BZ10 Wasserstandsanzeiger Projekt

Hallo,

vielleicht bin ich der Einzige den das stört, bei der BZ10 (und vermutlich vielen anderen) ist ein Schalter unter dem Wassertank und sobald zu wenig Wasser drin ist und der Tank zu leicht wird, löst der Schalter aus und damit wird die Pumpe/Heizung abgeschaltet. Wenn das während dem Bezug passiert ist der Espresso hin.

Ich habe über die Jahre viel experimentiert mit Schwimmer und externer LED die mir zumindest rechtzeitig zeigt wann ich nachfüllen muss. Fand es aber nicht so toll etwas in den Tank zu hängen und bin so auf die Idee gekommen das zu optimieren.

Druckschalter unter dem Tank ausgebaut und durch ein Relais ersetzt. Dazu Drucksensoren unter dem Tank die von einem Arduino ausgelesen werden und je nach Wasserstand eine RGB-LED ansteuern.
Die RGB-LED ersetzt die orange Leuchte vorne am Gehäuse und zeigt an ob voll (grün), fast leer (blau) und leer/kritisch (rot). Wenn der Wasserstand unter die kritische Menge geht, dann schaltet das Relais ab und schützt die Maschine. Sobald es blau wird - nachfüllen.

Weil eh schon alles drin war, hab ich es noch auf die Steuerung der Pumpe ausgeweitet. Dazu noch zusätzliche Relais eingebaut und schon hatte ich eine Zeitautomatik die 25 Sekunden nach dem Start der Pumpe wieder abschaltet. Mittels einem kleinen Druckknopf an der Unterseite kann man das justieren (länger/kürzer oder deaktivieren*)

Ziele:
- keine Modifikationen an der Maschine die man nicht rückbauen kann (Löcher bohren, Kabel zerschneiden etc)
- möglichst wartungsfrei
- alles im Gehäuse und nicht sichtbar von aussen (abgesehen von der LED) und dem Schalter am Boden

Offen/nächste Schritte:
- Die LED passt nicht 100% zum Rest, sie wurde durch das Loch gesteckt und von hinten mit Klebeband befestigt. Ich suche nach einer klaren (weissen) Kontrolleuchte in die ich die LED einbauen kann und somit den "original" Look erreiche.
- die Zeitautomatik ist momentan noch fix auf 25 Sekunden, müsste mal programmieren. Abschalten/deaktivieren z.b. zum Reinigen/Rückspülen funktioniert. In der Praxis sind 25 Sekunden aber gar nicht so schlecht.
- Erweitern zur PID-Steuerung. Im Prinzip ist alles da ausser Temperaturfühler

Ideen/Kommentare/Vorschläge?

 

Danke fürs Feedback.
Ich bekomme alles gut ins Gehäuse. Unter dem Tank ist genug Platz um Arduino, Netzteil und Relais zu verstauen.
Aufbau ist relativ simpel: 5V Netzteil (hier ein Hi-Link mit zusätzlicher Sicherheitsschaltung) wird zwischen die Hauptstecker mit 6.3mm Steckern geklemmt und liefert den Strom. Ein Arduino Nano kümmert sich um die Steuerung. Die Drucksensoren liegen unter dem Wassertank den ich auf Gummifüsse gestellt hab. Die Anbindung an den Arduino ist analog. Durch ausprobieren konnte ich bestimmen was ca. voll ist, fast leer (weniger als 800ml) und kritisch. Die Werte werden permanent ausgelesen und schalten dann die LED sowie das Relais welches den Wasserschalter ersetzt (angeschrieben mit Pumpe). Die LED ist eine RGB-LED die theoretisch alle Farben darstellen kann, in der Praxis sind es aber nur wenige aber reicht für meine Zwecke. Diese ersetzt die mitgelieferte orange Signalleuchte die ich einfach ausgebaut habe. Am rechten Schalter der die Pumpe aktiviert nehme ich das Signal ab welches in den Arduino auf einen Digitaleingang geht.
Bei Aktivierung schaltet der Arduino die Relais welche dann wiederum die Pumpe aktivieren. Die 4 Klemmen vom Pumpenschalter benötigen insgesamt 4 Leitungen und damit 2 Relais die parallel geschaltet sind.

Dazu dann noch der Druckknopf mit dem ich die Programmierung der Bezugszeit schalten kann.

Der Rest ist Software.

Kosten:
schwer zu schätzen. vielleicht ca. 70 EUR. Vieles hab ich eh hier (Widerstände, Leiterplatten, Kabel etc). Denke die Drucksensoren sind mit das teuerste, wobei ich die gern gegen eine Wägezelle (genauer) ersetzen würde, nur leider sind die recht hoch und dann passt der Deckel nicht mehr oben drauf oder ich brauche einen anderen Tank.

Einkaufsliste:
Drucksensor / Wägezelle (FSR406)
5V Spannungsquelle (Hi-Link hlk-pm01)
Arduino (Nano oder ProMini)
Relais (hab ich ein 4-fach Modul genommen, AliExpress)
Taster, RGB-LED, Einbau Signalleuchte (ideal weiss, ausschlachten und die RGB-LED einbauen), Kabel, elektrische Bauteile

 

Ich kenne den Shottimer nicht und muss das mal anschauen wie viele Anschlüsse bereits belegt sind. Falls das im Rahmen ist, dann sehe ich kein Problem. Allerdings wäre ein LCD entgegen meiner persönlichen Präferenz weil man das nie sauber integriert bekommt (Bastelei). Oder man muss das Gehäuse aufschneiden.

Wiegezelle zur Bestimmung der Menge würde ich dann ggfs. eher unter die Abtropfschale setzen, das ist dann genauer und misst was tatsächlich in der Tasse landet. Sind dann eben statt 25 Sekunden dann 25 Gramm wobei es dann noch einen Switch für Single und Doppio geben muss, das brauchts bei einer Zeitautomatik nicht. Wenn die Wiegezelle unter dem Tank ist gibts aus meiner Sicht zuviel Ungenauigkeit durch evtl. Luftblasen, die Art wie die Schläuche am Tank hängen etc. Ausserdem bin ich auch nicht sicher ob die "Abflussmenge" konstant ist oder ggfs. je nach Kaffee schwankt.
Macht es jedenfalls um einiges komplexer und nicht sicher ob es sich rentiert. Bei meiner E61-Maschine stelle ich nach ca. 25 Sekunden ab - ist halt alles doch noch etwas Handarbeit dabei.

Was aber kein Problem ist, die genauen Werte auf einer Webseite anzuzeigen bzw. die Daten zu senden. Darüber könnte man dann auch ohne "Gefummel" die Werte für den Shottimer einstellen (X Sekunden).

 

Es kommt immer drauf an was man erreichen will. Mein Ziel war eben nichts extra in den Tank zu hängen. Ultraschallsensoren wären auch noch eine Option gewesen. Kann man analog zu einem Parksensor den Abstand von oben bis zur Wasseroberfläche messen. Das geht sogar recht gut mit dem neuen Tank (mit grosser Öffnung). Habe ich aber verworfen weil das beim Rausnehmen und Befüllen immer ein Gefummel ist.

 

Wiegezelle ist sicher besser und genauer. Ich habe aber keine gefunden, die flach genug sind.
Das sagt der Hersteller über den FSR:

"Interlink Electronics' signature line of Force Sensing Resistors® (FSR) are now available with even greater sensing ranges, giving engineers and product designers access to more potential applications than ever before. The FSR UX 400 line of sensors can detect and measure pressure from 0.5N to 150N while operating solo or as part of an array. A dependable workhorse, the robust two-wire sensor can withstand millions of actuations and operate in harsh, messy environments and under extreme temperatures,"

Ich will nicht sagen, dass der Sensor auf den ml genau angezeigt hat aber nach mehreren Jahren zeigt er noch immer rechtzeitig an, bevor der Tank leer ist. Für einen zuverlässigen Wasserstand in ml ist es aber eher ungeeignet weil schon durch die "Aufhängung" des Rücklaufschlauchs ein Messfehler entsteht der speziell wenn der Tank leer und leicht wird grösser wird.

 

@faustino die hab ich auch schon in Erwägung gezogen - vermutlich ginge das. Ich hab damals aber nix über die Auflösung gefunden und bei Personenwagen ist die übliche Auflösung 100g, ggfs. schaffen das die Sensoren auch. Wenn es eher in Richtung 500g geht sind sie zu ungenau.