Zelf bier brouwen met behulp van een Raspberry Pi en Arduino, dat is BrewPi in een notendop. Overigens een Nederlandse uitvinding. PCM sprak de bedenker, Elco Jacobs. Hij vertelt zijn bijzondere verhaal.
Het idee om het bierproces met een computer aan te sturen is in 2011 ontstaan als Elco zelf thuis met een starter kit bier probeert te maken. “Na twee zelfgemaakte batches werd me duidelijk dat de temperatuur de grootste invloed heeft op de smaak én ben ik op zoek gegaan naar manieren om dit te beter te controleren”, herinnert hij zich.
De oplossingen die hiervoor beschikbaar zijn, voldoen echter niet aan zijn wensen. “Ik wilde bijvoorbeeld grafieken zodat ik achteraf kon bepalen waarom het bier smaakte zoals het smaakte. Maar zoiets bestond simpelweg niet.”
Elco, die op dat moment als student werkzaam is in elektronica lab van Industrial Design en flink wat ervaring heeft met programmeren van de Arduino, besluit uiteindelijk om zelf iets te bedenken. Hij schrijft software waarmee de Arduino via een zelf gefabriceerd uitbreidingsbordje (‘Arduino shield’) twee temperatuursensoren in een omgebouwde koelkast kan uitlezen: één voor de binnentemperatuur en één voor het bier. Twee aangesloten relais kunnen vervolgens wanneer dat nodig is de koeling inschakelen of – dankzij een aangebracht verwarmingselement – de temperatuur in koelkast juist verhogen.
UberFridge
Om de boel te monitoren en de verzamelde data grafisch weer te geven, heeft hij een goedkope webserver nodig. Een afgedankte DD-WRT router waarop het Arduino-bordje via usb wordt ingeprikt blijkt te klus te kunnen klaren. Zijn eerste prototype – genaamd ‘UberFridge’ – waarmee hij het bij bier brouwen zo belangrijke ‘gisten’ perfect kan aansturen, blijkt prima te werken.
Zijn brouwsels beginnen stukken beter te smaken, maar helemaal tevreden is Elco nog niet. De webserver blijkt niet erg stabiel en de 16 MB intern geheugen van de router te krap. Het euvel laat zich lastig oplossen, ook niet wanneer de router wordt ingewisseld voor een iets groter exemplaar van Bufalo.
Wanneer in 2012 de eerste Rapsberry Pi verschijnt, kan Elco zijn geluk niet op. “Een goedkope computer met maar liefst 256 MB geheugen én goede Linux-omgeving: dat was precies wat ik zocht. Ik dacht: laat ik de eerste zijn die het brouwen van bier koppelt aan de Raspberry Pi. In die periode bedacht ik ook de merknaam BrewPi.”
Wereldwijd succes
De combinatie van Rasperry Pi met de Arduino voor het maken van bier werkt goed en wordt al snel opgepikt door o.a. Raspberrypi.org, Wired.com, Adafruit, Hackaday en Slashdot. Binnen een week heeft brewpi.com 50.000 bezoekers en besluit hij het Arduinobordje als bouwpakket aan te bieden. De bestellingen komen binnen en uiteindelijk verkoopt hij wereldwijd honderden exemplaren.
In de daaropvolgende periode verbetert Elco de software en de hardware. De BrewPi wordt inmiddels ook als kant-en-klare kit in zijn shop aangeboden en is voorzien van een handig display. Voor zowel het Arduino-bordje als de RaspBerry Pi – inmiddels model B+ – levert hij een fraaie transparante behuizing.
Wanneer hij thuis zijn eigen opstelling voor het maken van bier verder uitbouwt, is hij echter niet altijd tevreden over de RVS-onderdelen die hij elders betrekt. “In veel gevallen word gebruikgemaakt van standaard loodgietersfittingen die je ook gewoon in de bouwmarkt kunt vinden. Een keteldoorvoer wordt in zo’n geval gemaakt door er simpelweg een draadeind doorheen te steken met twee O-ringen, twee revetjes (sluitringen) en dat plat te persen. Ik vond dat dit netter kon, bijvoorbeeld door ervoor te zorgen dat zo’n O-ring in een groef wordt opgesloten.”
Via China
Elco gaat op zoek en vindt uiteindelijk een partij in China die zijn RVS-onderdelen voor een goede prijs kan fabriceren. Hij neemt de gok en plaatst een bestelling van 100 stuks. Wat hij zelf niet gebruikt, biedt hij aan via de shop. Er is markt voor en Elco besluit ook andere benodigdheden zoals pompen, kleppen, filters en kranen te gaan verkopen. Een student werktuigbouwkunde helpt hem bij het opnieuw ontwerpen van de onderdelen die niet aan eisen voldoen zodat ook deze kunnen worden geproduceerd.
De Arduino met uitbreidingsbordje mag dan een goedkope oplossing zijn voor het aansturen van het maken van bier, nadelen zijn er ook. Niet al zijn klanten zijn even handig in het in elkaar zetten van de hardware of configureren van de software, waardoor Elco steeds meer tijd kwijt is aan het verlenen van support. Hij wil bovendien meer.
Naast het meten van de temperatuur, het koelen of verwarmen moet zijn BrewPi bijvoorbeeld ook automatisch kleppen kunnen openen of sluiten en pompen kunnen aansturen. Elco: “De Arduino is eigenlijk een hele kleine microcontroller en op een gegeven moment kon er niets meer bij. In plaats van de software verder uit te breiden waren we alleen nog maar bezig met allerlei optimalisaties.”
Overstap naar Spark Core
Eind 2014 hakt Elco de knoop door. Hij besluit om de Arduino vaarwel te zeggen en stapt over op een bordje dat gebruikt maakt van Spark Core; een microcontroller die speciaal voor het Internet of Things (IoT) is ontwikkeld en standaard over wifi beschikt. Elco:
“De software van Arduino is community based terwijl het platform van Spark Core vanuit een bedrijf wordt beheerd. Je kunt je hierdoor meer richten op ontwikkelen van goede software zonder dat je eerst allerlei software libraries van derden moet testen. En omdat de Spark een hardware abstractielaag heeft, kun je met dezelfde API relatief eenvoudig overstappen wanneer er in de toekomst een nieuwe chip uitkomt.”
De nieuwe BrewPi Spark is in tegenstelling tot zijn voorganger voorzien van een kleurenscherm en alleen als bouwpakket (zonder solderen) of kant-en-klaar beschikbaar. Sensoren en andere apparaten kunnen bovendien voortaan via RJ11 ingeprikt, worden automatisch ontdekt en krijgen een eigen adres. “Ideaal, want hierdoor is de BrewPi Spark plug-and-play en kan deze in de toekomst een vrijwel onbeperkt aantal apparaten aansturen én uitlezen.”
De toekomst van BrewPi
Momenteel werkt Elco samen met twee ontwikkelaars in het buitenland om de software verder te verbeteren maar hij heeft plannen om een fulltime ontwikkelaar aan te nemen. “Door de groei van mijn bedrijf kost het me echter steeds meer moeite hier zelf veel tijd in te steken.” Omdat BrewPi niet alleen voor het maken van bier kan worden gebruikt maar ook voor andere (fermentatie)processen of bijvoorbeeld het drogen van worst, wil hij naar een meer flexibele oplossing waarin gebruikers simpelweg de modules die ze nodig hebben kunnen ‘aanklikken’.
De BrewPi Spark maakt nog steeds gebruik van een webserver zoals de Raspberry Pi die wordt ingeprikt. Elco: “Wanneer we het wifi-onderdeel van de Spark gaan gebruiken, is dit niet meer nodig en kan de webserver ook gewoon elders draaien, bijvoorbeeld op een NAS. BrewPi Spark kan dan via de cloud worden aangestuurd.”
Zijn klanten zijn inmiddels niet alleen meer hobbyisten want ook steeds meer (semi)professionals ontdekken BrewPi. Sommigen brouwerijen gebruiken zijn oplossing als pilotsysteem voor testbrouwsels. Elco: “Ik denk dat het op termijn zonder meer interessant is om steeds meer producten te ontwikkelen voor de meer grootzakelijke klanten.”
Binnenkort lees je op PCM hoe je zelf aan de slag gaat met BrewPi.
Tekst: Art den Boer