Thema: Selbstbau einer PID Temperaturregelung

Hallo Zusammen,

Nachdem ich ja schon einige Posts in einem anderen Thread zu diesem Thema gemacht habe, denke ich ist es an der Zeit zum Thema Selbstbau einer PID Temperaturregelung hier was neues zu starten.
Der bisherige Thread zu diesem Thema:
Projekt: Selbstbau Temperaturanzeige für Saeco Aroma (und andere)

Die Randbedingungen für mein Projekt sind:
1. Das ganze muss in meine Espressomaschine (FrancisX1) passen, externe Lösungen kommen nicht in Frage, weil dadurch der WAF-Faktor doch erheblich beeinträchtigt wird -> Platine maximal 8x4 cm.
2. Keine gefährlichen Experimente mit Netzspannung machen: Ich werde ein kleines Schaltnetzteil von Reichelt verwenden und zwar das SNT MW25-05M
Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Maschine damit auch am 110V Netz läuft. (Wäre mit der vorher verbauten Schaltung nicht möglich gewesen)
3. Verwendung der ATmega16 Platform. Damit habe ich schon ein wenig Erfahrung und besitze die notwendigen Programmer.
4. Programmierung in C (nix Assembler Gefummel)
5. Möglichst flexible Schlatung -> ein paar extra Ein und Ausgänge, 2 Temperatursensoren direkt an der Platine anschließbar unter Verwendung des I2C Busses.
6. Temperaturanzeige nach außen und zwar nicht mit einem Schätzometer wie das bei der ursprünglichen FrancisX1 war, sondern die für die Regelung relevante Temperatur). Hierfür wird eine eigene Platine mit einer 7-Segmentanzeige aus blauen Leuchtdioden entworfen. Vorteil: Die Zahlen sind schön groß und es hat halt einen gewissen Case-Modding Effekt.
7. Es soll eine schöne Maschine werden (WAF Faktor wurde schon angesprochen) -> Zumindest von außen soll das Gebastel sich in Grenzen halten.

So ich glaube das wars erstmal. Jetzt erstmal ein paar Bilder vom Zwischenstand des Projekts: Zerlegte FrancisX1:


Neue Griffe für die Siebträger:

So sah der alte undichte Boiler aus:

Renoviert und wieder glänzend:

Die eingesetzte Platine mit ATmega169p:

Und der Schaltplan dazu:

Die Platine für den Temperatursensor DS1631:

Der Temperatursensor an seinem Einsatzort:

Die kleine Relaisplatine für die Steuerung der Pumpe:

PID Tuning

Die Maschine in Betrieb:

Nicht das jetzt der Eindruck aufkommt das ich hier nur meine Results poste:
Jetzt kommt der eigentlich interessante Teil:
Wie sieht es jetzt mit der Optimierung aus und wie gut wird der Espresso?
Hier ist rege Diskussionsbeteiligung gewünscht.
Vielleicht kann ich ja damit auch den ein oder anderen zu einem Ähnlichen Projekt animieren. (Ich plan auch schon wieder am Redesign der Platine )

Ist einer der beiden Sensoren als externer Anschluss vorgesehen um z.B. die Brühtemperatur zu messen? Hilfreich beim Einstellen stelle ich mir eine PC-Schnittstelle (RS232 oder USB) vor, benötigt beides nur minimal Platz (ggf. nur TXD rausführen+externer RS232-Pegelwandler oder z.B. FT232RL-USB-Chip, optimalerweise mit Optokoppler), dann kann man sich die Temperaturkurven einfach und bequem am PC anschauen und vergleichen während man den Regler optimiert.

Vorsicht vor Netzhautschäden durch die Temperaturanzeige, oder wofür benötigst Du sonst 5V/5A (ich würde mir bei Reichelt auch ein kleineres günstiges Netzteilmodul wünschen...).


P.S. WAF-Faktor ist wie LCD-Display

Nicht schlecht! Respekt! Gefällt mir gut.
Wo wir die Temperatur eingestellt, an der Maschine, am PC?

@boing: leider habe ich keine Schnittstelle zum auslesen vorgesehen.
Anfangs wollte ich die USB-Lösung verwenden, aber der Platz auf der Platine ist sehr sehr knapp, maximal möglich wäre die Rs232 rauszuführen. Für den Umsetzer auf USB hab ich keinen Platz. Zu Kaffeforschungszwecken wäre das nat. gut
@escape: Im Moment läuft es so, dass die Zieltemperatur fest eingestellt ist. (95°) Fürs Aufschäumen kann die Temperatur durch drücken des Tasters an der Front für drei Minuten auf 103°C erhöht werden.
Zu den Results:
Leider musste ich feststellen, dass der DS1631 nicht so empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert wie der MAX6633. Dadurch schwingt die PID bei den derzeitigen Einstellungen zu stark.
Da muss nachjustiert werden. Ich müsste die Tage auch neue MAX6633 bekommen, dann wandert der DS1631 entweder zum Brühkopf oder kommt ganz raus.
Meine Espressoerfolge sind im Moment auch eher mäßig einzuordnen. (Ich weis die Anforderungen in diesem Forum sind diesbezüglich hoch)
Irgendwie hab ich bei der FrancisX1 (1st Generation) noch nicht so die optimalen Settings gefunden was die Füllhöhe, Anpressdruck und Mahlgrad betrifft. Vielleicht kann mir da noch jemand auf die Sprünge helfen.

Mir ist grad noch ein Future eingefallen, dass auf jeden Fall reinmuss:
Ein Shottimer, damit man immer weis ob der Shot vom Timing her perfekt war

Fürs Aufschäumen kann die Temperatur durch drücken des Tasters an der Front für drei Minuten auf 103°C erhöht werden.

Dampf zum Schäumen bei 103°C ?
Gruss Roger

Also was meiner Meinung nach fehlt ist eine Möglichkeit die Temperatur an der maschine einzustellen. Denk nicht dass das kompliziert ist (außer dass es das Gerät verschandelt ) und das ist in meinen Augen DER Vorteil eines PID.

Jammerschade dass ich mom keine Zeit dafür habe, würd mir auch gern soein custom teil reinzimmern