Awesome Coffee Server - ESP8266 basiert

Liebes Forum,

seit ein paar Jahren lese ich hier unregelmäßig mit und habe mich heute endlich registriert um mal ein eigens Projekt vorzustellen.
Angefangen habe ich die Kaffee Geschichte mit einem billig Siebträger von Plus (Keine Ahnung mehr was für ein Modell das war). Seit einigen Jahren verrichtet eine Gaggia Classic ihren Dienst.
Vor ein paar Monaten habe ich der Maschine einen kleinen Webserver spendiert, bestehend aus einem ESP8266 Wifimodul, Relais, MAX6675 Thermocouple Modul und einem Printnetzteil für die Steuerspannung und Versorgung der Elektronik. Das ganze läuft seitdem stabil ohne Abstürze oder sonstige Zwischenfälle.

Die Funktionsweise ist simpel: Das Wifimodul liefert eine Webseite aus mit der man den Status der Maschine (eingeschaltet / ausgeschaltet + aktuelle Temperatur) abfragen kann und über einen Befehl, bzw. Knopf auf der Website das Relais schalten kann. Zusätzlich gibt es einen Taster zum manuellen Schalten der Maschine.
Das Relais sitzt in Serie zum Hauptschalter, der Webserver wird dauernd mit Strom versorgt sobald die Maschine eingesteckt ist. Dadurch bleibt die originale Funktionalität bestehen.

Aktuell arbeite ich an einer sauberen Platine (Prototyp ist noch auf Lochstreifenplatine aufgebaut). Das ganze Projekt landet später inklusive Firmware und allen Designfiles auf Github und wird als Open Source Hardware Projekt veröffentlicht, sodass jeder daran weiterentwickeln kann wie er möchte.

Im Moment werden die WLAN Credentials noch fest in die Firmware kompiliert, ich arbeite aber an einer Version mit Wifi Manager. Dann kann man den Server mit separatem Taster in einen Accesspoint Modus booten, die Wifi Konfiguration vornehmen und nach anschließendem Neustart verbindet der Server sich automatisch mit dem konfigurierten Netz.
Zur Temperaturerfassung besitzt mein Prototyp ein einfaches K-Typ Thermoelement - das hatte ich noch rumliegen und primär ging es mir darum zu sehen wann die Maschine fertig aufgeheizt ist. Ich denke aber über eine Variante mit MAX31865 Chip für den Anschluss eines PT100 / PT1000 und Solid State Relais nach. Damit ließe sich dann auch eine PID Steuerung realisieren.

Außerdem müsste man je nach Implementierung auch eine Zugangsberechtigung über RFID oder Zahlencode implementieren können. Für die aktuelle Platine führe ich die unbenutzten Pins des ESP8266 nach außen um nach eigenem Wunsch noch ein Display, zusätzliche Taster, Keypad, RFID Scanner o.ä. anschließen zu können.

Hier gibt es ein paar Bilder und Screenshots:

Prototyp Awesome Coffee Server


Rudimentärer Schaltplan für neue Platine (noch unfertig und ungeprüft)



Screenshot ausgelieferte Website (Maschine kühlt ab)


Ich freue mich sehr über Eure Meinungen, Vorschläge und Wünsche!

Liebe Grüße,
Frederik

 

Kurzer Nachtrag:
Die aktuelle Firmware ist in der Arduino IDE geschrieben, denn da komme ich mittlerweile ganz gut zurecht. Die Integration der ESP8266 Module ist einfach und alle Arduino Bibliotheken sind direkt nutzbar. Für meinen ersten Prototypen habe ich den Wemos D1 mini eingesetzt, die neue Platine ist für eine NodeMCU geplant.

Ist das Projekt für Euch anderen da draußen interessant, oder eher nicht so sehr? Falls nicht: Was sollte implementiert sein um interessanter zu werden?

 

Im Prototyp ist ein Wemos D1 mini verbaut, da ist der ESP-12E drauf, wie auch bei der NodeMCU.
Ich benutze keinen Sleep mode, weil dann ja leider Wifi deaktiviert ist. Wake-on-Wifi oder etwas in der Art ist nicht so richtig vorgesehen, bzw. könnte man nur einen hybriden Modus basteln wo der ESP sich nach einer gewissen Zeit ohne Aktivität abmeldet und dann alle paar Sekunden aufwacht, sich ins WLAN einklinkt und guckt ob es Anfragen gibt. Das würde aber die gesamte Funktionalität negativ beeinflussen, weil dann der Server nicht jederzeit erreichbar ist.
Der Server läuft also eigentlich ständig und die paar mW die da verbraucht werden stehen im Verhältnis zu weniger ungenutzter Heizzeit der Maschine. Von daher habe ich mir über den Stromverbrauch bisher keine großen Gedanken gemacht. Man könnte noch ein paar mA sparen indem ein bistabiles Relais verbaut wird das keinen Haltestrom braucht. Hier habe ich ein monostabiles verbaut, weil ich bei einem unerwünschten Reset lieber haben möchte, dass das Relais ungeschaltet im Zustand "Maschine aus" ist.

Edit: Leider besitzt der ESP8266 keine Echtzeituhr. Falls zeitkritische Anwendungen wie etwa Aufheizen zu eine bestimmten Uhrzeit, automatisches Abschalten bei Inaktivität von XY Minuten,... benötigt werden kann man das aber über Software und den regelmäßigen Abgleich mit einem NTP Server lösen. Bei Instructables gibt es dazu einen interessanten Artikel. Link darf ich als Newbie noch nicht posten :/ Wer trotzdem lesen mag: Der Artikel heißt »Timekeeping on ESP8266 & Arduino Uno WITHOUT an RTC«