Drucksensor-Einbau in Silvia

Diskutiere Drucksensor-Einbau in Silvia im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; EDIT: Eine andere Lösung mit einem einfacher zu beschaffenden Sensor: Tipp für Anschluss von Drucksensor an Silvia Hier Bilder vom...

  1. #1 faustino, 16.05.2011
    Zuletzt bearbeitet: 07.12.2015
    faustino

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    EDIT: Eine andere Lösung mit einem einfacher zu beschaffenden Sensor: Tipp für Anschluss von Drucksensor an Silvia

    Hier Bilder vom Drucksensor-Einbau in eine Silvia. Der Drucksensor erfüllt zur Zeit keine besondere Aufgabe - ausser Neugier zu befriedigen. Später wird er als Sensor einer Druckregelung zum Einsatz kommen.

    [​IMG]

    Die Zutaten: Diverse Fittings und etwas Teflonband. Bezugsquelle für alles war www.riegler.de (Kosten ca 10 EUR). Ausserdem benötigt man einen geeigneten Drucksensor mit 1/8"- oder 1/4"-Gewinde, z.B. den ratiometrischen 16bar-MLH-Sensor von Honeywell. Bestellnummern ohne Gewähr:
    Code:
    T-Stück             A/I/I Riegler Artikel-No. 254.71
    Winkel              A/A   Riegler Artikel-No. 253.00
    Winkel              A/I   Riegler Artikel-No. 253.15
    Winkel              A/I   Riegler Artikel-No. 253.15
    1/4" Reduzier-Muffe I/I   Riegler Artikel-No. N 252.25
    Teflonband                Riegler Artikel-No. 258.66
    Honeywell-Sensor MLH016BGD14A, Bezugsquelle: sensortechnics.de
    
    Nicht von der 60 Grad-Temperatur-Angabe auf Teflonband-Rollen irritieren lassen. Das ist nicht die zulässige Maximaltemperatur bei Espresso-Druck, sondern die Maximaltemperatur bei Maximaldruck, z.B. bei 25bar.

    [​IMG]
    Der Drucksensor (Kreis) wird neben dem Expansionsventil installiert. Ich weiss noch nicht, ob der Sensor an dieser Stelle auch bei viel Dampfnutzung im zulässigen Temperaturbereich von 125 Grad bleiben wird. Interessiert mich auch nicht, weil ich Dampf nicht brauche. Es kommt kein Kapillarrohr zum Einsatz, um Geld und Platz zu sparen und um den Druck möglichst direkt zu messen. Für die spätere Nutzung muss dann allerdings ein Software-Filter zur Dämpfung eingesetzt werden.

    [​IMG]
    Durch das T-Stück wurde der Flexschlauch verlängert. Da der Schlauch sich nicht kürzen oder in kleinen Radien biegen lässt, stellen zwei Winkelstücke an der Pumpe den Ausgleich her.

    [​IMG]
    Überblick. Ein faustino-Modul zur Auswertung klebt neben der Pumpe an der Wand.​

    [​IMG]
    Diese Messung zeigt den Druckverlauf gegen Blindsieb bei einigen bar Systemdruck bei geschlossenem Expansionsventil. Die Auflösung liegt im Millisekundenbereich. Wie erwartet gibt es alle 20ms einen Druckimpuls, weil die Pumpe mit 50hz schwingt. Der Druck pulsiert mit ca 1bar. Was ich nicht erwartet hatte, war die überlagerte, deutliche Oberschwingung mit ca 200Hz, die man im Diagramm sieht. Die Einheit auf der Y-Achse (Druck) ist der Messwert des Analog-Digial-Wandlers. Umrechung in [bar]: 100 = 0bar ... 920 = 16bar.

    [​IMG]
    Der erste Versuch, den Drucksensor direkt an der Pumpe anzubringen, war ein Irrweg. Die Druckschwankungen waren dort zu gross. Dem Sensor dürften die starken Vibrationen auch nicht gut tun.
     
  2. sr71

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Wird man mit dem faustino-Kit dann bald ein Brühdruck-Anzeige, Pressure-Profiling oder gar über ein Paddle den Druck manuell regeln können?
    Sicher nicht uninteressant, was kosten die Teile?
     
  3. #3 faustino, 17.05.2011
    faustino

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Brühdruckanzeige, Paddle usw. ist nichts neues, das geht schon lange. Allerdings ist es zur Zeit der Benutzer, der die Rückkopplung einbringen muss (d.h. Blick auf das Manometer). So ein Sensor würde die Möglichkeit eröffnen, Druckverläufe direkt in [bar] zu programmmieren. Ob und wann das als Feature in der caffè!-Firmware kommt, weiss ich nicht.
     
  4. sr71

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Vielleicht eine blöde Frage, aber: Warum wird die Temperatur nicht über soeine Konstruktion gemessen, sondern an der Boileraussenseite (zumindest wo ich es gesehen hab).
     
  5. #5 faustino, 17.05.2011
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Wie meinst Du das?
     
  6. sr71

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Wenn man die Temperatur des Wassers direkt messen könnte ohne den Boiler dazwischen wäre es dann nicht exakter als an der Boileraussenseite? Paßt zwar nicht zum Thread - sorry, aber die Frage stellt sich mir halt.
    Man könnte den Messwertaufnehmer für die Wassertemperatur ja auch an so einen Schlauch anbauen? :oops:
    Egal, ich muß mir eh überhaupt den PID erst bestellen, da ich ja leider bei der letzten Board Aktiion zu spät dran war....
    Aber wahrscheinlich breitet sich die Temperatur im Wasser anders als der Druck nicht gleichmäßig aus und es wird schon physikalischen/praktischen Gründe dafür geben.
     
  7. #7 faustino, 18.05.2011
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    > den Messwertaufnehmer für die Wassertemperatur ja auch an so einen Schlauf anbauen?

    Dort nicht, der Schlauch ist die Kaltwasserzufuhr. Man könnte versuchen, einen flexiblen Sensor über ein T-Stück bis in den Boiler einzuführen. Bei Druckmessungen ist der Ort der Messung nicht so wichtig, weil der Druck im System überall - hinreichend - gleich ist.

    > Wenn man die Temperatur des Wassers direkt messen könnte ohne den Boiler dazwischen wäre es dann nicht exakter

    Die Innentemperatur wäre auch nicht die Brühtemperatur und in dem Sinne nicht exakter. PID-Aufgabe ist es, den Boilerinhalt auf Solltemperatur zu halten. Wenn er das schafft, wovon man auch mit Aussensensor ausgehen kann, führt das zu einem recht konstanten Energiezustrom (zwischen Bezügen) und dadurch stellen sich stabile Temperaturgradienten ein, d.h. es ist relativ egal, auf welcher Seite der Wand man misst. Man hat dann nur jeweils einen anderen Offset zur Brühtemperatur an der Gruppe. In dynamischen Situationen wäre ein Innensensor vorteilhaft, da die Verzögerung in der Regelstrecke kleiner wäre.

    Ich hatte erst gedacht, dass Du dich auf die Verwendung des Drucksensor zur Temperaturmessung beziehst, so wie beim Zweikreiser mit einem Pressostaten über den Druck geregelt wird. Aber bei einem Einkreiser-Boiler geht das nicht, der Boiler ist mal kurz offen, mal unter Bezugsdruck, von 0 bar bis Bezugsdruck kommt alles vor.
     
  8. #8 octabeer, 20.05.2011
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    Dämpfung

    Hallo faustino!

    Der Einbau sieht super aus!
    Auch endlich eine Silvia in deinem Besitz? ;-)
    Die Position neben dem Boiler sieht sehr gut aus! Bei mir sorgt der Sensor neben der Pumpe für endgültiges Kuddelmuddel. Ich glaube ich hatte mich damals gegen diese Lösung entschieden, weil der Sensor nur bis 80° geht (wenn ich mich recht erinnere).
    Die Druckschwankungen hatte ich auch. Ich habe einen Hardwarefilter aka Schaumstoff eingebaut. Die Ansprechzeiten sind immernoch sehr gut, die Buckel sind rausgefiltert.

    Hast du zufälligerweise Vergleichmessungen zischen den Druckwerten direkt hinter der Pumpe und hinter dem Boiler bei gleicher Pumpenleistung? Es ist natürlich auch ein echtes Luxusproblem, aber es gab ja einige Diskussionen zu Druckverlust durch den Durchflusswiderstand der Rohre/Boiler usw.

    Es ist interessant mal die Druckbewegung der Ulka in ms aufgelöst zu sehen. Ich weiß gar nicht, ob ich das bei mir hätte so einstellen können?
    Kannst du erklären, was die Oberschwingung bedeutet? Warum hattest du geglättete Werte bei konstantem Durchfluss gegen das Überdruckventil erwartet? Oder sind das nur technische Erwartungen am Rande?
    Jetzt bräuchten wir nur noch die Druckwellen einer Rota zum Vergleich :shock:

    Eine Regelung des Drucks würde möglicherweise eine gewisse Kompensation für schlampiges Tampern oder Schwankungen der Luftfeuchtigkeit bringen. Die Preinfusion wird unter einem bestimmten Wert gehalten und ein schlecht getampter Puck nicht zerschossen. Auch bei (noch) nicht richtig eingestelltem Mahlgrad könnte so etwas den Shot noch in vertretbare Bahnen lenken. Aber vorallem für das Paddel wäre es super, weil man dann den Druck in bar linear auf den Weg des Paddles verteilen kann.

    Wenn ich endlich eine Küche eingebaut bekomme, mache ich auch mal mit meinen Experimenten weiter. ;-)

    @Sr71: Ich will meine Silvia mit einer alten Blende für die Brühgruppe ausrüsten und drüber dauerhaft ein Paddel installieren. Zur Zeit habe ich keine Zeit für die Planung, aber die Spendersilvia steht schon hier...
    Druckwerte festzulegen geht tatsächlich problemlos, bei mir ist das Überdruckventil zu und der Druck über auf 8,5 bar eingestellt. Alles rund in der Tasse =)..

    Beste Grüße aus dem Land der Gelbfüßler
    octa
     
  9. #9 faustino, 20.05.2011
    Zuletzt bearbeitet: 07.12.2015
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Hallo,

    Sorry, nein.

    Dafür habe ich eine Firmware geschrieben, die die ADC-Werte des Sensor-Anschlusses sammelt und im Block von ein paar tausend Werten an die serielle Schnittstelle sendet (was etwas länger dauert, so dass man immer nur einen winzigen Ausschnitt der Bezugskurve am PC ansehen kann). Die Werte kann man mit dem capture-Feature in RealTerm mitschneiden, in OpenOffice Calc einfügen und in ein Diagramm umwandeln. Wenn Du die Firmware haben möchtest, schicke ich sie per email.

    Von einem Gummistöpsel mit Feder, falls das Ventil so aufgebaut ist, hätte ich etwas Dämpfung erwartet. Anderseits hört man öfter von singenden Expansionsventilen.

    A propos Paddle, hier eine Idee dazu: ein 128mm-Schiebepoti von Alps, vorne oder an der Seite unter der Maschine.

    [​IMG]
     
  10. #10 gvegidy, 21.05.2011
    gvegidy

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Hallo,

    interessante Sache mit dem Drucksensor, wieder ein Parameter mehr der sich digital messen und regeln lässt :)

    Nur mal interessehalber: was hast Du für Deinen Drucksensor bezahlt? Auf der Webseite von sensortechnics konnte ich da so keinen Preis sehen. Ich hatte vor einiger Zeit mal nach ähnlichen Sensoren gesucht aber nur welche für 300 EUR aufwärts gefunden. Das war mir dann zuviel.

    Gruß,

    Gerd
     
  11. #11 faustino, 21.05.2011
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    Der Sensor hat ca 85 EUR gekostet, ich schätze das war zzgl. MWSt (habe ich nicht mehr im Kopf, vor Jahren gekauft). Damals war der Sensor dort einzeln erhältlich. Man kann bei der Honeywell MLH-Serie Druckanschluss, elektrischen Anschluss, Messprinzip und Druckbereich frei kombinieren, daraus ergeben sich unendlich viele Möglichkeiten. Ich schätze, dass die on-demand gefertigt werden. Zumindest verlangen sensortechnics und andere zur Zeit eine Mindestabnahme von 25 Stk. Bei einem US-Distributor ist der 25er-Preis ca 75$.
     
  12. #12 gvegidy, 21.05.2011
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Danke für die schnelle Antwort. Der Preis ist eigentlich ok.

    Das wird natürlich ein Problem. Da müssten wir wohl eine Kaffee-Netz Sammelbestellung organisieren um die 25 zusammenzubekommen.

    Gruß,

    Gerd
     
  13. #13 faustino, 25.05.2011
    Zuletzt bearbeitet: 07.12.2015
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    Hier ist eine Messkurve mit Softwarefilter. Wie man sieht kann man auf physikalische Dämpfung mit Kapillarrohr verzichten:

    [​IMG]

    Der Brühdruck im Boiler wird nach dem Bezug bei der Silvia anscheinend kaum abgebaut (die schwarze Kurve sackt beim Abschalten der Pumpe, d.h. am Ende des roten Balkens, nicht ab). Der kurze Umschaltvorgang des Magnetventils baut allenfalls einige bar ab, oft gar nichts. Es bleiben meistens 7-8 bar auf dem Boiler. Dadurch explodiert beim nächsten Bezug, sobald das Ventil wieder öffnet, Wasser in das Sieb. Das dürfte wenig vorteilhaft sein. Vieleicht sollte die Firmware das Magnetventil nach dem Bezug ein paar mal klackern lassen, um den Restdruck abzubauen.
     
  14. sr71

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Macht das Magnetventil nicht den Weg von der Brühgruppe zum Überlauf auf?
    Den es zieht ja das Wasser vom Siebträger, weshalb man ja Rückspülen kann.
    Abe rich kenn mich jetzt nicht so gut aus...
     
  15. #15 faustino, 25.05.2011
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Das Ventil trennt nach dem Bezug die Verbindung vom Boiler zum Siebträger, d.h. es verschliesst den Boiler. Ohne Ventil würde es aus der Maschine dampfen. Da in diesem Moment Brühdruck im Boiler herrscht, bleibt es im Boiler nach dem Bezug mehr oder weniger dabei.

    Gleichzeitig öffnet das Ventil den unteren Druckbereich (vom Ventil bis zum Puck) zum Ablaufrohr in die Tropfschale. Der in diesem Bereich herrschende Druck wird abgebaut, dabei fliesst etwas Wasser heraus. Dank dieser Druckentlastung kann man den Siebträger sofort öffnen, ohne dass einem die Brühe mit Überdruck entgegenspritzt.

    Im Umschaltmoment kann anscheinend etwas Druck im Boiler über das Ventil abgebaut werden. Wenn man es öfter ein- und ausschaltet, könnte man den gesamten Überdruck im Boiler abbauen. Das würde sich, wenn die Firmware das macht, nicht schön anhören, aber dafür würde zu Beginn des nächsten Bezugs kein 8bar-Wasserschwall mehr in das Sieb explodieren.
     
  16. #16 octabeer, 25.05.2011
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    Kessel-Überdruck

    Hallo faustino!


    Auf das Phänomen war ich auch schon gestoßen, es bleiben bei mir aber eher so um die 4 bar bestehen (ich prüfe das nochmal), das heißt dass mein Messpunkt entweder deutlich andere Druckwerte aufnimmt (was schlecht wäre) oder das Magnetventil in deiner Silvia Baureihe ist einfach nur etwas schneller.

    Das feature das per Software direkt mit zu machen, finde ich eine gute Idee. Behelfsweise kann man auch einfach den Dampfknauf öffnen und statt entlüften einfach "entdrucken" ;-)...

    Viele Grüße
    octa
     
  17. sek

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    Hallo,

    Kurze Frage dazu: ist das nicht normal und bei allen derartigen Maschinen (mit Vibrationspumpe) so?

    Selbst mein Zweikreiser (Ulka EX5) hält nach dem Bezug 9,5bar im Wärmetauscher (lt. Brührdruckmanometer), sehr langsam fallend.

    Eine kurze "Entladung" beim nächsten (Leer-) Bezug gibt's eigentlich immer, allerdings sind das nur Sekundenbruchteile.

    Grüße,
    Sebastian.
     
  18. #18 faustino, 25.05.2011
    faustino

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    Wird wohl meistens so sein, aber ich kannte das bisher nicht nicht. Die Gaggia Coffee hatte kurze nach dem Bezug 0 bar auf dem Boiler. Ein kleines Ventil auf dem Boiler hat den Druck nach dem Bezug entlastet.
     
  19. #19 gunnar0815, 25.05.2011
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    gunnar0815 Mitglied

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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    @faustino willst du nicht noch mal eine R-Pumpe dazu vermessen.
    Das wäre doch wirklich mal spannend ob da auch so starke Druckimpulse vorliegen.
    Die können doch nicht gut sein.
    Hast du mal bei einem Bezug gemessen. Das könnte auch ausgleichend auswirken.

    Gunnar
     
  20. #20 octabeer, 25.05.2011
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    AW: Drucksensor-Einbau in Silvia

    @gunnar:

    Meine Bezüge gegen einen Puck sahen bei den Druckmesswerten genauso zyklisch aus, wie bei Leerbezug oder gegen das Blindsieb. Was wir hier sehen sind ja Schwankungen die ein Sensor im Millisekundenbereich auflösen kann (Schwingung mit der Netzfrequenz), aber ob der Espressopuck das "merkt"? Man muss ja etwas haben, das physikalisch schwingend aufgehängt ist, wie die Membran zur Messung, oder sehr leicht oder lose. Aber das Espressopulver ist doch festgedrückt und hat Masse?
    Oder anders: schwingt das Wasser oder setzen sich hier nur Druckpulse durch das Wasser fort? Kraft - keine Kraft - Kraft - keine Kraft, das breitet sich in Wasser mit Schallgeschwindigkeit aus, aber dürfte das als Wasserstrom nicht nur ein minimals vibrieren sein, das mal etwas stärker mal etwas schwächer ist?

    octa
     
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