalls auch „Notfall im 4. Vorgang“. Je nach Situation leuchten auch die LEDs: Gelb während der Messungen und des Stabilisierungsvorgangs,  grün bei abgeschlossenem Vorgang und rot blinkend bei der Ausführung des Notprotokolls.

So entstand ein besonderes Projekt, welches mich immer wieder vor neue Herausforderungen stellte und auch viel von mir abverlangte. Ich war ständig in Kommunikation mit dem Produktentwickler und musste das Programm auf seine Anforderungen anpassen und optimieren.

Ich war von Anfang an begeistert, meinen Teil dazu beizutragen, ein nachhaltiges Produkt zu entwickeln, welches das Potential hat die kulinarische Szene aufzufrischen.

Joel Previdi (5an)