Terug naar overzicht | |
Electronisch geregeld roerwerk |
tww november 2001 |
Electronisch geregeld roerwerk
InleidingWe hopen met dit artikel een serie te starten over dit onderwerp, want er zijn ten slotte meerdere wegen die naar Rome leiden. Daarvoor is echter jullie medewerking vereist om eens je eigen roerwerkje te beschrijven. Roerwerken zijn er in verschillende vormen, maten en uitvoeringen. In dit artikel beschrijven we een zogeheten “hekroerwerk” en de bijbehorende electronische besturing dat ik in het kader van het Saens Brouwers Gilde ontworpen heb. Waarvoor een electronische besturing vraag je je waarschijnlijk af. Wel, als je een hekroerwerk continu dezelfde kant laat opdraaien zal op een gegeven moment het gehele beslag meedraaien en is er van roeren nauwelijks sprake. Dus van tijd tot tijd moet de zaak even de andere kant opdraaien. Dat kan m.i. op twee manieren: mechanisch en electronisch. Nou zijn mechanische konstrukties meestal erg lastig te bouwen, je hebt er speciaal gereedschap voor nodig en als het een beetje smerig wordt, inderdaad een wort er over gemorst, is het nog lastig schoonmaken ook. Gezien mijn arbeidsverleden heb ik wat electronica in elkaar geknutseld dat in dit artikel uitgebreid beschreven staat. Het volgende probleem betrof het motortje. Eerst maar eens even de selectiecriteria op een rijtje gezet. Het motortje moest m.i. veilig zijn (laagspanning), krachtig (ik maak wel eens een dik beslag), regelbare snelheid (tijdens inmaischen sneller draaiene dan bijvoorbeeld gedurende de rustfases) en last but not least niet duur. De oplossing hiervoor bleek een ruitenwissermotor van een auto. Deze zijn 12 Volt (dus veilig), heeft een wormwieloverbrenging (dus krachtig), met wat electronica eenvoudig regelbaar te maken en 2e hands of van de sloop, dus goedkoop. HekroerwerkHet hekroerwerk, zoals afgebeeld, bestaat uit een drijfstang die aan de onderkant voorzien is van een nylon busje en, via een in de bodem van de ketel aangebracht pen, wordt gecentreerd. Aan de bovenkant wordt deze gecentreerd en geleid door een nylon bus die is aangebracht in een brug die boven op de maischketel wordt bevestigd. De aandrijfmotor wordt ook op deze brug bevestigd (zie tekening). Het roerwerk is aan een buis bevestigd die over de drijfstang heen schuift. Door middel van een pen in de drijfstang en een sleuf in de buis wordt het roerwerk door de drijfstang meegenomen. Het onderste blad van het roerwerk heeft de vorm van een schoep en draait de ene kant op met een scheppende beweging vlak boven de bodem van de ketel. Als het roerwerk de andere kant opdraait zou door de schoepvorm tussen het blad en en bodem het beslag klem kunnen komen te zitten. Hiervoor is het roerwerk vertikaal als het ware losgekoppeld van de drijfstang en kan door de opwaartse druk omhoog komen. De vorm en plaatsing van de overige bladen zijn wel belangrijk maar in dit kader niet zo interessant zolang zij maar een goede mengende werking hebben. Het mooiste is verschillende plaatjes, voorzien van gaten, die onder een hoek op het hek van het roerwerk zijn aangebracht. Regelbare voedingDe roerwerk besturingselectronica bestaat in feite uit twee delen: een regelbare (gelijkspannings)voeding en een omkeerschakeling. De voedingsbron van dit alles moet een 12 of 15Volts transformator zijn die in staat is de voor het motortje benodigde stroom te leveren. Aan de transformator worden geen hoge eisen gesteld zodat dit een goedkope uitvoering kan zijn, bijvoorbeeld van een hallogeen verlichting. Uit metingen blijkt dat de opgenomen stroom van het motortje tussen de 1 en 2 Ampere ligt, afhankelijk van merk en type motor en in de praktijk de zwaarte van de belasting. Ik hou van een beetje overdimensioneren dus: 4 Ampere, en dat geldt dus ook voor de brugelijkrichter (BR1). De regelbare voeding is gebouwd rondom een speciaal hiervoor ontwikkeld IC (Integrated Circuit): de 723. Door toevoeging van enkele externe componenten is op eenvoudige wijze een gestabiliseerde regelbare voeding te maken. Nou is dat “gestabiliseerde” in ons geval niet zo van belang. Wat wel mooi is meegenomen is de mogelijkheid van een ingebouwde electronische kostsluitbeveiliging. Met behulp van een weerstand (0,15W) in het stroomcircuit begint deze kostsluitbeveiliging bij zo’n 3A in werking te treden en bij 4A wordt de voeding geheel dichtgekepen. Met behulp van potmeter P1 kan de spanning continu gevarieerd worden en met het instelpotmetertje P2 wordt de minimum spanning ingesteld. Dit is bijvoorbeeld het toerental gedurende rustpauzes van het maischproces. Ook dit is weer afhanklijk van type en merk motor, maar kan ook afhankelijk zijn van de aansluiting. Vaak hebben dit soort motortjes een langzame en een snelle aansluiting, dus enig experimenteerwerk kan noodzakelijk zijn. Hoewel de 723 zelf aardig wat stroom kan leveren is voor de aansturing van de motor een extern werkpaard nodig: een 2N3055. Deze zogeheten “power transistor” dient (m.b.v. o.a. een micaplaatje) geïsoleerd op een flink koellichaam gemonteerd te worden. Vooral bij een laag toerental en een flinke balasting moet deze jongen nogal wat energie in de vorm van warmte kwijt. Stel we hebben na gelijkrichting en afvlakking door de buffercondensator C1 een spanning van ca. 15V. Met een minimum draaispanning van 5V blijft er dus 10V over die “weggewerkt” moet worden. Bij een belasting waarbij het motortje 2A vraagt, moet ons paardje dus 2Ax10V=20Watt kwijt!!. Behalve de motor moet ook ons chipje zelf en het omkeer schakelingetje gevoed worden. Dit gebeurt met een spanningsaftakking m.b.v. een D1 en een extra buffercondensator (C2). Omkeer schakelingVoor het omkeren van de draairichting van een (gelijkstroom) motor moeten de spanningspolen plus en min omgedraaid worden. Met behulp van een relais is dit eenvoudig te realiseren. Daarbij is het wenselijk, om beschadiging aan de motor te voorkomen, alvorens de spanning om te draaien deze kortstondig te onderbreken. Technisch en ingewikkeldIk realiseer mij terdege dat dit soort technische beschrijvingen voor de doorsnee amateurbrouwer zonder electronische of electrotechnische kennis wel erg ingewikkeld zijn. Maar goed, deze schakelingen zijn nu 2x op breadboard (een gaatjesplaat met koperen baantjes) gebouwd en m.i. geschikt om definitief op een printplaat te zetten. Hebben we alleen nog iemand nodig die op basis vanb deze schakelingetjes een printplaatje kan ontwerpen (gaarne melden bij Renko Kuperus). Bij een lokale electronicaboer in Zaandam kunnnen dan de printplaatjes gemaakt worden (etsen en boren). De kosten hiervan worden op zo’n NLG 20,00 geraamd (per printplaat, bij 4 printjes tegelijk op één A5). De printplaatjes kunnen dan met de componenten (ca. NLG 75,00 excl. transformator en behuizing) als bouwpakketje verkocht worden. Mocht ook dit een onoverkomelijk probleem zijn, dan is er altijd wel iemand in je familie of kennissenkring die tegen vergoeding van enkele zelf gebrouwen biertjes het klusje klaart. Voor wat het mechanische deel van dit roerwerk betreft, is dit zeer afhankelijk van mogelijkheden die de desbetreffende brouwketel biedt. Zoals in de inleiding aangegeven is dit slechts één van de wegen die naar Rome leiden. Er zijn ongetwijfeld andere roerwerken en methoden. De redactie nodigt je uit om jouw roerwerk of de ideëen die je hebt omtrent roerwerken te beschrijven zodat we in een volgend nummer dit ook eens van een andere kant kunnen belichten. Roerwerk 2
Met belangstelling heb ik je artikel over een elektronisch geregeld roerwerk gelezen. Ik heb na lezing toch een paar vragen en ik hoop dat je die kunt beantwoorden. Ik heb nl. het idee dat voor heel veel leden dit stuk boven de pet gaat en door de vragen te bentwoorden wordt het voor die mensen misschien een beetje duidelijker. (Voor de leden die op de clubavond waren is de eerste vraag niet meer zo relevant, maar voor de mensen die er niet waren wel.) Vraag 1. Je gaat uitvoerig in op het maken van de elektronische besturing, maar ik lees niets over hoe je het roerwerk zelf in elkaar zet, van welk materiaal het is gemaakt (zal wel RVS zijn maar hoe dik is het plaatwerk, hoe zit het aan elkaar gemaakt, onder welke hoek zitten de schoepen etc). Vraag 2. Ik vraag mij af of het maken van een elektronische schakeling om het roerwerk omgekeerd te laten draaien wel nodig is, als het beslag wat dunner is geworden door de enzymwerking gaat het roerwerk wel goed door de maisch heen, is mijn ervaring. Als de schoepen van het roerwerk in de goede stand staan, wordt de maisch heel goed door elkaar geroerd. Daarom is het belangrijk om daaraan ook aandacht te besteden. Vraag 3. Een ruitenwissermotor laat de ruitenwissers toch ook heen en weer gaan, waarom is dan een omkeerschakeling nodig Vraag 4. Inderdaad zijn de beschrijvingen van de werking van de elektronica ingewikkeld voor leken. Daarom lijkt het mij verstandig om zo snel mogelijk een printplaatje en een bouwbeschrijving uit te brengen, als dat niet van de grond komt heeft het hele artikel geen zin gehad. We zijn een club van amateur bierbrouwers en niet van elektronica amateurs! Vraag 5. Er is in ons clubblad al eens vaker melding gemaakt van het SBG oftewel het Saens Brouwers Gilde. Wat is dat eigenlijk voor club. Allereerst moet mij even van het hart dat het mij deugd doet te zien dat er toch ook leden zijn die het clubblad wel lezen. Toen ik bij de demo opstelling van het roerwerk stond en de vragen en opmerkingen van diverse leden hoorde bekroop mij de vraag “waar doe ik het eigenlijk voor?”. Later bemerkte ik dat er ook leden waren die het wel gelezen hadden en het ook erg interessant vonden. Ik zal daarom trachten de vragen zo goed mogelijk te beantwoorden om zo eventuele onduidelijkheden weg te nemen. Antwoord 1. Het getoonde roerwerk is in feite een kopie van een professioneel roerwerk uit een soepketel van een flink bedrijfsrestaurant. Het roerwerk is van 1,5 mm RVS gemaakt vanwege de stevigheid en omdat deze dikte redelijk te lassen is (in dunner materiaal vallen tijdens het lassen al snel gaten, zeker bij amateurlassers). De stand van de onderste schoepen is met gezond verstand bepaald en bedraagt zo’n 30° en voldoet zeer goed. Een en ander is zo geconstrueerd dat de schoepen vlak boven de bodem ronddraaien om aankoeken/branden bij gasbranders te voorkomen. Ik heb wel eens gelezen dat iemand van conserverblik iets in elkaar gezet had (is overigens goed te solderen, wel loodvrije soldeer gebruiken aub) maar dat is zo dun dat je je handen er snel aan open haalt en met schoonmaken makkelijk vervormt. Antwoord 2. Bij de eerste proeven met een hekroerwerk waarbij er maar één kant op gedraaid werd bleek dat na verloop van tijd (en zeker in het begin van het maischproces) de gehele maischmassa meedraaide waardoor de indruk ontstond dat er van een mengende werking weinig sprake was (overigens is dit ook in de inleiding van het artikel beschreven). In eerste instantie werd de draairichting handmatig veranderd door de stekkertjes (de + en – aansluitingen) op motortje om te wisselen. In de definiteve opstelling is het beschreven schakelingetje aangebracht waarbij deze schakelaar is vervangen door een relais. Antwoord 3. Een ruitenwissersysteem van een auto heeft (voor zover mijn kennis strekt) een mechanische constructie om de ruitenwissers heen en weer te laten bewegen. Deze constructie berust op het principe van een exentrisch aangebracht draaipunt op een draaiend wiel.Op dit draaipunt is een drijfstang bevestigd die op zijn beurt aan het andere uiteinde aan de onderzijde van de ruiten wisserstang is gemonteerd. Het exentrische draaipunt resulteert in een heen en weer gaande beweging van de drijfstang. Het gaat hierbij in de regel om een uitslag van ca. 120° (nee… géén ´Celcius), terwijl bij het roerwerk het de bedoeling is enkele omwentelingen te maken alvorens om te keren. In bijgaand tekeningetje is getracht e.e.a. te verduidelijken, de zwarte draaipunten zijn gefixeerd (dwz staan vast). Het antwoord is dus dat niet het motortje zelf voor de omkering van de ruitenwissers zorgt maar een mechanische constructie. Antwoord 4. Het (laten) vervaardigen van een printplaatje voor desbetreffende schakelingtjes vereist enkele randvoorwaarden zoals voldoende animo van de leden en iemand die in staat is een layout te (laten) maken. Hiervoor zullen initiatieven ontplooit moeten worden waarbij ik mij voorstel dat dit niet door een redactiecommissie gedaan wordt maar door een technische commissie. Voor wat betreft de zin of geen zin van een artikel verwijs ik naar het paragraafje Algemeen. Antwoord 5. Het was in de beginperiode van mijn cariere als amateurbrouwer dat ik behoefte had aan gesprekspartners waarmee ik over het brouwen en al wat daarbij kwam kijken kon bomen. Ik ben dan ook bij ’t Wort wat lid van het eerste uur. Maar ja, Hoofddorp is geen Zaandam, en ikwilde eigenlijk ook wel een clubje in mijn eigen omgeving. Dus zo dacht ik, wat Theo heeft gedaan kan ik ook wel. En zo begon ik in het buurthuis bij ons in de wijk cursussen te geven met het doel hier enthousiaste medebrouwers te kweken. Maar helaas, er was niet zoveel animo in mijn omgeving, of… ik kon het toch niet zo goed als Theo, of… ik was wellicht wat te eerlijk als het gaat om het werk wat er aan vast zit, of… verkeerd publiek, of…..whatever. Tot ik op een gegeven moment een groepje had die wel wilden brouwen maar dan met elkaar. Dat leek me op zich ook wel een leuk idee. We hebben met de ervaring die ik had een plan gemaakt en een een mobiele brouwset ontworpen en in elkaar gesleuteld. Met deze brouwset hebben Frans van de Kint en ik vorig jaar meegedaan aan het gezamenlijk brouwen. Anderzijds probeer ik met dit soort artikelen prikkels af te geven en de leden te stimuleren. Er zijn waarschijnlijk veel eenvoudigere methoden (ik kan er zelf al een stuk of twee bedenken) en ik daag jullie hierbij uit om een veel eenvoudigere en goedkopere methode te beschijven.
|
|
Terug naar overzicht |