Der Weg zur selbstentwickelten Dualboiler Maschine

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  1. Pflunz

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    Hi, wo hast du denn die Thermoelemente hin gebaut? Das flushen sieht übrigens so aus wie wenn momentan die Temperatur geändert wird, auf den längerfristigen Verlauf an sich hat sie aber anscheinend keinen Einfluss.
     
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  2. andre8

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    Ein Thermoelement sitzt direkt auf dem Durchlauferhitzer. Das zweite Thermoelement sitzt zwischen der Duschplatte und dem Duschsieb. Ich werde die Tage noch weitere Versuche mit der QM machen. Und diese auch besser Dokumentieren. Sicherlich auch ganz interessant ist der unterschied der Edelstahlduschplatte zur Aluplatte.
     
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  3. andre8

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    Guten Abend zusammen,
    nach einem kurzen Urlaub bin ich wieder im Lande. Jetzt möchte ich natürlich weiter an meinem Projekt arbeiten.
    Hier noch die Messergebnisse und Messpositionen meiner QM mit Edelstahlduschplatte.


    Bild.jpg Bild2.jpg Bild3.jpg
    Bild4.jpg Bild5.jpg Bild6.jpg

    Leider wurde durch die Messung der Thermofühler leicht beschädigt. Ich werde die Tage einen neuen bestellen.
    Bei einem zweiten Messversuch hat die Dichtung leider etwas Wasser durchgelassen. :/ Es ist garnicht so leicht an genau der richtigen Stelle zu messen.

    Infos: Temperatur des Thermoblocks war über die PID-Regelung auf 103°C eingestellt. Sobald die Temperatur abfällt wird nachgeregelt.

    bearbeitet 218687328_3144729983_0.jpg

    Bereich 1 - (aufheizzen)
    Bereich 2 - Grün (pre-infusion ca.20s)
    Bereich 3 - grün zu lila (bezug ca.30s)
    Rest: kurzer "Reinigungs-flush" und ein "cooldown-flush" (als optischer hinweis auf das Bezugsende)

    Sehr interesannt finde ich vor allem die Temperaturstabilität während des Bezuges. Wenn ich das Zeit-Temperaturdiagramm richtig interpretiert habe, sieht man hier das die Duschplatte aufgrund der reduzierten fließgeschwindigkeit die Temperatur sehr gut halten kann. Die reduktion wird durch den aufgequollenen Puck erwirkt.
     
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  4. andre8

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    Ich habe nun ein Gehäuse für die Zusatzkomponenten der QM entworfen.
    Wann genau ich den Preis für das Biegeteil anfragen werde ist durch die aktuelle Lage noch nicht sicher :/ .

    Im Gehäuse findet auch der Inkbird PID-Regler platz. Des Weiteren sind folgende Komponenten im Gehäuse geplant:

    Arduino
    Rotary Encoder
    Bildschirm 1,2"
    AC-Licht Dimmer Modul
    Netzfilter mit Kaltgeräte Eingang


    Bildschirmbereich.jpg


    Als Versuchsobjekt für die selbstkonstruierte Maschine finde ich diese Box bisher sehr interessant.
    Wenn das pressure-profiling soweit funktionieren sollte kann ich noch eine PID nachrüsten. Wer sich schon einmal damit befasst hat weiß das die Programmierung hierfür nicht ganz leicht ist.
     
  5. Pflunz

    Pflunz Mitglied

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    Hi,
    Wollte nur sagen dass man bei laserteile4you.de (nach kurzer Anmeldung) die step-datei des blechs hochladen kann und direkt einen Preis angezeigt bekommt. Man sieht auch sehr schön wie der Preis pro Teil sinkt wenn man mehrere davon bestellt :D
     
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  6. andre8

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    Ich habe das mal getestet :) . Der Preis wäre 95€ inkl. Steuern und Versand. Allerdings sollen noch die Ecken verschweißt werden.
    Ich werde bs mitte nächste Woche mal den Preis bei einem anderen Zulieferer anfragen (mit Schweißen und Einziehmuttern). Muss noch auf den AC/DC Spannungswandler warten um ihn im CAD zu Modellieren (für die Befestigungspunkte).
     
  7. andre8

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    Guten Morgen zusammen,

    ich habe da noch ein kleines Hindernis zu überwinden. Es geht diesmal um die Füllstandsanzeige des Wassertanks (LED an, bei niedrigem Wasserstand).
    Im Moment habe ich aus Kostengründen einen nach oben offenen Edelstahlbehälter geplant. Ursprünglich hatte ich vor einen Ultraschallsensor über halb des Tanks zu platzieren. Ich finde jedoch einfach keinen Ultraschallsensor (5V) der genug Reichweite hat (ca. 10cm) und Kostengünstig ist (ca. 50€).

    Hat jemand hierführ schon erfahrungen gesammelt?

    Vielen Dank schonmal.
     
  8. #68 Dale B. Cooper, 28.03.2020
    Dale B. Cooper

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    Ist halt auch nur ne mittelmäßig gute Idee.
    Mach's doch übers Gewicht wie in jeder billigen Küchenwaage..
     
  9. Pflunz

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    Spricht etwas gegen den "klassischen" Arduino Ultraschallsensor HC-SR04?

    Liebe Grüße
    Gerald
     
  10. #70 Dale B. Cooper, 28.03.2020
    Dale B. Cooper

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    Google Suche hilft enorm. Ja.

    Arduino Ultraschall Entfernungsmesser. Wenn man 2€ mehr investieren möchte, kann man das Wort wasserdicht hinzufügen...

    Ich würde trotzdem eher was mit ner kraftmesseinheit basteln.
     
  11. #71 Iskanda, 28.03.2020
    Zuletzt bearbeitet: 28.03.2020
    Iskanda

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    Man könnte es mit einem Hebelschalter probiere (zum Beispiel von Pizzato). Aber wenn der Tank aus Edelstahl ein sollte, fällt das aus Gewichtsgründen flach.

    Im Prinzip könnte man die Lösung von der BZ99 und Giulia probieren. Dann musst du den einen Pol nur gut trennen.
     
  12. Pflunz

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    Das wäre auch nicht schlecht. Hierzu eine wägezelle und hx711. Gibt's so schon fertig zu kaufen. Nur das Gesamtgewicht des Behälters + Wasser muss vor dem Kauf bekannt sein.
     
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  13. andre8

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    Das sehe ich nicht ganz so. Wägezellen erfordern wieder eine etwas andere Konstruktion. Ein Ultraschallsensor hat bei meinem Konzept recht gut platz.
    Ich plane den Tank in der höhe zu verstellen. Somit kann ich im unteren Bereich der Maschine entweder eine Vibrationspumpe oder eine Drehschieberpumpe verbauen.
    Das mögliche Volumen des Tanks kann somit bei jeder Variante voll ausgenutzt werden.
    Den Aufbau kann mann sich wie bei einer Bezzera Matrix DUO vorstellen. Zumindest was so grob die Anordnung der Komponenten angeht.

    Eine hohe Genauigkeit wird hierfür ebenfalls nicht benötigt.

    Manchmal sieht man wohl den Wald vor lauter Bäumen nicht. Danke für den Input.

    Das finde ich ist auch eine gute Idee. Ich spiele im Moment noch mit dem Gedanken einen Tank aus Laborglas anzufragen. Aber erst wenn das Projekt steht.
    Das wird wohl auch eine Kostenentscheidung sein. Deswegen würde ich gleich von anfang an eine Variante haben die sowohl bei Edelstahl, Plastik und Glas funktioniert.

    Vielen Dank euch allen :)
     
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  14. andre8

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    Guten Abend zusammen,

    nach etwas längerer Wartezeit ist es nun wieder ein Stück vorangegangen. Die Konstruktion der Maschine ist nun weitestgehend abgeschlossen und die Zeichnungen wurden erstellt. Ein paar kleine Kostenoptimierungsarbeiten (z.B. Anpassung der Materialstärken) müssen noch durchgeführt werden.
    Wann alle Einzelteile bestellt werden, kann ich im Moment noch nicht genau sagen. Ich rechne mit ca. 3000€ Produktionskosten. Dabei wurde noch kein PCB-Layout erstellt und keine EMV-Prüfung durchgeführt.
    Ich musste sehr schnell lernen, dass es wirklich teuer ist, eine eigene Maschine herzustellen. :D

    Ich hatte eingangs geschrieben, dass ich das Projekt so auslegen bzw. angehen werde, dass man es kommerziell nutzen könnte. Das Design und der Aufbau der Maschine sind derzeitig die größten Alleinstellungsmerkmale. Aus diesem Grund habe ich mich dazu entschieden, erstmals nicht zu viele optische Details preiszugeben. Bitte seht es mir nach. ;)

    Momentan plane ich den Montageprozess teilweise mit Bildern zu dokumentieren und zu präsentieren.

    Im Zuge dessen entsteht natürlich auch ein Businessplan. Ob das Ganze dann ein privates Projekt bleiben wird oder es an die Öffentlichkeit schafft, kann ich im Moment nicht sagen. Ganz interessant für den ein oder anderen ist jedoch die daraus resultierende Marktanalyse im Segment Dualboiler Espressomaschinen. Hier mal die ungefähren Durchschnittswerte von DB´s unter 5000 €.

    Preis: 2400€
    Pumpenart: Rotationspumpe
    PID SB: JA
    PID DB: JA / Pressostat
    Brühgruppe: E61 (knappe Mehrheit)
    Leitungsmaterial: Kupfer
    Vol. Wassertank 2,7 L
    Kesselmaterial: Edelstahl
    Vol. Dampfkessel: 1,5 L
    Vol. Servicekessel: 0,6 L



    Nun ein paar Infos zum Stand der Software. Bisher wurden von uns fast alle nötigen Einzelfunktionen programmiert, teilweise zusammengefasst und getestet. Ein paar Herausforderungen gibt es hier jedoch immer noch.

    Am Freitag ist endlich meine Schaltbox angekommen, welche ich für die pressure-profiling (pp) Nachrüstung meiner QuickMill benötige. Diese werde ich die Tage noch verkabeln. Anschließend werden wir die Memory-Funktion für das pp umsetzen und ausgiebig testen.

    20200508_173810.jpg 20200509_133121.jpg

    Momentan ist in der Box noch der Inkbird PID-Regler verbaut. Als nächsten Schritt werden wir eine eigene PID programmieren und den Inkbird-Regler zur Temperaturkontrollanzeige „umrüsten“.

    Diese beiden Regelfunktionen stellen für mich als Konstrukteur momentan die größten Herausforderungen dar. Zum Glück habe ich hier fachkundige Unterstützung.

    Des Weiteren habe ich für die QuickMill eine selbstentwickelte Edelstahl-Duschplatte und eine Tamper-Basis in Auftrag gegeben. Die Duschplatte ist etwas dicker als die normale und führt somit zu einer Reduzierung der Kaffeemenge im Zweiersieb. Somit kann man die benötige Mahlmenge ein bisschen reduzieren. Wie sich das auswirkt, werde ich noch testen. Für den Tampergriff werde ich mir noch einen Drechsler im Augsburger Umland suchen.
     
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  15. Pflunz

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    Hi,

    freut mich dass es voran geht :)

    Bin natürlich gespannt wie die Maschine am Ende aussieht wenn das eines der Alleinstellungsmerkmale ist.

    Allerdings muss ich zu deiner Box natürlich sagen, dass diese optisch kein Highlight ist :D Die Schweißkante vorne und die Kombination aus matter Oberfläche und glänzender Quickmill :/

    Zur Firmware kann ich dir zumindest den Respekt vor der PID Regelung nehmen. Bei der Temperatur reicht vermutlich sowieso ein P-Regler, und das ist tatsächlich nur eine Zeile Code. Da du sowieso einen Offset zwischen Kessel und Zielbrühtemperatur hast, macht es nichts dass der P-Regler nie den Zielwert erreicht.
    Falls du noch einen I-Teil mit dazu programmieren willst, ist das eine weitere Zeile Code. Wenn du die Zeitkonstante des Inkbird-Reglers kennst, kannst du dessen Parameter sogar direkt übernehmen (noch darauf achten ob der P-Teil mit in den I-Teil eingerechnet wird oder nicht, ist einfach eine Definitionsgeschichte).

    Wenn dein Elektronikkollege noch Zugang zu Unisoftware hat, würde ich empfehlen die Sprungantwort des Kessels aufzunehmen, und dann via Matlab und der Control System Toolbox den Regler virtuell zu entwerfen (ist im Endeffekt nur Regler schieben bis man die gewünschte Kurve erhält).

    Ich würde empfehlen noch etwas Hirnschmalz in die Regelung in Hinblick auf Energieverbrauch zu legen. Während eine Heizung mit ~1.4kW problemlos mit anderen Küchengeräten auf einer Phase laufen kann, bleibt im Fall von 2.8kW weniger als 1kW für andere Geräte auf dieser Phase übrig. Deshalb ist es vernünftig dort eine Priorisierung einzuführen, so dass immer nur eine Heizung an ist. Ein Feedforward zur Brühboiler-Heizung beim Bezug kann man später noch hinzufügen.

    Ich werde vermutlich noch eine "Log-Funktion" mit einprogrammieren, um beispielsweise den Stromverbrauch mitzurechnen. Denn die Kaffeemaschine weiß ja wie lange sie die Heizung anschaltet. So kann man ohne Messen abschätzen wie groß der Stromverbrauch ist.

    Frohes bauen noch :)
     
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  16. andre8

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    Ich bin ebenso auf das allgemeine Feedback gespannt :D. Wobei ich auch sagen muss das ich diese Maschine nur für mich alleine Entworfen habe. Da Geschmäcker bekanntlich verschieden sind kann man es nie allen rechtmachen. Und das muss ich zum Glück auch nicht.
    Das heißt... Ich habe mit dem äußeren Design begonnen und mir passende Lösungen für das Innere Überlegt. Das ist natürlich ein sehr aufwendiger Designprozess.

    Bei der Optik der Box muss ich dir rechtgeben. Da ich mich auch noch mit dem Thema Beschichtungen / Lackierungen von Edelstahl auseinandersetzten muss ist das vielleicht gar nicht mal so schlecht.

    Danke für die Hinweise.:) Ich werde es mit meinen Kollegen besprechen, wenn es soweit ist. Momentan fehlt mir / uns einfach noch ein bisschen die Zeit um große Schritte zu machen.
    Momentan gehe ich von max. 2300W aus. Das sollte gerade noch so passen. Das ist auch die maximale Leistung die z.B. LM bei der Strada EP angibt.
    Ältere Staubsauer habe ich ebenfalls schon des Öfteren mit 2300W gesehen.
     
  17. #77 Iskanda, 12.05.2020
    Iskanda

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    Das ist doch zweitrangig., Ich finde es einen guten Ansatz überhaupt was in Form zu bringen und wenn dann alles läuft, kann man anhübschen oder andere Lösungen suchen.
     
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