DIY Flow-Mod

Diskutiere DIY Flow-Mod im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; klarstellen, dass es keinen "PID 1kW"alles klar kann aber trotzdem praktisch nur auf eine Situation eingestellt werden, Stillstand oder bestimmter...

  1. #101 Cappu_Tom, 21.04.2019
    Cappu_Tom

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    alles klar
    Stillstand ist jetzt ein extremes Beispiel, da kann man nötigenfalls mit umschaltbaren Parametern arbeiten. Grundsätzlich aber geht die Regleroptimierung zumindest abschnittsweise immer von angenähert linearem Verhalten einer Regelstrecke aus. Das ist aber nur eingeschränkt möglich - die Natur ist selten linear ;)
    Ist dann die Folge davon, wenn gröbere Nichtlinearitäten außer Acht gelassen werden.

    Um die "Fuzzy Control" Technologie ist es in den letzten Jahren ja wieder ruhig geworden.
    Vielleicht gräbt die ja jemand wieder aus für den Kaffeemaschinenbereich und mit Potential in Sachen Alleinstellungsmerkmal ?

    Wie las ich gerade in einem anderen Forum:
    Not satisfied, we now want all that and miracles too.
    (Robusto)
     
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  2. Cafillo

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    Der Ascaso TB hat einen simplen NTC Thermofühler drauf für das PID.
    Die Lelit PL 91T hat auch einen NTC-Fühler. Boiler-Maschine. Da kann man sogar noch paar Werte P, I und D verstellen. Sollte man auch, weil von Werk aus wirklich miserabel eingestellt. Nach optimieren funktioniert die toll - aber der Wasserwall bei MV aktivieren bleibt.

    Ich habe die DIY PID-Mods auch vor Jahren adacta gelegt. Meine damalige Silvia lief extrem temperaturstabil und läuft immer noch.
    Meines Erachtens ist das Problem überall recht ähnlich und eigentlich einfach. Aber nicht einfach zu lösen.
    Problem ist, dass der Thermofühler "irgendwo" sitzt. Oft auch, dass er Kalt Wasser misst (am Boiler Eingang) und deshalb überschwingt.

    Die Ascaso liefert 50ml Heisswasser recht stabil. So stabil, dass ich mir keine Gedanken über FF Werte etc. mache. Bei dem Preis der Maschine eh nicht.

    Viel wichtiger ist mir, dass es kein Boiler ist (aus genannten Nachteilen), alles Edelstahl (Wasserbereich), 58mm und kompakt.
     
  3. Cafillo

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    Noch was zu PID.
    Wendelboe sagts in einem älteren Video ganz treffend.
    Es gibt keine Maschine die 100% temperaturstabil ist. Irgendwo, je nachdem wo man misst, gibts immer eine Abweichung.

    Viel wichtiger ist, dass es reproduzierbar ist.
     
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  4. #104 Dale B. Cooper, 21.04.2019
    Dale B. Cooper

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    Glaub, dass ein Espressomaschinenkessel jetzt nicht so das komplexest zu regelnde Bauteil ist. Mit ff und händisch angepassten PID-Parametern kommt man schon sehr weit. Vor allem, wenn man den Volumenstrom in den Kessel so genau wie möglich kennt und die Strömungsmechanik im Kessel einem keine Probleme bereitet. Jedenfalls hat das für mich zufriedenstellend an ner alten DC-Gruppe funktioniert. :) Wenn man dann noch ein Startprogramm hat, ist man schon sehr weit vorne.

    Beste Grüße,
    Dale.
     
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  5. Cafillo

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    Zur DE. Da war ich zur Prototypenzeit in Kontakt mit John, weil ich fast eine gekauft hätte. Ich weiss nicht mehr alles auswendig.

    Zwei Vibras. Eine für heisses und eine für kaltes Wasser. Temperatur wird in der BG gemessen und entsprechend geregelt (von beiden Vibras).
    Genauso der Druck. Der wird durch stetiges starten/stoppen der Vibras erzeugt. Sogenannte Schwingungspaketsteuerung soweit ich mich noch richtig erinnere.
    Die Flowsteuereung weiss ich nicht mehr, wie DE das macht... Ableitung einer anderen Grösse oder Flow sensor (?).
    Jedenfalls sehr ausgeklügelte Maschine.

    Bloss keine manuelle Flowsteuerung, weshalb ich die bis Dato noch nicht gekauft habe. Soll ja kommen in der V1.3.
     
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  6. furkist

    furkist Mitglied

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    ..das ist interessant ! Als ich den ersten Mod in meine Maschine einbaute, war dies der "Schrankschalter", der einfach die Pumpe aus/eingeschaltet hat - das Magnetventil blieb dabei unbehelligt.
    Und da hab ich auch mal "gemorst", und da hab ich gesehen, daß man damit den Druck beeinflussen kann.
    Man kennt das ja vom Thermoblock: da wird für Dampfbezug ja auch nur ganz kurz "gemorst", der Pumpe macht sowas also nix aus.

    So wäre die Alternative zum Steuern der Pumpe via Dimmer:

    Steuern der Pumpe mit variablem Zeittakt. Sowas ließe sich recht einfach mit dem Timer NE555 realisieren, man kann dann die Intervalle entsprechend einstellen, über Potentiometer. Allerdings ist diese "Steuerung" dann auch , wie der Dimmer, ohne Messglied - also ohne Druck- oder Flowmesser.

    Macht sowas Sinn ?
     
  7. #107 Cappu_Tom, 21.04.2019
    Cappu_Tom

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    Richtig. Wenn man bedenkt, wie bei den älteren Maschinen durch entsprechendes (großzügiges) thermisches Design Jahrzehnte lang mit einem Hg Thermostat das Auslangen gefunden wurde, so ziehe ich noch heute den Hut vor den damaligen Konstrukteuren. :)
    Gut, die Anforderungen waren weitgehend auf Gastro fokusiert, was manches vereinfacht.
     
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  8. furkist

    furkist Mitglied

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    Um mal wieder was zum Thema zu sagen:

    Heute habe ich das Potentiometer des Dimmers beschriftet. Zuvor hab ich - im Leerlauf - die Fördermenge gemessen: grob, mit Sekundenzeiger (10 sec Bezug) und Küchenwaage.

    Und: die Skala entspricht in etwa den ml pro Sekunde. Damit kann man in etwa den Regelbereich des Dimmers und die Reaktion der Pumpe sehen - zumindest im Leerlauf. Das Poti lässt sich noch etwas über die 8 hinaus (hinunter) schieben. Das ändert aber nichts mehr in der Förderrate - und auch nichts am Druck - mit Blindsieb getestet. Der Druck wird ja durch das OPV auf ca 10 bar begrenzt.

    IMG_0965.JPG
     
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  9. Cafillo

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    Ich antworte im öffentlichen Bereich. Auch wenn die Fragen persönlich kamen:
    1) Nein, ich biete keinen Umbau an
    2) Ja, von mir aus könnt ihr das nachbauen. Ich befürworte Open-Source. Und man darf es auch besser machen.
     
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  10. Cafillo

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    Fangen wir zuerst bei der Pumpe an.
    Wieso ist die Pumpe relevant?

    Der Mod funktioniert so, dass man - zumindest bei PI - mit dem Ventil auf der Kennline der Pumpe herum-surft.
    Das OPV grenzt "oben" die Kennlinie ab..
    Wichtig ist demzufolge einerseits eine möglichst lineare Kennlinie. Andererseits eine Kennline, die kleinen Flow bringt.
    (Das war Kurztheorie)

    Mit der originalen ARS CP smart 15 funktioniert es auch. Auch mit einer ULKA CP5.
    Die besten Resultate hatte ich mit der Fluid-O-Tech.

    Dazu müssen die Aufnahmen etwas versetzt werden, weil sie länger baut wie die ARS. Zudem braucht sie eine Diode (ausser man verwendet den passen Stecker mit integrierter Diode).
    Achtung: Berührt die Pumpe das Gehäuse wirds laut! Die Vibrationen gehen aufs Gehäuse über.

    [​IMG]
     
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  11. Cafillo

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    Noch zu...

    PI: Sobald die Luft oberhalb des Pucks langsam rausgedrückt ist, der Puck selber mit Wasser gesätigt, so steigt der Druck an. Das sieht man gut am Manometer.

    Bezug: Der Widerstand wird dann - u.a. gegeben durch Mahlgrad, Flow-Speed etc. - vom Puck übernommen. Dder Druck über dem Ventil nimmt ab. Da wirkt das Ventil von der Bedienung her wie ein Pressure-Profiler. Der Druck über dem Puck kann manuell reguliert werden (natürlich im begrenzen Bereich, wie oben beschrieben)

    Bezugsmitte/-Ende: Je nach Mahlgut (unimodal/bimodal) und Mahlgrad und PI (!) nimmt der Puckwiderstand bei Bezug ab.
    Bei Bimodal ist der Druckverlauf wie bei einem Handhebler (leicht abfallen). Bei unimodal... sehr unterschiedlich... meist bricht der Druck schlagartig zusammen.
    > Mit dem Ventil kann man hier manuell gegensteuern. Entweder Druck abnehmend oder dann optisch Flow-Kontrollierend.
    >> Der Regler ist der Bediener! Immer und zu jeder Zeit.


    Wichtig:
    . Das Ventil wirkt immer limitierend auf den Flow! Der Leerlauf-Flow ist der max. Flow.
    . Die max. Bezugsdauer bei der Ascaso ist 120s. Spätestens dann öffnet das Magnetventil (el. abgeriegelt). So lange Shots braucht man eigentlich nicht.



    (das war Wiederholung für einige Kenner - für Beginners hoffentlich kompakt-informativ)
     
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  12. #112 Cafillo, 29.04.2019
    Zuletzt bearbeitet: 29.04.2019
    Cafillo

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    Das Proportionalventil sitzt zwischen OPV und TB.
    Entsprechend braucht es Fittings dazu.

    Bürkert Proportionales Magnetventil, 24V 1/8"
    TYP: 238930

    > Bitte Datenblatt beachten


    [​IMG]



    Das Ventil ist "lose" in der Maschine. Hat es Berührung mit dem Gehäuse, so verstärkt sich die PWM-Frequenz enorm.
    Hier die gepolsterte Einbettung:

    [​IMG]
     
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  13. Cafillo

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    Für die Ansteuerung des Ventils braucht es eine PWM Ansteuerungselektronik.
    Ich habe die von Bürkert selbst eingesetzt.
    Typ 8605-C-KL-E-F-00-Q-A

    Die Elektronik will mit 24V gespeist werden:
    Dazu habe ich ein 15W Schaltnetzteil von PULS verwendet. Mehr braucht es nicht an Grösse/Leistung.
    Das Ding sitzt bei der Dream unten im Maschinenfuss (sieht man nigens auf den Bilder).
    Wenn ich den Hauptschalter auf der Front kippe, schaltet das Netzteil ein und das Ventil fängt hörbar mit der PWM-Frequenz an zu pfeifen.


    Mit einem Poti (glaub 2.2K) und einem entsprechenden Vorwiderstand generiere ich die 10V Eingangsspannung für die Elektronik. Ich nutze ebenfalls die 24V vom Schaltnetzteil.
    0..10V = 0..100% Öffnung
    Ich habe die Skalierung so gelassen. Obwohl ich unter 40% keine PI mache - aber das Pfeifen unter 40% ist angenehmer.

    [​IMG]
     
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  14. Cafillo

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    Leider hat sich mal die Elektronik der Dream PID verabschiedet.
    Magic-Roul vom Ascaso Support war enorm hilfsbereit.Letztendlich konnte er mir aber nicht wirklich helfen.


    Nach Begutachtung der Elektronik der Ascaso und bisschen Messtechnik habe ich bemerkt, dass eine Induktivität defekt war. Das L hilft gegen el. Störungen.
    Nach dem L folgt ein handelsüblicher AC/DC-Wandler. Im Web finden sich auch entsprechende Datenblätter dazu.
    Ich habe dann die dort empfohlene Schutzbeschaltung auf der Ascaso-Elektronik ergänzt. Seither hatte ich nie wieder einen Ausfall.

    Anstelle der defekten Induktivität sitzt nun wieder eine Induktivität (4.7mH 0.23A) und seriell beschaltet dazu ein NTC-Widerstand (5Ohm).
    Diese Schutzbeschaltung ist natürlich nicht zwingend. Aber wenn ihr schon am Löten seit... kostet ca. 1..2€.


    [​IMG]


    [​IMG]

    [​IMG]
     
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  15. furkist

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    Danke, @Cafillo , für den Bericht und die Bilder. Hab ich das so ichtig verstanden: erst kommt die Pumpe, dann das OVP, dann das Ventil und zuletzt der TB - (oder Boiler, bei anderer Maschine). Das heißt: wenn du das Ventil "zudrehst", geht der überschüssige Druck durch das OVP raus.

    Man könnte wohl sagen, der Mod geht in Richtung pressure profiling.
    Während es beim "Dimmer-Mod" eher in Richtung flow profiling geht.

    So ganz eindeutig lässt sich das meiner Meinung nach eh nicht voneinander abgrenzen, weil flow und pressure ja irendwie zusammenhängen ...

    Interessant wäre es, die beiden "Ergebnisse" mal zu vergleichen. Ob da viel Unterschied ist ? Da bräuchten wir dann einen "Sommelier" ...
     
  16. Cafillo

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    Ja


    Nein. Definitiv nein. Und zum sicher stellen: N-E-I-N

    Im Prinzip ist es wie ein Wasserhahn. Da stellst direkt nur den Durchsatz ein - nichts anderes. Druck ist in diesem Fall eine Folge von Flow, nicht umgekehrt.
     
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  17. #117 Dale B. Cooper, 29.04.2019
    Dale B. Cooper

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    Ist für die PI auch der mit Abstand beste Ansatz! :)
    Super Doku.

    Das mit der Spule ist ja erheiternd, warum auch immer deine so viel größer aussieht. Für mehr Strom geeignet, nehme ich an? :)
     
  18. #118 sokrates618, 29.04.2019
    sokrates618

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    In eine elektrische Analogie übersetzt verstehe ich das so, dass der Druck einer Spannung, der Flow einem Strom und der Widerstand des Puck in Reihe mit Strömungswiderständen von Düsen oder auch einem Ventil einem Widerstand entspricht und somit das "Ohmsche Gesetz" angewendet werden könnte. Dumm ist hierbei nur, dass sich der Widerstand des Puck in Abhängigkeit von der PI und des zeitlichen Durchfluss verändert.
    Ein "pressure" oder "flow"-profiling kann somit nur über eine Regelung erfolgen, die die Widerstandsänderung durch Messung des Druck oder Durchfluss berücksichtigt und entsprechend gegenregelt. Dies kann natürlich auch eine händische Bedienung unter Zuhilfenahme eines Messinstrumentes (z.B.Manometer) sein. Sensortechnisch dürfte eine Druckmessung jedoch einer Durchflussmessung überlegen sein.
    Gruß, Götz
     
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  19. Cafillo

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    Wie erwähnt, habe ich mich an der Designempfehlung des AC/DC-Modulherstellers orientiert.
    Mit anderen Worten: Die originale Beschaltung ist nicht gemäss Vorgabe des ursprünglichen Herstellers. Das ist auch nichts aussergewöhnliches oder schlimmes. Die werden ihre Gründe haben und geben ja auch entsprechend Garantie.
    Den Roul habe ich darüber informiert - er hat es positiv aufgenommen und hoffentlich intern weitergegeben.
     
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  20. #120 Dale B. Cooper, 29.04.2019
    Dale B. Cooper

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    @sokrates618 Der Clou beim Ohmschen Gesetzt ist ja, dass Strom und Spannung proportional sind, das ist bei Druck und Fluss halt nicht der Fall. Ansonsten ist das in der Tat analog. Und ja - Drucksensoren in hoher Güte und digital kosten vergleichsweise wirklich wenig und sind richtig schnell. Das geht bei Flow-Messern so alles leider nicht. Hab auch schon mal über zwei Manometer mit nem Referenz-"Widerstand" nachgedacht.

    @Cafillo: Hohe Temp. und dann noch sportliche Auslegung für Ströme lassen die Bauteile i.d.R nicht gerade länger leben. :) Cool, dass du da so einen guten Draht hin hast. Ascaso ist mit seinen Maschinen auch eine der wirklich sympathischesten Hersteller geworden.
     
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