Gaggia CC Electronica

tldr: Vollelektronische Aufrüstung mit Doppelsensor einer Gaggia CC.

Mit der Computerspiel-Fastenzeit und nachdem ich mich 2 Jahre fast nur mit Holz beschäftigt habe, denke ich, ich kann mich mal wieder einer Espressomaschine zuwenden.

Meine Ausgangssituation eine (etwas gepimpte) Gaggia CC mittelalter Bauart.
Mein Ziel: elektronische Steuerung aller Parameter - so wie hier: https://www.kaffee-netz.de/threads/casa-electronica.93192/

Im Gegensatz zu dort stehe ich hier aber noch am Anfang und möchte versuchen die einzelnen Schritte und die unzähligen Schwierigkeiten zu dokumentieren.

Meine Global-Ziele: stromsparende Maschine mit Schnellaufwärmung und Schnell-Recovery.

Schwierigkeit 1: Kesselschrauben lösen. Die hatte ich zwar vor kurzem (1 Jahr?) offen, aber die sitzen trotzdem bombenfest.




Aktuelle (alte) Umbauten der CC: Billig-PID mit Sensor im Kessel, LED-Beleuchtung, Silvia-Dampflanze, Messing-Duschsieb, separate Steuerung von Pumpe, Magnetventil und Dampf.

 

Die kinetische Methode half: Hammerschläge - natürlich erst nach komplettem Zerlegen des Rests.

Grund möglicherweise Undichtigkeit der Dichtung. Auf jeden Fall ist der Bereich über die Maßen eine Kraterlandschaft...



Schwierigkeit 2: Wie und mit welchen Teilen genau soll die Elektronik aussehen.
Schwierigkeit 2a: Meine aktuelle Lösung an der Casa Electronica hat das Problem, dass beim Einschalten auch kurz das Magnetventil schaltet. Da muss ich noch (erfolgreich) das SSR "entprellen".

 

So langsam tauchen die meisten Teile, die ich irgendwo in der Wohnung vermute, wieder auf.
Ich habe sogar einen alten Testaufbau gefunden.

(Wie immer bei 230V gilt: zu Hause nicht nachmachen! Das ist zu gefährlich.)

Dem Problem des schaltenden Magnetventils wollte ich jetzt gerade mal außerhalb der Maschine auf den Grund gehen. Mit einem Magnetvenitl einem SSR und mehreren X2-Kondensatoren und Widerständen (für einen "Snubber") zur Auswahl.
Allerdings konnte ich so kein Problem provozieren. Und jetzt weiß ich nicht, ob ich das im weiteren Aufbau ignorieren soll...

Schwierigkeit 3: Temperatursensoren muss ich noch herstellen. Zum Glück habe ich die angebohrten Sechskantschrauben von damals wiedergefunden.

 

Ein kleines Display (1 Zoll) habe ich jetzt bestellt. Dieses zusammen mit zwei kleinen Schaltern anstelle des großen CC-Schalterblocks stelle ich mir recht hübsch vor.

Außerdem habe ich jetzt mal wieder den Platinen-Editor angeworfen.
Ich weiß noch, dass das vor 18 Monaten eine größere Herausforderung war, da überhaupt irgendetwas hinzubekommen.
Heute war ich dann auch wieder vom Dauer-biing (Fehlergeräusch) begleitet, habe aber den alten Plan immerhin aufgeräumt bzw. aufs nötigste reduziert - insbesondere habe ich einen Anschluss für einen Flowmeter, Reserveanschlüsse und Snubber entfernt.

Schwierigkeit 4: Wieder einen ordentlichen Schaltplan erstellen - vor allem die Platine selbst. Diesmal sehr platzsparend/eng.
Schwierigkeit 4a: Welchen Lautsprecher ich diesmal verwenden soll. (Und wo meine alten Test-Lautsprecher von damals sind.)



Ich finde es erstaunlich, wieviele Anschlüsse am Arduino für so eine einfache Aufgabe belegt sind.

 

Ganz eng ist die Schaltung jetzt nicht geworden mit 9x6cm. Aber es gibt in der CC ja keine wirkliche Enge (für kleine Sachen).
Ich habe mich noch davon überzeugt zumindest die Löcher und Leitungen für den Anschluss eines Flowmeters zu integrieren.
Ansonsten einfach und direkt: 3 Relais, eines davon für die Heizung, 2 Temperatursensoren, 2 Schalter mit insgesamt 6 Positionen, Display, Beleuchtung und Lautsprecher.

Schwierigkeit 5: Für die Front will ich kleine Kippschalter verwenden. So dass diese und das Display in die Aussparung für den bisherigen Schalterblock passen. Allerdings suche ich nicht die normalen, sondern minimal größere (und stabilere), die ich damals nach langer Suche gefunden habe - jetzt aber bisher nicht wieder...

Sensorherstellung - Hauptdarsteller hinten in der Mitte, die Schraube.

 

Masse ist bis jetzt nirgendwo angschlossen. Das gibt noch eine "Ground plane". Da man aber danach nichts mehr am Schaltplan ändern kann, habe ich das noch nicht eingezeichnet.

Was tun diese?

 

Hier hat sich endlich wieder was getan, nachdem die Bestellung der Platine jetzt doch 3 Wochen gedauert hat.

Bestückt ist sie schon fast vollständig und besteht erste Funktionstests (Spannungsversorgung an verschiedenen Stellen ok: Arduino und LED-Streifen bekmmen Strom.)

(Der Trafo hat schon 2 Jahre Dienst gesehen und sieht deswegen etwas verratzt aus.)

Jetzt fehlt eigentlich nur noch:

• Alle Schwachstromverkabelungen (Schalter anschließen etc.)
• Starkstromverkabelungen in der Maschine
  
• Programmierung abschließen
• Montageplatte herstellen, um die Platine in die Maschine zu schrauben
  
• Feintuning in Maschine eingebaut
• Unvorhergesehenes

 

Es gab bis jetzt noch nichts!

Hier noch ohne Starkstromverkabelung:


Daraus sollte sich doch was basteln lassen!?

 

Fertig. Nach nur 4 Feintuning-Iterationen gestern und heute und ohne echte Probleme.

Folgende Features verwirklicht diese Maschine jetzt:

• Betriebsbereit - voll durchgewärmt - nach ca. 7 Minuten
• Durch einen Sensor im Kessel und einen in der Basis hat man danach zu jeder Zeit volle Temperaturkontrolle
• Besonders der im Kessel ermöglicht der Elektronik beinahe sofortige Reaktionen - z. B. auch Nachheizen im Dampfbetrieb
• Enorm energiesparend: ca. 30-40 Wattstunden für einen einzelnen Espresso von kalt aus; zum Vergleich meine ECM Casa mit ähnlicher Steuerung aber 4x so großem Kesselvolumen braucht hierzu 110 Wh
• Übliche Goodies: Audio-Infos über "erstes mal heiß", "noch an", "schalte bald ab"
• Shot-Timer
• Separate Steuerung von Magnetventil und Pumpe, dadurch zum Beispiel "Kesselnachfüllen nach Dampf" problemlos möglich
• Anzeige aller aktuellen Live-Daten gleichzeitig; z. B. auch was genau das PID aktuell treibt

Was noch fehlt:

• Flow-Meter
• Falls das präzise möglich ist, könnte man damit problemlos einen Dauerbezug bei konstanter Temperatur erreichen
• Oder auch so Gimmicks wie automatischer Stop bei fehlender Wasserzufuhr - man könnte hier sogar den Bezug nur stoppen (Pumpe aus) und müsste ihn nichtmal abbrechen...

Was schlecht ist:

• Mini-Display mit langer Updatezeit; das beeinträchtigt das PID und die Audio-Ausgabe leicht
• Die kleinen Schalter sind doch arg "wackelig"

 

Recht überschaubar: 60 Euro vielleicht?
(wenn du eine meiner übrigen Platinen nimmst. )

Wobei da auch viel Kleinzeug/Werkzeug reinfloss, dass ich halt schon haben: wie zum Beispiel ein passende Crimpzange für die 230V-Kabelschuhe (auch 10-200 Euro; meine 15).

 

Heute sind die ersten Verluste zu verzeichnen: das Display ist wohl den Hitzetod (?) gestorben. Es ist zwar ca. 5 cm vom Kessel entfernt, aber halt innerhalb des Gehäuses...

Da habe ich überlegt, ob die Maschine mehr (kleine) Tonsignale abgeben soll - als schnelle Lösung.