Raspberry Pi - RaspIO Erweiterung... Regelung zum Bierbrauen

Die zusammengebaute Raspberry Pi – Bierbrausteuerung mit Raspberry Pi, RaspIO und Display
Weiter unten im Betrag gibt es auch noch eine Teileliste und die Bezugsquellen.

Bierbrausteuerung mit Display
Bierbrausteuerung mit Display

Bierbrausteuerung Raspberry Pi - zusammengebaut
Bierbrausteuerung Raspberry Pi – zusammengebaut

Bierbrausteuerung Board zusammengebaut - Front
Bierbrausteuerung Board zusammengebaut – Front

 

Hier beschreibe ich in Einzelschritten wie ich die Platine aufgebaut bzw. die einzelnen Bauteile aufgelötet habe.

Als Werkzeug habe ich zur Verfügung

  • Lötkolben
  • Lötzinn (fein)
  • Entlötlitze / Lötpumpe
  • Durchgangsprüfer (Multimeter)
  • Pinzette (für kleine Bauteile)
  • eine Lupe
  • Elektroseitenschneider
  • Laptop / Schaltplan zur Übersicht

Als erstes – werden einmal alle Teile aufgelegt und grob sortiert. Da wir mit dem kleinsten der Bauteile, dem DS2484 beginnen.
Startet man in ein anderen Reihenfolge kann es sein, dass beim Löten bereits größere Bauteile im Weg sind!

Übersicht der Bauteile
Übersicht der Bauteile

Zuerst wird einmal die Richtung in welcher der DS2484 aufgelötet wird gesucht! Die Einkerbung/Punkt am DS2484 muss sich mit dem Punkt
am Print decken, damit dieser richtig ist! Man kann natürlich auch im Schaltplan und im Datenblatt des DS2484 nachschauen.

DS2484 richtig aufgelegt
DS2484 richtig aufgelegt

Dann wird der Lötkolben einmal warmgemacht und ggf. die sechs Lötstellen vorverzinnt (sprich ein wenig Lötzinn aufgetragen)
Ich habe dies nicht gemacht, da ich eine dünne Lötspitze verwende und mit dieser gut zu dem Pins des DS2484 komme.

Pinzette, Lötkolben, Lötzinn (fein)
Pinzette, Lötkolben, Lötzinn (fein)

Zuerst wird der DS2484 einmal eingerichtet und vorsichtig an einem Pin festgemacht – nochmals ausrichten/kontrollieren,
wenn alles ok ist, kann man die restlichen Pins einmal anlöten. Sitzt alles kann man “nachlöten” (alles fixieren und sauber anlöten)

DS2484 unter der Lupe
DS2484 unter der Lupe

Um einen eventuellen Hitzeschaden am Bauteil zu vermeiden (auch wenn dieser einiges aushält) nicht all zu lange auf dem
Pins bleiben, 2-3 Sekunden sollten reichen!

Sollte es zu einer “Verlötung” zweier Pins kommen, ist eine Lötpumpe bzw. Lötlitze hilfreich mit welcher das überflüssige Lötzinn
entfernt werden kann!

Flußlötmittel kann ebenfalls verwendet werden.
Am einfachsten wäre natürlich die Lötarbeit natürlich mit eine “Reflow”-Ofen.

Nachdem der DS2484 richtig und sauber aufgelötet wurde, kontrolliert man noch mittels Durchgangsprüfer ob
1.) die Pins des DS2484 nicht untereinandere verlötet wurden (Kurzschluss) und
2.) alle sechs Pins auch gut mit der Platine verlötet wurden. (Kontakt)

Als erstes wird mit den Prüfspitzen von einem Pin zum anderen kontrolliert, ob diese keinen Konakt haben.
Sollte es einen Kontakt geben, so muss das überflüssige Lötzinn entfernt werden, siehe oben.
Weiters prüft man bei den jeweiligen Pins und den Kontakten auf dem Print (wo dieser endet)
ob ein Durchgang besteht. Ist die Prüfung abgeschlossen kann man mit dem Auflöten der z.b. Widerständen fortfahren.

Durchgangsprüfer
Durchgangsprüfung

Ich habe mit den beiden Dioden begonnen, einfach durchgesteckt, auf die Steckrichtung (die Diode sperrt in eine Richtung!) und gelötet.

Diode
Diode

 

Anlöten
Anlöten

Lötstelle erhitzen, Lötzinn hinzuführen, fertig.
Anschließend werden die überstehenden Teile mit dem Elektroseitenschneider sauber abgetrennt.

Abzwicken
Abtrennen

Zug um Zug werden dann die restlichen Bauteile aufgebracht und angelötet. Ich habe die folgende Reihenfolge:

  • Widerstände
  • Kondensatoren
  • Transitoren (Achtung richtig stecken!)
  • Klemmen
  • Relais

Einfach die Widerstände auflöten – Falls keine Werte ersichtlich sind, kann dieser über die Farbcodes
des Widerstandes ermittelt werden, zu finden hier.

Widerstände
Widerstände

Bei den Transistoren ist es ebenfalls wichtig, dass diese richtig aufgesteckt sind und nicht verkehrt herum!
Das Datenblatt (BC547A / BD 237) verrät uns wo sich welcher Anschluss befindet, in Zusammenhang mit dem Schaltplan ergibt sich daraus die Steckrichtung!

Klemmen
Transistor
Board - Transistor und Klemmen im Detail
Board – Transistor und Klemmen im Detail
Klemmen
Klemmen

Zuletzt erfolgt noch die Anbringung des Buzzers. Hier auf die Polarität achten “+” ist gekennzeichnet!

Buzzer
Buzzer

nun sollten alle “kleineren” Bauteile aufgelötet sein. Zeit für die Relais…

Relais - 16A / 230V
Relais – 16A / 230V

Diese Relais ist für 230V Spannung und für Stromstärken bis 16A ausgelegt.
Angesteuert wird es mit einer Spannung von 6V.
Ist es gewünscht mehr Leistung zu schalten, empfehle ich mit dem verbauten Relais
ein “Solid State Relais” SSR, ein Leistungsrelais oder Schütz – welche mehr Leistung schalten können – zu verwenden.

Ich persönlich schalte mit den aufgelöteten Relais ein SSR, da ich

  • mehr Leistung schalten will
  • wenn das SSR/Relais defekt wird einfach dieses getauscht ohne löten zu müssen.

Generell der Hinweis an dieser Stelle!
Solltest du keine Ahnung von Elektrik/Elektronik (Strom/Spannung) haben
unterlasse im eigenen Interesse alle Handlungen mit Spannungen die lebensgefährlich sein können
und ziehe eine ausgebildete und geeignete Fachkraft hinzu!!
Ich übernehme keinerlei Haftung!

Zum Schluss habe ich noch die Sockelstecker aufgelötet.
Einmal am Display.

Display und Steckleiste
Display und Steckleiste
Display Pins hinten
Display Pins hinten

und einmal am RaspIO Board selbst…

Anschluss Display - Board hinten
Anschluss Display – Board hinten

Fertiger sieht das Board nun so aus…

Board RaspIO Front
Board RaspIO
Board Rückseite
Board Rückseite

 

Teileliste für die 2018er Prints – also Pi2 , 3:

Foto Bezeichnung am Print Beschreibung Stückzahl Bezugsquelle
Artikel Planar Epitaxial Schaltdiode, DO35, 100V, 0,15A anzeigen. 1N 4148 D1, D2 Planar Epitaxial Schaltdiode, DO35, 100V, 0,15A 2  Fa.Reichelt
Artikel Transistor NPN TO-92 45V 0,1A 0,5W anzeigen. BC 547A T5 Transistor NPN TO-92 45V 0,1A 0,5W 1  Fa.Reichelt
Artikel Printstecker, Einzelstecker, gerade, 3-polig anzeigen. PSS 254/3G Printstecker, Einzelstecker, gerade, 3-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10% anzeigen. X7R-2,5 100N C3 Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10% 1  Fa.Reichelt
Artikel Printstecker, Einzelstecker, gewinkelt, 5-polig anzeigen. PSS 254/5W Printstecker, Einzelstecker, gewinkelt, 5-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Metallschichtwiderstand 680 Ohm anzeigen. METALL 680 R1, R2 Metallschichtwiderstand 680 Ohm 2  Fa.Reichelt
Artikel Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm anzeigen. METALL 10,0K R3-R6,R11 Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm 5  Fa.Reichelt
Artikel Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm anzeigen. METALL 4,7K R8 Metallschichtwiderstand 4,7 K-Ohm 1  Fa.Reichelt
Artikel Widerstand 10,0 K-Ohm anzeigen. Spindeltrimmer 10K R7 Spindeltrimmer 10 K-Ohm 1  Fa.Reichelt
Artikel Transistor NPN TO-126 80V 2A 25W anzeigen. BD 237 T1,T2 Transistor NPN TO-126 80V 2A 25W 2  Fa.Reichelt
Artikel Stiftleisten 2,54 mm, 1X16, gerade anzeigen. MPE 087-1-016 Stiftleisten 2,54 mm, 1X16, gerade 1  Fa.Reichelt
Artikel Platinensteckverbinder gewinkelt, braun, 3-polig anzeigen. PS 25/3W BR Platinensteckverbinder gewinkelt, braun, 3-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Steckrelais, 1x UM, 250V/16A, 6V, RM 5,0mm anzeigen. FIN 40.61.9 6V K1, K2 Steckrelais, 1x UM, 250V/16A, 6V, RM 5,0mm 2  Fa.Reichelt
Artikel Micro-USB Steckernetzteil, 5V, 1,2A anzeigen. NT MICRO USB 1,2 Micro-USB Steckernetzteil, 5V, 1,2A 1 Fa.Reichelt
AKL 073-02 X1-X3 2-polige Anreihklemme 3 Fa.Reichelt
SUMMER TDB 05 SP1 Summer 5V 1 Fa.Reichelt
HD44780 HD44780 kompatibles 20×4 Zeichen Display 1 ebay Anbieter
DS18D20 1-Wire Temperatursensor – DS18D20 (Datenblatt) 1 ebay Anbieter
Keypad 4-Tasten Keypad 1 ebay Anbieter
DS2484 IC3 1-Wire Master ( I2C-to-1-Wire) 1 Fa. Maxim
DS2484 IC3 1-Wire Master ( I2C-to-1-Wire)
Alternative zu Maxim, hohe Versandkosten
1 Fa. Mouser
Buchsenleiste RPi JP2 Buchsenleiste für den RaspberryPi 1 Fa.Reichelt
Buchsenleiste RPi JP3 Buchsenleiste für den RaspberryPi 1 Fa.Reichelt
Abstandshalter Abstandshalter zwischen den beiden Prints 4 Fa. Reichelt
Buchsenleiste LCD JP4 Buchsenleiste LC Display 1 Fa. RP Projects
PCB Print / Board Platine 1 div. Hersteller
RaspPi Rasberry Pi 512MB (Alternativanbieter) 1 Fa. Reichelt
SDCard 8 GB SD Card für den Raspberry Pi 1 Fa. Reichelt

 

(alte) Teileliste für die 2014er Prints – also kein Pi2 , 3:

Foto Bezeichnung am Print Beschreibung Stückzahl Bezugsquelle
Artikel Planar Epitaxial Schaltdiode, DO35, 100V, 0,15A anzeigen. 1N 4148 D1, D2 Planar Epitaxial Schaltdiode, DO35, 100V, 0,15A 2  Fa.Reichelt
Artikel Transistor NPN TO-92 45V 0,1A 0,5W anzeigen. BC 547A T5 Transistor NPN TO-92 45V 0,1A 0,5W 1  Fa.Reichelt
Artikel Printstecker, Einzelstecker, gerade, 3-polig anzeigen. PSS 254/3G Printstecker, Einzelstecker, gerade, 3-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10% anzeigen. X7R-2,5 100N C3 Vielschicht-Keramikkondensator 100N, 10% 1  Fa.Reichelt
Artikel Printstecker, Einzelstecker, gewinkelt, 5-polig anzeigen. PSS 254/5W Printstecker, Einzelstecker, gewinkelt, 5-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Metallschichtwiderstand 680 Ohm anzeigen. METALL 680 R1, R2 Metallschichtwiderstand 680 Ohm 2  Fa.Reichelt
Artikel Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm anzeigen. METALL 10,0K R3-R6,R11 Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm 5  Fa.Reichelt
Artikel Transistor NPN TO-126 80V 2A 25W anzeigen. BD 237 T1,T2 Transistor NPN TO-126 80V 2A 25W 2  Fa.Reichelt
Artikel Stiftleisten 2,54 mm, 1X16, gerade anzeigen. MPE 087-1-016 Stiftleisten 2,54 mm, 1X16, gerade 1  Fa.Reichelt
Artikel Platinensteckverbinder gewinkelt, braun, 3-polig anzeigen. PS 25/3W BR Platinensteckverbinder gewinkelt, braun, 3-polig 1  Fa.Reichelt
Artikel Steckrelais, 1x UM, 250V/16A, 6V, RM 5,0mm anzeigen. FIN 40.61.9 6V K1, K2 Steckrelais, 1x UM, 250V/16A, 6V, RM 5,0mm 2  Fa.Reichelt
Artikel Micro-USB Steckernetzteil, 5V, 1,2A anzeigen. NT MICRO USB 1,2 Micro-USB Steckernetzteil, 5V, 1,2A 1 Fa.Reichelt
AKL 073-02 X1-X3 2-polige Anreihklemme 3 Fa.Reichelt
SUMMER TDB 05 SP1 Summer 5V 1 Fa.Reichelt
HD44780 HD44780 kompatibles 20×4 Zeichen Display 1 ebay Anbieter
DS18D20 1-Wire Temperatursensor – DS18D20 (Datenblatt) 1 ebay Anbieter
Keypad 4-Tasten Keypad 1 ebay Anbieter
DS2484 IC3 1-Wire Master ( I2C-to-1-Wire) 1 Fa. Maxim
DS2484 IC3 1-Wire Master ( I2C-to-1-Wire)
Alternative zu Maxim, hohe Versandkosten
1 Fa. Mouser
Buchsenleiste RPi JP3 Buchsenleiste für den RaspberryPi 1 Fa. Reichelt
Abstandshalter Abstandshalter zwischen den beiden Prints 4 Fa. Reichelt
Buchsenleiste LCD JP4 Buchsenleiste LC Display 1 Fa. RP Projects
PCB Print / Board Platine 1 div. Hersteller
RaspPi Rasberry Pi 512MB (Alternativanbieter) 1 Fa. Reichelt
SDCard 8 GB SD Card für den Raspberry Pi 1 Fa. Reichelt
 

Der Print/Board ist eine Sonderanfertigung, je nach Stückzahl muss man mit einem Preis von EUR 15.- bis 50.- rechnen. Hersteller gibt es unterschiedliche.

Die Bauteilliste mit Warenkorb ist hier zu finden: (Danke Dennis) Reichelt

Platinen Layout:

Ein großer Dank geht an Sven für die Boardentwicklung und die Bereitstellung seiner Eagle File und des Layouts!

Aktuelles Layout (inkl. Anpassungen Raspberry Pi 2, 3 und Zero)

  • Egale Dateien als ZIP
  • Schaltplan in PDF
  • Board / Print in PDF

Alte Layouts (2014)
Danke an Dennis für die Adaptierung der Eagle Files!

  • Egale Dateien als ZIP
  • Schaltplan in PDF
  • Board / Print in PDF

Update Sept. 2018, erstellt 2014

12 Responses

  1. Hallo!
    Wo bekomm ich den DS2484!
    Bei Maxim bin ich überfordert!

    Danke Andreas

    1. Hallo Andreas!

      Sorry für die späte Antwort!
      Ja, bei Maxim musst du dich registrieren… dafür kostenlos, leider habe ich auch keine andere Bezugsquelle…
      Hast du in der Zwischenzeit hierzu einen Lieferanten gefunden?

      Lg, Alex

  2. Hallo Alex
    ich interessiere mich fürs bierbrauen bzw. möchte ich im abstellkammerl mit wasserleitung und abfluß eine bierbrauanlage für hausgebrauch ca. 25 liter einrichten. und die version mit rasperry dürfte wohl die billigste und vermutlich auch ausreichende lösung sein.
    aber mir fehlen noch ein paar details. oder genauer gesagt tipps zur weiteren peripherie (löterfahrung habe ich schon), z.b. wie kann man den rest der anlage genauso kostengünstig und einigermaßen professionell bewerkstelligen.
    mfg
    gerhard

    1. Hallo Gerhard!

      Sorry für die späte Antwort…
      Grundsätzlich stelle ich einfach einmal die Frage in den Raum wieso nur 25L? Der Aufwand für eine 50L Anlage ist vmtl. nicht
      viel weniger… bis 100L ist es “überschaubar” danach wird es etwas komplizierter. Bis 100L bekommst die Bauteile noch von z.b. Gastronomielieferanten etc…
      Die Frage ist ob Edelstahl oder auch Plastik? Ich bin ein Fan von Edelstahl. Tlw. bekommst du bei Ikea (zweckentfremdet – z.b. Lampenschirm als Brüde-/Dunsthaube 😉 ) Edelstahlteile. Töpfe etc… gibt es z.b. bei Ebay in der dimension in recht günstigem Rahmen.
      Wichtig wäre einmal grob die Anlage zu planen und dann nach den benötigten Komponenten zu suchen!

      Wenn du Fragen hast gerne!

      Lg, Alex

  3. Hi…
    habe gerade den DS2484 bei Mauser Electronics bestellt, kostet zwar viel Porto, hab deswegen gleich 5 bestellt (werde wohl mindestens einen beim Löten zerschießen…), aber hier war es relativ einfach. Maxim war mir auch zu kompliziert. Wer einen braucht, kann sich bei mir melden, vielleicht bleibt nach dem Bau noch einer oder zwei übrig :-).
    Ansonsten hier die Adresse: http://www.mouser.de

    LG Jan

    1. Hallo Jan!

      Danke dir für den Tipp!
      Ich werde es einmal in die Liste oben aufnehmen!
      Aja, ich habe beim Löten auch einen “geschossen”… 😉

      Lg, Alex

  4. Hi,
    bin seit 2012 begeisteter Hobbybrauer und habe mich dazu entschieden meine Brauanlage zu automatisieren. Die Teile in der Liste habe ich schon zusammen und habe mir auch schon beim Sven die Eagle Datei heruntergeladen. Nun zu meiner Frage: Wo habt Ihr die Platinen fertigen lassen bzw. habt Ihr noch Platinen übrig, die man erwerben kann?

    LG

    Pascal

    1. Hallo Pascal!

      Ich habe damals (schon etwas länger her) 10/20 Stück aufeinmal produzieren lassen, und da war der
      Stückpreis natürlich ein anderer, als wenn du eine einzelne produzieren lässt.
      Ich schaue einmal nach ob hier noch eine rumliegt und melde mich per E-Mail bei dir!

      Lg, Alex

  5. Hi,

    gibt es eine aktualisierte Teileliste für die 2018er Board?

  6. Hi,
    ist da ein Fehler im 2018er Board? Fehlt da nicht der Ground-Pin beim Header für die 4 Tasten?

    Gruß
    Pascal

  7. Hallo Pascal!

    Ich habe die Teileliste aktualisiert, bzgl. dem Ground-Pin-Fehler habe ich soeben bei Sven nachgefragt…

    Lg, Alex

    1. Hallo Pascal!

      Danke für den Hinweis! Sven hat den Schaltplan korrigiert, die Pläne/Prints sind aktuell und sollten jetzt OK sein. LG, Alex

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