Die Wundermaschine - Wie kann man Haushaltsmaschinen temperaturstabiler kriegen?

Diskutiere Die Wundermaschine - Wie kann man Haushaltsmaschinen temperaturstabiler kriegen? im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Das wird dir nicht gelingen, denn das Autotuning hat nur einen Temperatureingang und einen Ausgang. Du brauchst ja mindestens zwei Eingänge,...

  1. #101 Yoku-San, 26.06.2022
    Yoku-San

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    Ich kann aber doch den Autotune einfach machen während gerade Flow stattfindet im Thermoblock. Ich hab nen Decent Puck Simulator Sieb, damit müsste ich einfach die Pumpe durchlaufen lassen um ca. 2g/s zu bekommen. Und während das läuft dann den PID Autotune machen. Dann hätte ich optimale Parameter für einen Thermoblock in dem gerade ein Espressotypischer Flow stattfindet.
     
  2. Pflunz

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    Prinzipiell ist das richtig. Der PID wird dann so eingestellt, dass er bei dem Flow gut funktioniert.
    Das Problem ist, dass der Flow zum einen nicht konstant ist, und zum anderen einen anderen Wert als dein Pucksimulator haben kann. Das hat einen massiven Einfluss auf das Heizen, kann der PID aber nicht beachten, da er diese Information nicht hat. Wenn der Flow also nur bei 1.5ml/s ist, heizt dein p-Term trotzdem wie bei 2ml/s, der Block wird also viel zu heiß, also wird der i-Teil stark negativ, brauch dafür aber Zeit. Gegen Ende fließen dann vielleicht wieder 2ml/s, der i-Teil ist noch deutlich negativ, der p-Term würde aber passen, also wird zu wenig geheizt und es dauert Recht lange bis es wieder passt. Dazu kommt noch die lange Totzeit, was die ganze Regelung eh sehr langsam macht.

    Ich denke ich kann den Einfluss des Flows an einem gut eingestellten PID mit Simulink gut zeigen. Das Autotuning geht ja gerade davon aus, dass die Strecke sich nicht ändert und stellt darauf die Parameter ein. Wenn sich die Strecke ändert, sind ja wieder die Parameter falsch, da diese ja zur Strecke passen müssen.
     
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  3. #103 Yoku-San, 26.06.2022
    Yoku-San

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    Ok, ich kann natürlich nachvollziehen, dass es abhängig vom Flow dann suboptimal werden wird. Allerdings sollten die Parameter trotzdem besser sein als wenn sie ohne Flow ermittelt werden. Irgendwelche konstanten PID Parameter werden ja die Hersteller wie Ascaso und Quickmill auch nutzen, diese können ja auch nicht bei allen Flowraten genau passen.
     
  4. Pflunz

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    Das ist wohl wahr.

    Da bin ich mir nicht sicher. Soweit ich weiß haben die immer ein Flowmeter eingebaut. Prinzipiell sollte es auch gehen, pro gemessenem Puls x,y Sekunden die Heizung anzuschalten. Zumindest grob für die meisten Shots.
     
  5. #105 Zuvca, 26.06.2022
    Zuletzt bearbeitet: 26.06.2022
    Zuvca

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    ich will jetzt den deutschen ingenieuren nicht in die konstruktions-problemlöse-hobby-suppe spucken, aber dieses mantra der notwendigen temperaturstabiliät (zitat ist also eng gesehen nicht korrekt und nur der aufhänger) ist mE völliger BS. die 2. oder dritte amtshandlung vieler decentbesitzer ist das programmieren einer abfallenden temperaturkurve. ich zb habe einen abfall zuerst in der PI phase, dann einen noch deutlicheren in der shotphase programmiert. weil es besser schmeckt.
    konstanz, ja klar. stabilität - danke aber nicht notendigerweise danke.
    ist halt eine technische idee, keine gustatorische empirie.
     
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  6. cottec

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    ja, ABER :)
    dass man evtl ne abfallende temperatur haben will ist das eine, aber dass man es auch genau steuern kann etwas völlig anderes.
    jetzt gerade bist du praktisch dem ausgeliefert, was die maschine macht und sie fällt halt immer gleich ab.
    wenn du aber vielleicht mal ne hellere röstung auch sehr lange beziehen willst, dann passieren ganz viele schlechte sachen, zu starker abfall im bezug und dann wieder viel zu starkes nachheizen im gleichen bezug.

    auch das beschriebene problem, dass sich die starttemperatur nicht gut kontrollieren lässt ist vor allem für dunkle röstungen schlecht, wenn die mal eine PI mit 105°C abkriegen...




    ich glaube, der kernpunkt ist der trockene block, der überhitzt werden muss, dass überhaupt genug power da ist, dass das wasser am ende eine annehmbare temperatur hat

    mir würde da auf die schnelle einfallen, dass man es eben entweder mit nem zweiten block dahinter versucht und mindestens den auf der zieltemperatur oder nur ein zwei grad darüber hält, dass der es schafft im durchlauf das wasser aus dem ersten gleichmäßig zu halten, anstatt dass man hier noch aktiv versucht irgendwas groß nachzuheizen.

    was machen die kaffeemacher? die spülen spülen spülen. durch den ablauf, dass man spült und dann relativ fix startet, provizieren sie ja, dass noch ein wenig wasser im block steht und dass sie eine art konstanten fluss erzeugen, in dem der block reproduzierbare "niedrige" temperaturen liefert ohne die starken spitzen.
    was man aber auch sieht: der block schmiert während eines bezugs um 8K ab, das ist vielleicht in einer art und weise zu wünschen, aber erfolgt eben völlig unsteuerbar. ein zweiter block auf soll temp könnte das defintiv abpuffern und vielleicht sogar ein bisschen steuern, wenn man zwischen die zwei blöcke nen temperatursensor ins wasser setzt.


    option 2:
    das spülen zeigt ja eine gewisse wirkung und die idee wurde ja auch schon geäußert, spülen und wasser im block festhalten.
    müsste man vielleicht einfach ein 3 wege ventil hinter den block hängen, das beim spülen wieder in den tank geht und dann in die brühgruppe umschalten kann oder sogar erst noch hält. da weiß ich aber nicht, ob das funktioniert, weil die start temp nicht höher als die ziel temp sein sollte und dann schafft der block es ja wieder nicht, das nachfolgende kalte wasser stark genug zu erwärmen
     
  7. #107 coffee-rider, 27.06.2022
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    Das liese sich bei deiner 3000 Orione ja leicht versuchen indem man das bestehende 3 Wege Ventil nach dem Bezug nicht mit der Pumpe mitabschaltet sondern nur die Pumpe alleine.
     
  8. cottec

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    das ventil ist nicht elektrisch und ist so gesehen immer offen.

    wenn du abschalten willst, dann müsstest du die dampflanze verschließen und im laufenden betrieb ausschwenken.
    dabei schrottest du aber die kleinen o ringe im ventil ;)
     
  9. Pflunz

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    ]
    Also so wie die Decent das macht? :D Die haben vor der Brühgruppe ein Dreiwegeventil, welches standardmäßig zurück in den tank führt, und wen die Temperatur der Mischkammer richtig ist, wird es auf die Brühgruppe umgestellt. Das Problem des überhitzten Wassers lässt sich natürlich mit *Trommerwirbel* Mischen in den Griff bekommen.
     
  10. cottec

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    :D
    war mir nicht bewusst, aber macht technisch absolut sinn, alleine schon um die luft rauszukriegen.
    ohne mischen wahrscheinlich trotzdem keine so gute option, weil man ja bereits wärme aus dem block zieht.
    wäre also schön, wenn man auch ohne aktive pumpe bereits eine gute temperatur hat.

    soo, dann bleibt uns was als technisch simple alternative?
     
  11. #111 coffee-rider, 27.06.2022
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    Sorry, jetzt verstehe ich erst was du gemeint hast! Ich wollte tatsächlich vom Ventil vor dem Block reden, mein Fehler. Was ist wenn man den Block nur mit einem Lehrbezug füllt und dann dieses bestehende Ventil vor dem Block in Betrieb hält? Sollte doch einen ähnlichen Effekt haben.
     
  12. cottec

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    dann läuft dir das wasser ja aus der brühgruppe raus


    hm ne warte mal
    eigentlich könnte das doch gehen, da könnte man sich die eigenheit der quickmills mit der hohlschraube zu nutze machen, die kann ja bis ein zwei bar sperren.


    neues problem: dann steht auch wasser im ersten, zu heißen thermoblock und das kühlt vermutlich nicht mehr weit genug ab bis es gebraucht wird.
    und wenn du den ersten wieder leerlaufen lässt, dann hast du wieder ne luftsäule beim eigentlich bezug zwischen der ersten wasserportion und dem was danach kommt
     
  13. #113 coffee-rider, 27.06.2022
    Zuletzt bearbeitet: 27.06.2022
    coffee-rider

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    Ja genau im Zusammenhang mit dem Ventilnagel sollte es funktionieren. Ich habe mich auch auf deine Aussage oben bezogen (siehe Zitat) - aber ich verstehe leider dein letztes Problem schon wieder nicht :confused:....
     
  14. cottec

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    so, 2 blöcke sind unterwegs....

    der plan ist jetzt folgender:

    beide blöcke hintereinander schalten
    je einen thermofühler an stelle des dampfthermostaten schrauben
    und einen thermofühler direkt ins wasser dahinter und mal schauen, ob man den zweiten block dazu bringen kann, dass er wasser konstant auf temperatur halten kann bei verschiedenen flussraten.

    jetzt ein paar offene themen:

    1. wie am blödesten beide blöcke verbinden? fällt euch was gutes für die quickmills ein, die über den sitz dichten?

    2. hat jemand ne empfehlung für nen kleinen günstigen PID controller, den ich testweise im gehäuse versenken kann?
    ich will das ganze jetzt irgendwie kostenmäßig sehr im rahmen halten, aber auch meine daily maschine nicht rupfen.
    ich befürchte aber ich brauche auch für den zweiten block nen PID controller, weil der ja nicht mehr überhitzt bei 105°C oder so laufen soll, sondern bei nahezu brühtemp.

    3. haben die originalen thermoschalter m4 oder m5?

    4. was ist jetzt eurer erfahrung nach die schnellste messmöglichkeit?
    thermofühler zum einschrauben und gut ist?

    5. für die messung im wasser würde ich auch gerne was einschrauben.
    das muss halt wasserdicht bei 16 bar eingeschraubt werden und sollte super schnell und genau sein.
    ideen?


    hat evtl noch jemand teile aus nem alten bastelprojekt rumfliegen, die er nicht mehr braucht?
     
  15. #115 Cappu_Tom, 01.07.2022
    Cappu_Tom

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    Was du da baust, ist im Grunde ein Grob-/Feinregler, also sind auch zwei Regler erforderlich.
    Du könntest den ersten Block (T1) 'klassisch' mit einem passenden Bimetallthermostat (T1 < T2) regeln und den zweiten Block mit dem PID Regler (T2).

    Kaskade.jpg

    Wenn du dann immer noch nicht 'genug' hast, kannst du immer noch einen zweiten PID (bzw. zweifach PID) statt des Thermoschalters vorsehen und dich dann mit Kaskadenregelung spielen ;)
     
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  16. #116 cottec, 27.07.2022
    Zuletzt bearbeitet: 27.07.2022
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    Sooo,
    ich habe endlich alles da um zu starten....

    Vorab zum Versuchsaufbau:
    Quick Mill Cassiopea 3004

    Zur Zeit Dampfblock entfernt.
    OPV hinter die neue Ulka EP5 und auf 10 bar eingestellt
    Inline Temperaturmessung mittels Typ K Sensor direkt hinter dem Thermoblockausgang und vor dem Eingang in den Brühkopf. Ob da jetzt noch ein Offset stattfindet oder nicht ist mir egal, uns interessiert ja die Wassertemperatur, die der Block hinkriegt.

    Den Thermoblock habe ich übrigens mal ausgelitert: 15ml Wasser gehen rein...

    Die PIDs werden über die Anlegethermostate gesteuert, nicht Inline!

    upload_2022-7-27_10-41-13.png

    upload_2022-7-27_10-41-38.png

    upload_2022-7-27_10-42-35.png

    Es dauert leider ein bisschen, bis ich alles aufgenommen habe, da ich es nur mit echten Kaffeebezügen mache.
    Ich werde folgendes testen
    1. 1 Block, keine PID, Standardmethode (Bezug nach Heizungslampe aus starten)
    2. 1 Block, keine PID, Spülen
    3. 1 Block, keine PID, Kaffeemachermethode (Spülen und Bezug unmittelbar nach Heizungslampe an starten)
    4. 1 Block, PID 101°C
    5. 1 Block, PID 101°C, Spülen
    6. 2 Blöcke, 2 PID, Gleiche Temperatur 93C
    7. 2 Blöcke, 2 PID, Gleiche Temperatur 93°C, Spülen
    8. 2 Blöcke, 2 PID, Rampe Block 1 90°C, Block 2 93°C
    9. 2 Blöcke, 2 PID, Rampe Block 1 90°C, Block 2 93°C, Spülen
    10. 2 Blöcke, 2 Pid, Gefälle Block 1 96°C, Block 2 93°C
    11. 2 Blöcke, 2 Pid, Gefälle Block 1 96°C, Block 2 93°C, Spülen
    Vermutlich jeden Bezug zwei mal, auch wenn es dann länger dauert.
    Bei den Temperaturen bin ich mir noch nicht super sicher.
    Die 101° bei einem Block sind auf jeden Fall gesetzt, weil ich damit nen super kaffee aus der anderen Maschine kriege. Der Ansatz der zwei Blöcke ist aber, dass man eben nicht mehr überhitzt starten muss, sondern möglichst die gewünschte Brühtemperatur des Wasser perfekt dort hält, wo man sie haben will.
    Wenn sich das abzeichnet, in welche Richtung sich das entwickelt, werde ich die Temperaturen noch anpassen

    Zunächst brauche ich eine Baseline:

    Hier seht ihr meinen ersten Bezug und das erste mal Spülen:
    upload_2022-7-27_10-40-45.png

    Der Flow war tendenziell etwas zu hoch, man ist halt immer ein wenig abhängig vom Mahlgrad, ich versuche das beim zweiten Bezug besser hinzukriegen, evtl noch nen dritten falls nötig.
    Was soll ich sagen, deutlich besser als ich das jemals erwartet hätte.
    Die Länge der Kupferwicklung kommt sicherlich nicht von irgendwo :)

    Sensorisch kommt das ganze nicht an das was ich zur Zeit mit meiner PID Quick Mill bei 101°C hinbekomme.
    Flach, leicht wässrig, keinen Charakter, aber trinkbar.

    Dieser Peak nach oben ist sicherlich sehr kontraproduktiv und erklärt die leichte Bitterkeit, die irgendwie mitschwingt, nicht unangenehm, aber auch nicht lecker...

    In der Maschine mit pid ist es eher eine "aufregende" Bitterkeit, die den Kaffee rund macht

    @dudewu
     
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  17. cottec

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    oh eins noch zu dem peak, der ist eigentlich gar keiner....

    die temperatur bis zu dem peak ist stehendes wasser in der leitung.
    das ist nicht mehr im block drin und deswegen kälter.
    das wasser aus dem block hat im ersten moment tatsächlich fast 100°C
    Wird mit PID interessant, ich erwarte dann einen Peak auf die PID temperatur.
    Das is auch genau die Stelle, an der ich hoffe, dass ein zweiter Block das glattbügelt und auf Soll-Brühtemperatur stabilisiert.
    Eine überhitzter Block macht dann vermutlich keinen Sinn.


    Perspektivisch sollte man trotzdem PID gegen ein Vorhersagemodell austauschen und das auch mal überprüfen, wie konstant es wirklich liefert.

    Als simple "mechanisch" Lösung bleibt aber nur das "Nachbrennen" befürchte ich....

    Da muss ich dann auch mal lieb fragen, ob die Clevercoffee Lust haben, mir ne zweite PID laufen zu lassen und auch gleichzeitig die maximale Heizleistung auf 600W oder so zu begrenzen. ich kriege sonst Probleme an der Steckdose, wenn ich bei einer Möglichen finalen Lösung zwei Blöcke für Kaffee und einen für Dampf haben will. 3kW sind zu viel, 2,6kW wären ja so gerade eben noch drin, dass mir nicht die Sicherung fliegt wenn gleichzeitig Wasserkocher oder Mikrowelle in der Küche laufen...
    Ein Dauerlastrpoblem hat man nicht, die Blöcke heizen keine 2 Minuten. Zeitliche verzögerung des Dampfblocks könnte man ansonsten noch machen, aber das rein elektrisch aufzubauen, dafür fehlt mir das know how
     
  18. #118 Dingelding, 27.07.2022
    Dingelding

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    Wenn du den AC Dimmer anschließt und sagst was bei dir passiert, kann ich dir auch einen zweiten Temp PID integrieren. :D
    Da die Amis selbst bei 2kW schon Probleme kriegen, wird das auch kein internationaler Anbieter für den Heimgebrauch so konfigurieren.
    Und kjyv hat den PID ja auch noch Mal moduliert, da kann man jetzt sowas wie eine Grenze setzen, das wäre quasi perfekt für das Projekt. Wobei ich halt beweifle dass du für den Vorwärmer einen PID brauchst. Den würde ich klassisch schalten und den Rest im zweiten mit PID gerade ziehen.
     
  19. cottec

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    Vorwärmer braucht ganz sicher auch nen PID, die thermoschalter haben ungefähr +/-10K
    ich hab dafür aber zwei billige china pid zum testen, da geh ich noch nicht mit clever coffee dran


    Ja, das thema mit dem Dimmer hab ich irgendwie noch nicht weiter getragen, hattest du da schon was flashbares?
    das kommt dann auch in die andere maschine, da hab ich endlich die fitings da um den drucksensor mit reinzuschmeißen
     
  20. Pflunz

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    Wegen den beiden Thermoblöcken musst du dir jetzt grundsätzlich nicht so viel Gedanken machen. 3kW sind absolut machbar. Offiziell sind es ja 16A*230V = 3,7kW Dauerleistung. Die Sicherungsautomaten sind aber von der Auslösecharakteristik so, dass sie auch minutenlang 50% Überlast zulassen.
    Natürlich ist das kein Verkaufsprodukt, aber zum Testen absolut ok. Ich habe das bei mir umschaltbar gemacht. Standarmäßig wird einer favorisiert, und der andere darf nur an gehen wenn der primäre aus ist. Zu Testzwecken kann ich das aber deaktiveren, da ist das dann so dass der eine PID zu Beginn eines Zykluses schaltet, und der andere quasi rückwärts ausrechnen wann er angehen muss. So hat man einen minimalen Überschnitt bei dem hohen Strombedarf und maximal Zusammenhängende Pulse.
    Prinzipiell reicht dir zum Testen vermutlich eine Arduino mit ein paar Zeilen Code und ein SSR zum schalten (und eine Schaltung zum Temperatur messen, kommt drauf an welchen Sensor du hast).
     
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