Ультимативный DIY Кегератор: полное руководство по компонентам и сборке

Компоненты и материалы

Компонент	Количество
Arduino Pro Mini 328 — 3.3V/8MHz (SparkFun)	7
Усилитель тензодатчика HX711 (SparkFun)	1
Распределительная плата Leviton 47603-12B 4x12	1
Raspberry Pi 2 Model B	1
Блок питания AC 100-220V → 5V 6A 30W	1
Датчик движения IR	1
Морозильная камера 10.6 куб. фут (coffre)	1
Цифровые почтовые весы Smart Weight	5
Клавиатура Rii K12 Ultra Slim 2.4 GHz	1
WiFi-адаптер для Raspberry Pi	1
Модуль реле 5V (Arduino)	1
Датчик температуры/влажности DHT11 (4 пина)	2
Датчик температуры DHT22	3
Два стойки для крана из нержавейки (HomeBrewStuff)	2
Охладитель башни для крана	1
Датчик давления I2C 0-30 PSI (3.3V) ABPMANN030PG2A3	1

Необходимые инструменты

• Столярные инструменты (для доработки корпуса морозильника)
• Болтрезы
• Паяльник
• Термоусадочная трубка

О проекте

Заявление об отказе ответственности: Во-первых, этот проект никак не пропагандирует употребление или злоупотребление алкоголём, содержание кегератора полностью зависит от пользователя.

Проект родился из желания лучше управлять содержимым кегератора. Кегератор работает по принципу: держать напиток холодным и поддерживать карбонатизацию на заданном давлении (PSI). К тому же, просто наливая напиток, вы не знаете, сколько осталось в кеге. Было бы обидно, если во время футбол в воскресенье рутовый пиво закончится на полпути.

Цели проекта:

1. Поддерживать постоянную температуру напитков, предотвращать перегрев или замерзание
2. Обеспечивать оптимальный уровень карбонатизации для лучшего вкуса
3. Отслеживать количество напитка в каждом кеге и давать наглядную обратную связь
4. Контролировать остаток CO₂ в баллоне для карбонатизации

Основные электронные компоненты и их назначение:

1. Морозильная камера (coffre) — используется как охлаждающий блок и рама для создания мебели
2. Raspberry Pi 2 на Windows 10 IoT Core — «мозг» системы
3. Почтовые весы (5 шт.) — измеряют вес каждого кега и баллона CO₂. Электроника весов заменена на усилитель тензодатчика HX711 и мини-Arduino. Обмен с Raspberry Pi по I2C
4. 5 цифровых датчиков температуры — на дне камеры, на нижней стороне крышки, в каждой башне крана (2 шт.) и снаружи для ambiente. Подключены к отдельному Arduino, обмен по I2C
5. Датчик давления Honeywell — на воздушных линиях карбонатизации. Регулировка PSI пока ручная, но датчик даёт точное показание давления
6. Блок питания 5V 6A — питание Raspberry Pi 2, запас мощности для адресной LED-ленты
7. Реле в разрыве питания компрессора — позволяет включать/выключать компрессор для управления температурой

Облачная связь

Ultimate Kegerator содержит веб-сервер для удалённой настройки через REST-сервисы и простого просмотра статуса. Доступен по адресу: https://slsys.homeip.net:9501.

Кроме того, устройство отправляет телеметрию в Windows Azure Event Hub. Стандартный NuGet-пакет для Event Hub не подойдёт, нужна легкая библиотека от Windows Embedded MVP Paolo Patierno: AzureSBLite.

Планы для Stream Analytics:

1. Мониторинг и уведомления при выходе температуры за норму
2. Уведомления при низком уровне CO₂
3. Обнаружение утечки CO₂ (постепенное снижение веса баллона)

Фотографии сборки

Код (C# — превью перед публикацией на GitHub)

Класс Keg

using LagoVista.Common.Commanding;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml;

namespace LagoVista.IoT.Common.Kegerator.Models {
    public class Keg : DeviceBase {
        int _idx;
        TimeSpan _updateInterval;
        private Scales.Scale _scale;
        
        public Keg(int idx, Scales.Scale scale, TimeSpan updateInterval) {
            _idx = idx;
            _updateInterval = updateInterval;
            _scale = scale;
        }
        
        public override TimeSpan UpdateInterval { get { return _updateInterval; } }
        
        public override void Refresh() {
            LastUpdated = DateTime.Now;
            LagoVista.Common.PlatformSupport.Services.DispatcherServices.Invoke(() => {
                ContentsWeight = Scale.Weight - ContainerWeightLb;
                if (FullContentsWeightLb > 0)
                    PercentFull = Convert.ToInt32((ContentsWeight / (FullContentsWeightLb - ContainerWeightLb)) * 100);
                else
                    PercentFull = 0;
                PercentFull = Math.Min(PercentFull, 100);
                if (GlassSizeOz > 0)
                    QtyRemaining = Convert.ToInt32((ContentsWeight * 16) / GlassSizeOz);
                else
                    QtyRemaining = 0;
                RaisePropertyChanged("PercentFullHeight");
                RaisePropertyChanged("PercentFullDisplay");
            });
        }
        
        public Scales.Scale Scale { get { return _scale; } }
        
        // ... свойства, методы Save/Load, команды ...
    }
}

Класс Scale

using LagoVista.Common.Commanding;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Devices.I2c;

namespace LagoVista.IoT.Common.Kegerator.Scales {
    public class Scale : DeviceBase {
        Windows.Devices.I2c.I2cDevice _scaleI2CChannel;
        int _countOffset;
        double? _calibrationFactor = null;
        private TimeSpan _updateInterval;
        byte _address;
        
        public Scale(byte address) { _address = address; }
        
        // ... методы инициализации I2C, чтения веса, калибровки, обнуления ...
    }
}

Класс Kegerator (главный контроллер)

using LagoVista.Common.Commanding;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Collections.ObjectModel;
using System.ComponentModel;
using System.Linq;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Devices.Enumeration;
using Windows.Devices.I2c;

namespace LagoVista.IoT.Common.Kegerator {
    public class Kegerator : INotifyPropertyChanged {
        // ... синглтон, инициализация всех устройств (температура, весы, давление, CO2, кеги),
        // таймер обновления, веб-сервер REST, отправка в Azure Event Hub ...
    }
}

Схемы

Высокоуровневая диаграмма компонентов системы