Zum Bierbrauen braucht man ein großes, beheizbares Gefäß mit einem Rührwerk, das zudem leicht zu reinigen sein muß. All dies vereinigt der alte Toplader, den ich zur Bierbraumaschine umgebaut habe, in sich: ein großes Edelstahlgefäß mit Heizstäben, Wasseranschluß und Ablaufpumpe sowie Wasserstands- und Temperaturmessung. Die Trommel bleibt während des Brauens in der Maschine, denn das Malz wird in einem aus Windelstoff genähten Beutel, einer Art großem Teebeutel, eingebunden und in der Trommel bewegt. Erst zum Läutern und anschließenden Kochen wird die Trommel aus der Maschine entfernt. Das sind auch die Zeiten, wo ich von vollautomatischen "Bierbrauprogramm" auf "Handbetrieb" umstelle.
Nachdem ich ausprobiert hatte, ob der Brauvorgang grundsätzlich in einer Waschmaschine funktioniert, entschloß ich mich, die vorhandene mechanische Steuerung zu entfernen und durch eine (bis auf die Relais) elektronische Schaltung zu ersetzen. Überlegungen, den Brauablauf weitestgehend vollautomatisch ablaufen zu lassen, aber trotzdem die Möglichkeit zu haben, ihn immer wieder zu korrigieren, führten zu der Idee, die Steuerung einem PC zu überlassen und in die Maschine selbst nur die Relais mit den entsprechenden Treibertransistoren einzusetzen. Anhand der 8 Datenleitungen der parallelen Schnittstelle, die normalerweise die Information darüber weitergeben, welches Ascii-Zeichen gerade gedruckt werden soll, war die praktische Umsetzung bei nur 6 benötigten Relais relativ einfach: Jedes Relais bekam eine eigene Leitung zugewiesen. Schwieriger war der umgekehrte Weg, nämlich Informationen über Wasserdruck und Temperatur als digitale Information in den PC einzulesen, denn die meisten Bauelemente liefern nur eine der Temperatur oder dem Druck entsprechende Spannung, die aber vom Computer so nicht verarbeitet werden kann.
In einem Elektronik-Katalog fand ich ein Bauelement (SMT 160-30), das ein pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal mit einer Frequenz von 1-4 kHz liefert. Dabei ist das Tastverhältnis proportional zur Temperatur.
Versuche, einfach nur die Frequenzmessung in die Temperatur umzurechnen, schlugen fehl, denn bei über 80 Grad Wassertemperatur sank die Frequenz wieder. Bei der Messung der Impulsbreite gelangte ich an die Grenzen meines Laptops (386er mit 16 MHz). Ich half mir damit, innerhalb des Programms jeweils eine ganze Reihe von Messungen vorzunehmen, um daraus einen relativ genauen Mittelwert zu bilden. Wenn dieses Vorgehen auch technisch gesehen nicht befriedigt, reicht die Genauigkeit jedoch in der Praxis aus.
Bei der Messung des Wasserstandes entschied ich mich dazu, durch einen Frequenzgenerator die von dem Druckmeßsensor (MPX 2010 DP) gelieferte Spannung in eine entsprechende Frequenz umzusetzen. Dieser Teil der Elektronik funktionierte auf dem Schreibtisch, aber nicht in der Waschmaschine, weil er zu temperaturempfindlich ist. Ein Umbau ist geplant, aber es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die automatische Wasserstandsmessung mit einer solch hohen Genauigkeit gar nicht notwendig ist: Es lohnt sich nicht, viel weniger als 20 Liter Bier zu brauen, und bei 20 Litern ist die Maschine voll. Da reicht wohl auch der mechanische Druckschalter, der vom Hersteller in die Maschine eingebaut wurde.
Es wäre auch möglich gewesen, die Messungen mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers zum PC zu übertragen. Der Nachteil bei dieser Lösung ist, daß dann für relativ wenige Messungen viele Datenleitungen blockiert wären.
Ich habe die Steuerung in C programmiert, um Assebler-Routinen einbinden zu können. Diese sind dort notwendig, wo in Sekundenbruchteilen große Datenmengen zu verarbeiten sind, so zum Beispiel bei der Temperaturmessung. Wenn auch das Programm in seinem Ablauf von mir entworfen und programmiert wurde, war mir als Computer-Laien bei den Zugriffen auf die Schnittstelle neben der entsprechenden Literatur mein Bruder Markus eine große Hilfe, der als Programmierer arbeitet. Viele Stunden meiner und unserer Freizeit sind in das Programm und die Steuerung geflossen. Etwa 1½ Jahre, nachdem ich die Waschmaschine zum ersten Mal sah, konnte das erste Bier gebraut werden. Allerdings muß ich auch sagen, daß ich aufgrund meiner Tätigkeit als Jugendseelsorger und Kaplan nur wenig Zeit in der Woche hatte, tatsächlich an dem begonnenen Projekt weiterzuarbeiten.
Die einfache Möglichkeit, mit Hilfe der parallelen Schnittstelle zu steuern und zu regeln, läßt sich sicher auch auf andere Dinge im Haushalt übertragen wie Steuerung von Licht und Rollos, zentrale Heizungssteuerung usw.. Ich meine, daß es sich für jeden einigermaßen versierten Elektroniker lohnt, diese Schnittstelle einmal näher anzusehen. Und nicht nur für Bierbrauer.
Literatur: Wolfgang Link, Messen, Steuern, Regeln über die Parallel-Schnittstelle des PC, München 1994