Bezzera BZ10 Upgrade: Volumetrik, Preinfusion, Temperaturregelung, Rückspülautomatik und mehr

Diskutiere Bezzera BZ10 Upgrade: Volumetrik, Preinfusion, Temperaturregelung, Rückspülautomatik und mehr im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Vor ca. einem halben Jahr habe ich mir mit der Bezzera BZ10 meine erste Siebträgermaschine geleistet und gleich angefangen damit zu...

  1. GeorgG

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    Vor ca. einem halben Jahr habe ich mir mit der Bezzera BZ10 meine erste Siebträgermaschine geleistet und gleich angefangen damit zu experimentieren. Da ich durch Corona mehr Zeit zur Verfügung hatte und da ich außerdem Elektrotechniker bin, lag es nahe, einige Upgrades an der Maschine durchzuführen, von denen ich hier berichten will. Das wichtigste gleich vorweg: Man kann auch ohne Modifikationen (wahrscheinlich) genauso guten Kaffee machen, aber jetzt habe ich einige Komfort-Funktionen mehr und außerdem macht das Basteln an der eigenen Maschine ja auch Spaß.
    Die wichtigsten Errungenschaften nach dem Upgrade sind:
    • Volumetrik: Hiermit meine ich keinen Bezugstimer sondern eine richtige Volumetrik. Dafür messe ich das von der Pumpe angesaugte Wasser und das, welches beim Brühvorgang zurück in den Tank fließt. Die gewünschte Wassermenge lässt sich per App einstellen. (Ein manueller Bezug ist weiterhin auch möglich). Um zwischen manuellem und volumetrischem Bezug wählen zu können habe ich statt des ursprünglichen Bezugsschalters einen Drehschalter mit drei Positionen eingebaut.
    • Preinfusion: Diese wird durch ein kurzes Anschalten der Pumpe und anschließender Wartezeit bei ausgeschalteter Pumpe erreicht. Die Preinfusion wurde möglich, da ich den Wasserkreislauf vollständige kontrolliere und ihn während der Wartezeit zur Brühgruppe durchgeschaltet lassen kann. Im Originalzustand würde der Druck beim Deaktivieren der Pumpe sofort abgebaut und das Wasser würde in den Auffangbehälter fließen.
    • Temperaturregelung: Kesseltemperatur und Brühgruppentemperatur können separat elektronisch geregelt werden. Dafür verwende ich einen P-Regler (es gibt hier im Kaffee-Netz irgendwo eine Diskussion, aus der ich geschlossen habe, dass ein PID-Regler gegenüber einem P-Regler kaum einen Vorteil bringt, weil das System so träge ist). Die Temperaturen können per App eingestellt werden.
    • Rückspülautomatik: Das Rückspülen empfinde ich als eine eher nervige, da stupide Arbeit. Deshalb kann die Maschine jetzt auf Knopfdruck selbstständig 10 Rückspül-Zyklen durchlaufen.
    • Standby und „Wecker“: Nach 1,5 Stunden Inaktivität geht die Maschine in Standby um Energie zu sparen. Natürlich lässt sich die Zeit einstellen und die Funktion auch ganz abschalten. Außerdem kann die Maschine zu einer einstellbaren Uhrzeit automatisch aus dem Standby aufwachen und schon aufheizen bis ich morgens aus dem Bett komme.
    • Display: Auf einem seitlich angebrachten Display werden die Temperaturen des Boilers, der Brühgruppe sowie des Rohrs, das vom Durchlauferhitzer zur Brühgruppe führt, angezeigt. Außerdem wird die Menge des ausgegebenen Wassers beim letzten Bezug und die Dauer des letzten Bezugs angezeigt.
    • App-Steuerung: Alle Parameter (Temperaturen, Aufwach-Zeit, Volumetrik, Regelparameter etc.) lassen sich über die App Blynk vom Handy aus steuern. Dafür muss die Maschine mit einem WLAN Netz verbunden werden. Die Zugangsdaten lassen sich sogar einstellen ohne die Maschine öffnen und neu programmieren zu müssen.

    Mein Code ist unter github.com/ggramlich26/BZ10_upgrade zugänglich, zusammen mit einer etwas detaillierteren Beschreibung der Funktionen und der Bedienung, der benötigten Hardware und (bald auch) der Software. Die dazugehörige Platine werde ich in nächster Zeit nochmal überarbeiten und anschließend auch hochladen.

    Um all die oben genannten Funktionen zu ermöglichen, habe ich die gesamte Elektronik (Steuereinheit, Schalter und Lämpchen) ausgetauscht. Für mehr Eingabemöglichkeiten habe ich die Lämpchen durch beleuchtete Schalter ersetzt. Nach dem Upgrade sieht meine Maschine so aus:

    [​IMG]

    Damit wünsche ich euch allen frohe Feiertage und natürlich hervorragenden Kaffee.
     
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  2. #2 benötigt, 21.12.2020
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    Respekt!
     
  3. vectis

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    Hut ab auch von mir,

    mich interessiert aber auch wie Du die offenbar neuen Beschriftungen auf dem Frontblech ausgeführt hast.
    Es gibt ja immer mal wieder Threads, die das zum Thema haben, wobei ich auch meine in Erinnerung zu haben, dass gerade hinsichtlich einer Bezzera mal jemand zu beklagen hatte, dass die werksseitig angebrachten Symbole oder Beschriftungen verblasst waren.
    Danke für ergänzende Informationen.
     
  4. Lancer

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    Würde auf gelasert tippen.

    Klasse Umbau, danke für's zeigen und die Veröffentlichung vom Code.
     
  5. #5 Saltstraumen, 21.12.2020
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    Großer Respekt für deine Arbeit!
    Mit einem halben Jahr Siebträgererfahrung so in die Maschine einzugreifen, sie neu aufzubauen und zu verbessern finde ich großartig ... und mutig, aber du bist ja vom Fach ;-)
    In gewissen Zügen werde ich meiner Bezzi jetzt sogar etwas mehr nachtrauern.
    Danke, dass du deine Ergebnisse mit uns teilst!
     
  6. ArneT

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    Sehr schön. Mich interessiert die Volumetrik. Wie gut funktioniert das mit diesen Flow Sensoren? Kannst du was zur Genauigkeit sagen?
     
  7. #7 ergojuer, 21.12.2020
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    Du hast zwei Flowmeter verbaut?
     
  8. #8 tangolem, 21.12.2020
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    Da wurde wohl nichts neu gelasert (alte Version mit Druckschalter)
    [​IMG]
     
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  9. #9 benötigt, 22.12.2020
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    Keine Ahnung, was der TE unternommen hat - aber ich fand dieses Teil genau dafür ziemlich gut. Gerade gestern entdeckt. Allerdings lohnt sich der Preis trotzdem nur, wenn man häufiger Anwendungen hat.

    LaserPecker 2-Super Fast Handheld Laser Engraver & Cutter

    Habe keinerlei wirtschaftlichen Interessen an dem Projekt.
     
  10. cbr-ps

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    sehr schön, danke für‘s Teilen.

    Zum Flow: Hast Du softwareseitig einen Offset zur Sättigung des Puck vorgesehen? Dürfte nur in Näherung möglich sein, aber ein ungefährer Wert sollte besser sein als eine völlig unbekannter Verlust auf dem Weg zur Tasse.
     
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  11. GeorgG

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    Was die Beschriftung betrifft, habe ich wirklich einfach nur eine gebrauchte Maschine gekauft. Das Modell hatte die Beschriftungen schon so und noch die ovalen Druckschalter. Um die neuen runden Drehschalter einzubauen musste ich die Löcher etwas aufschleifen aber das geht mit einem Dremel (und genug Kreppband um den Rest vor herumfliegenden Spänen zu schützen) ohne Probleme.

    Was die Volumetrik betrifft:
    Ich wollte keinen Flusssensor in den Druckkreislauf einbauen. Deshalb messe ich lieber das Wasser, das von der Pumpe angesaugt wird (Sensor zwischen Tank und Eingang zur Pumpe). Zusätzlich muss ich das Wasser messen, das über das Expansionsventil und das Ventil nach der Pumpe (bei der Funktion bin ich mir nicht sicher, ich tippe auf Entlüften oder Flussminderer) zurück in den Tank fließt. Die Differenz ist damit das Wasser, das durch den Durchlauferhitzer fließt.
    Cbr-ps hat ganz richtig erkannt, dass eine gewisse Menge Wasser im Puck hängen bleibt und beim Druckabbau nach der Extraktion in den Auffangbehälter fließt. Dieser Volumen-Offset lässt sich separat in der App einstellen und wird kompensiert.
    Jetzt noch zur Genauigkeit: Die Sensoren geben keine Volumina aus sondern nur Spannungsimpulse, deren Frequenz abhängig von der Flussrate ist. Mit anderen Worten entspricht jeder Impuls einem bestimmten geflossenen Volumen. Die Konversionsfaktoren von diesen Impulsen zu Volumina lassen sich für beide Flusssensoren separat über die App einstellen und optimieren. Damit bleibt als limitierender Faktor für die (Wiederhol-)Genauigkeit hauptsächich die Präzision der Sensoren von Haus aus.
    Bisher habe ich schon festgestellt, dass beim Wechsel der Kaffeesorte auch die Menge des im Puck verbleibenden Wassers variiert (bisher bis zu 4ml, meist weniger). Wenn man bei der ersten Extraktion einer neuen Sorte aber eine Waage dazu verwendet, lässt sich dieser Parameter leicht anpassen. Die Wiederholgenauigkeit werde ich in den nächsten Tagen und Wochen beobachten und dann gerne berichten. Da ich den Umbau erst vor einer halben Woche fertiggestellt habe, kann ich dazu leider noch keine Verlässlichen Daten geben.
     
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  12. #12 Multisaft, 22.12.2020
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    wie schwierig ist es denn für jemanden, der zwar programmieren kann und sich mit IT sehr gut, aber mit elektronik nur leicht auskennt, deine Änderungen selbst umzusetzen?
    ich hab mir dein Git Repo kurz angesehen, vom code, build process, arduido sieht das nach basic raspberry skills aus. aber wie hardcore ist der hardware-build-process mit flow-meter, boardbau, p-sensor bau, verkabelung usw.? wirst du dazu noch mehr anleitung liefern? aber ansonsten, mega geil!
     
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  13. GeorgG

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    Ich würde sagen es ist alles machbar. Im Folgenden liste ich die wichtigsten Schritte des Umbaus auf und gebe meine Einschätzung zum Schwierigkeitsgrad:
    • Platine löten (inklusive SMD Bauteilen aber nur "anwenderfreundliche" Packages. Mit etwas Übung/Geschick lässt sich das gut löten)
    • ESP32 programmieren (sollte für dich kein Problem sein und auch sonst gibt es dazu sehr viele Tutorials im Internet und die projektspezifischen Infos auf meiner github Seite)
    • Flusssensoren einbauen (viel einfacher geht es nicht, nur zwei Silikonschläuche durchschneiden und Flusssensoren dazwischen schieben. Je nach Sensor braucht man noch Adapter auf einen anderen Schlauchdurchmesser aber die werden auch nur dazwischengesteckt)
    • Temperatursensoren einbauen (einfach, die werden nur angeklebt und mit etwas Steinwolle o.Ä. darüber isoliert)
    • Elektronik einbauen. Das ist der komplizierteste Teil aber auch machbar. Ich mache ein paar Unterpunkte dazu:
      • Schalter und Lämpchen austauschen: einfach alte raus drücken und neue einsetzen. Evtl. müssen die Löcher im Gehäuse vergrößert werden
      • Stromversorgung: Mir war es wichtig mit dem An/Aus-Schalter die Maschine weiterhin doppelt stromlos schalten zu können (d.h. Phase und Neutralleiter werden physisch durch einen Schalter getrennt). Leider können meine Drehschalter nicht die Leistung einer Espressomaschine ab, deshalb steuert der linke Schalter nur ein Relais, das widerum den gesamten Strom zur Maschine abschalten kann. Wem das nicht wichtig ist oder wer den Original-Schalter behält, braucht auch kein Relais.
      • Hochspannungselektronik anschließen: Das ist der komplizierteste Teil. Ich habe den Original-Kabelstrang für den Neutralleiter (blau) übernommen und nur gekürzt wo nötig. Erdung habe ich auch nicht verändert. Jetzt muss noch die Zuleitung zu jedem Magnetventil, Heizung etc. ausgebaut und durch ein eigenes Kabel ersetzt werden. Das ist machbar aber man sollte einigermaßen wissen was man tut. Immerhin arbeiten wir hier mit 230V und die sollten danach nicht am Gehäuse anliegen.
      • Niderspannungselektronik anschließen: Kabel zu den Schaltern und LEDs ziehen, Kesselfüllstandssonde anschließen, Verbindungen zu den Solid State Relais ziehen und Display anschließen. Außerdem muss man ein Coax-Kabel für die WiFi Antenne nach draußen legen. Dieser Teil ist unkompliziert und ungefährlich.
    Wenn reales Interesse besteht das Projekt nachzubauen, kann ich gerne dabei helfen und dazu auch noch Anleitungen machen. Ein paar Bilder von den eingebauten Sensoren kann ich nachliefern, wenn ich die Maschine das nächste Mal aufschraube. Ein Plan für die genaue Verkabelung ist etwas komplizierter zu machen aber auch den kann ich im Zweifelsfall noch erstellen. Ich würde die Anleitungen dann gerne "on the fly" erstellen/erweitern, wenn wir feststellen, was da überhaupt alles rein muss. Ich habe ein halbes Jahr ziemlich viel an dem Projekt gearbeitet und mir Gedanken dazu gemacht. Irgendwann weiß man da einfach nicht mehr an welchem Punkt genau man Leute abholen muss. Also gerne Fragen stellen, ich freue mich über Interesse und Feedback.
     
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  14. Lada11

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    Hi Georg,

    megageiles Projekt. Für sowas bin ich immer zu haben !
    Wäre es möglich, das du einen Bausatz verkaufst mit Anleitung ?
     
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  15. #15 espressofant, 22.12.2020
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    Servus Georg,
    Kann mich nur anschließen. Super Projekt! Toll umgesetzt.
    Habe mir auch gerade dein Git Repo angesehen - Respekt!
    Da stecken viele tolle Ideen drin.
    Meine Bezzi ist, muss schon fast sagen, leider, noch ganz neu - sonst würde mich das echt interessieren.

    LG Christian
     
  16. #16 ThisAmplifierIsLoud, 22.12.2020
    ThisAmplifierIsLoud

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    Öha ! Meinen Respekt !
    ... und führe mich nicht in Versuchung, meiner neuen Bezzi Crema den Bauch aufzuschlitzen ...
     
  17. ArneT

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    Kannst du mir sagen, ob du das Eingangssignal der Flusssenoren direkt einließt (5V high/low am Signalausgang) oder ob du das HW seitig noch aufbereitest (TTL, Optokoppler)?

    Ich würde das ganze an einem Raspberry PI anschließen, der kann nur 3.3V, da müsste ich sowie so noch was vorschalten.
     
  18. #18 QuizCross, 23.12.2020
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    Hi,
    super Projekt!
    Worin siehst du den Vorteil von zwei flowmetern? Warum den Rückfluss vom opv nicht mit einem y-Stück direkt auf den Pumpeneingang? Dann würde ein flowmeter am Tank reichen.
     
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  19. GeorgG

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    Als Bausatz möchte ich das nicht verkaufen, weil das fürchte ich juristisch einen ziemlichen Rattenschwanz mit Haftbarkeit etc. nach sich zieht. Ich bin aber gerne bereit beim Umbau zu helfen und auf meiner github Seite sind zu den ganzen Komponenten Links enthalten, sodass man sich das alles selbst bestellen kann. Oder wäre der Aufbau der Platine das Problem?

    Bei mir läuft das auf eine ESP32, der braucht auch 3,3V am Eingang. Die Sensoren, die ich verwendet habe (US $1.97 23% OFF|5 18V 6mm Hose Barb End Water flow Sensor 75 570ml/min 3% Err for Drinking Machine Hot Water Heater Coffee Machine|Flow Sensors| - AliExpress), sind open collector. Auf der Seite sind auch Schaltungskonfigurationen vorgeschlagen. An denen habe ich mich orientiert. Hier kannst du den TTL level circuit nehmen, die 5V Versorgungsspannung vom raspberry pi auch als Versorgungsspannung für den Sensor verwenden und da, wo im Bild +5V steht statdessen 3,3V anlegen.

    Das finde ich eine sehr spannende Idee. Daran habe ich tatsächlich einfach nicht gedacht und einfach den Wasserkreislauf der Maschine beibehalten. Nachdem ich etwas über deinen Vorschlag nachgedacht habe, sehe ich nur das mögliche Problem, dass man einmal angesaugte Luft nur schwer wieder aus dem Kreislauf raus bekommt. Sollte das erste Ventil nach der Pumpe tatsächlich auch der Entlüftung dienen (weiß da zufällig jemand was?), würde das seine Funktion verlieren.
     
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  20. #20 QuizCross, 23.12.2020
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    Hi,
    bei mir habe ich es so umgesetzt mit dem Bypass. Ist schon länger her, aber ich glaube, dass hierzu etwas im kaffee-netz steht.
    Oder hier
    Espresso-Maschinenraum
     
Thema:

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