Hilfe beim Code einer Bediensoftware für Espressomaschine

Liebe Leute,

ich hab eine etwas dreiste Bitte. Ich arbeite gerade an dem Umbau einer günstigen Thermoblock-Maschine aus China (CRM3605). Ich habe mittlerweile eine Bediensoftware für die Maschine geschrieben, nachdem ich die Knopfverschaltung inklusive LED-Beleuchtung des Bedienpanels dank @Pflunz verstanden hatte. Die Software kann die vier Knöpfe (Power, Coffee, Water, Steam) und das Steemwheel digital auslesen und führt dann gewünschte Funktionen durch. Thermoblock und Pumpe werden über AC Dimmer Module von RobotDyn geregelt. In dem Thermoblock ist ein NTC, der auch ausgelesen wird und mit dessen Hilfe via PID eine IDLE Temp von 97 Grad eingestellt ist. Im Brühmodus geht die dann auf 105 Grad. Im Brühmodus geht die Pumpe auf 30% Leistung und dann kann man während des Brühvorgangs mit Hilfe der Water- und Steamknöpfe die Pumpenleistung in 10er Schritten hoch und runterregeln. Mit Hilfe des eigenbauten Manometers sollte so eine Preinfusion und Pressure Profiling umgesetzt werden. Ich möchte nächste Woche die Platine mit dem ESP32 und den Modulen und Relays für die 3-Wege- und Wasserventile in die Maschine bauen anstelle der Platine des Herstellers. Da ich relativ unerfahren im Programmieren bin, würde ich mich freuen, wenn vielleicht einige von euch mal über den Code schauen, damit ich nicht irgendeinen Unsinn fabriziert habe und da irgendwas nach hinten losgeht. Ich würde mich über Kommentare freuen.

Vielen Dank für eure Hilfe im Voraus!

Lieben Gruß,

Johannes

 

Code:

#include <Arduino.h>
#include <dimmable_light_linearized.h>
#include <driver/rtc_io.h>
#include <Thermistor.h>
#include <NTC_Thermistor.h>
#include <PID_v1.h>


#define SENSOR_PIN             34 //AnalogPIN
#define REFERENCE_RESISTANCE   4700
#define NOMINAL_RESISTANCE     100000
#define NOMINAL_TEMPERATURE    25
#define B_VALUE                3950
#define STM32_ANALOG_RESOLUTION 4095

Thermistor* thermistor;

const int numOfInputs = 5;
const int inputPins[numOfInputs] = {4,16,17,5,9};
const int syncPin = 7;
const int ThreeWayValvePin = 6;
const int WaterValvePin = 8;


DimmableLightLinearized Pump(0);
DimmableLightLinearized Thermoblock(2);

int PowerButtonState = 0;
int CoffeeButtonState = 0;
int WaterButtonState = 0;
int SteamButtonState = 0;
int SteamWheelState = 0;
int PumpPower = 30;
int PumpPulseState = LOW;
int inputState[numOfInputs];
int lastInputState[numOfInputs] = {LOW,LOW,LOW,LOW, LOW};
bool inputFlags[numOfInputs] = {LOW,LOW,LOW,LOW, LOW};

long lastDebounceTime[numOfInputs] = {0,0,0,0,0};
long debounceDelay = 50;
unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 500;

//PID
//Define Variables we'll be connecting to
double Setpoint, Input, Output;
//Specify the links and initial tuning parameters
double Kp=68, Ki=1.2, Kd=100;
PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, Kp, Ki, Kd, DIRECT);


//declare functions

void setInputFlags();
void resolveInputFlags();
void printString();
void updateLEDState(int input);
void resolveOutputs();
void PowerButtonOn();
void PowerButtonOff();
void CoffeeButtonOn();
void CoffeeButtonOff();
void WaterButtonOn();
void WaterButtonOff();
void SteamButtonOn();
void SteamButtonOff();
void SteamWheelOn();
void SteamWheelOff();
void ReadNTCTemp();

void setup() {
  for(int i = 0; i < numOfInputs; i++) {
    pinMode(inputPins[i], INPUT_PULLDOWN);
  }
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ThreeWayValvePin, OUTPUT);
  pinMode(WaterValvePin, OUTPUT);
  digitalWrite(ThreeWayValvePin, LOW);
  digitalWrite(WaterValvePin, LOW);

  thermistor = new NTC_Thermistor(
    SENSOR_PIN,
    REFERENCE_RESISTANCE,
    NOMINAL_RESISTANCE,
    NOMINAL_TEMPERATURE,
    B_VALUE,
    STM32_ANALOG_RESOLUTION
    );
    

  //PID
  //initialize the variables we're linked to
  Input = 0;
  Setpoint = 0;

  //turn the PID on
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);

  DimmableLightLinearized::setSyncPin(syncPin);
  // VERY IMPORTANT: Call this method to start internal light routine
  DimmableLightLinearized::begin();
 
  rtc_gpio_pulldown_en((gpio_num_t)GPIO_NUM_4);
  esp_sleep_enable_ext0_wakeup((gpio_num_t)GPIO_NUM_4, RISING);
}

void loop() {
  ReadNTCTemp();
  setInputFlags();
  resolveInputFlags();
  resolveOutputs();
  printString();
}

void setInputFlags() {
  for(int i = 0; i < numOfInputs; i++) {
    pinMode(inputPins[i], INPUT_PULLDOWN);
    delayMicroseconds(20);
    int reading = digitalRead(inputPins[i]);
    if (reading != lastInputState[i]) {
      lastDebounceTime[i] = millis();
    }
    if ((millis() - lastDebounceTime[i]) > debounceDelay) {
      if (reading != inputState[i]) {
        inputState[i] = reading;
        if (inputState[i] == LOW) {
          inputFlags[i] = HIGH;
        }
      }
    }
    lastInputState[i] = reading;
  }
}

void resolveInputFlags() {
  for(int i = 0; i < numOfInputs; i++) {
    if(inputFlags[i] == HIGH) {
      // Input Toggle Logic
      updateLEDState(i);
      inputFlags[i] = LOW;
    }
  }
}

void printString() {
      Serial.print("Thermoblock Temperature: ");
      Serial.println(Input);
      Serial.print("PowerButton: ");
      Serial.println(PowerButtonState);
      Serial.print("Coffeebutton: ");
      Serial.println(CoffeeButtonState);
      Serial.print("WaterButton: ");
      Serial.println(WaterButtonState);
      Serial.print("SteamButton: ");
      Serial.println(SteamButtonState);
      Serial.print("Steamwheel: ");
      Serial.println(SteamWheelState);
}

void updateLEDState(int input) {
  // input 0 = State 0 and 1, PowerButton
  if(input == 0) {
    if(PowerButtonState == 0) {
      PowerButtonState = 1;
    }
    else{
      PowerButtonState = 0;
    }
    }
  // input 1 = State 0 and 1, Coffee utton
  else if(input == 1) {
    if(CoffeeButtonState == 0 && WaterButtonState == 0 && SteamButtonState == 0) {
      CoffeeButtonState = 1;
    }
    else{
      CoffeeButtonState = 0;
    }
  }
  //WaterButton
  else if(input == 2) {
    if(WaterButtonState == 0 && CoffeeButtonState == 0 && SteamButtonState == 0) {
      WaterButtonState = 1;
    }
    if(WaterButtonState == 0 && CoffeeButtonState == 1 && SteamButtonState == 0) {
      while(PumpPower<100){
        PumpPower = PumpPower + 10;
      }
    }
    else{
      WaterButtonState = 0;
    }
  }
  //SteamButton
  else if(input == 3) {
    if(SteamButtonState == 0 && CoffeeButtonState == 0 && WaterButtonState == 0) {
      SteamButtonState = 1;
    }
    if(SteamButtonState == 0 && CoffeeButtonState == 1 && WaterButtonState == 0) {
      while(PumpPower>30){
        PumpPower = PumpPower - 10;
      }
    }
    else{
      SteamButtonState = 0;
    }
  }
  //SteamWheel
  else if(input == 4) {
    if(SteamWheelState == 0 && SteamButtonState == 1 && CoffeeButtonState == 0 && WaterButtonState == 0) {
      SteamWheelState = 1;
    }
    else{
      SteamWheelState = 0;
    }
  }
}

void resolveOutputs() {
  switch (PowerButtonState) {
    case 0: //set ESP32 to deep-sleep, machine off
      PowerButtonOff();
      break;
    case 1: //ESP32 awake, machine on
      PowerButtonOn();
      break;
    default:
    break;
  }
  switch (CoffeeButtonState) {
    case 0: //end coffee shot
      CoffeeButtonOff();
      break;
    case 1: //start coffee shot
      CoffeeButtonOn();
      break;
    default:
    break;
  }
  switch (WaterButtonState) {
    case 0: //deactivate Hotwater Tap
      WaterButtonOff();
      break;
    case 1: //activate Hotwater Tap
      WaterButtonOn();
      break;
    default:
    break;
  }
  switch (SteamButtonState) {
    case 0: //deactivate steaming mode
      SteamButtonOff();
      break;
    case 1: //activate steaming mode
      SteamButtonOn();
      break;
    default:
    break;
  }
  switch (SteamWheelState) {
    case 0: //deactivate steaming mode
      SteamWheelOff();
      break;
    case 1: //activate steaming mode
      SteamWheelOn();
      break;
    default:
    break;
  }
}
void PowerButtonOn(){ //should be executed permanently after waking ESP32 from sleep
  pinMode(inputPins[0], OUTPUT);
  digitalWrite(inputPins[0], HIGH);
  if(SteamWheelState == 0 && SteamButtonState == 0 && CoffeeButtonState == 0 && WaterButtonState == 0){
  Setpoint = 97;
  myPID.Compute();
  Thermoblock.setBrightness(Output);
  Pump.setBrightness(0);
  }
}
void PowerButtonOff(){//should set ESP32 into deep-sleep
  pinMode(inputPins[0], INPUT_PULLDOWN);
  Pump.setBrightness(0);
  Thermoblock.setBrightness(0);
  digitalWrite(ThreeWayValvePin, LOW);
  digitalWrite(WaterValvePin, LOW);
  esp_deep_sleep_start(); //sleep until switch pressed
}
void CoffeeButtonOn(){// Heat to coffee temperature and start pump
  pinMode(inputPins[1], OUTPUT);
  digitalWrite(inputPins[1], HIGH);
  digitalWrite(ThreeWayValvePin, HIGH);
  Setpoint = 105;
  myPID.Compute();
  Thermoblock.setBrightness(Output);
  Pump.setBrightness(PumpPower);
}
void CoffeeButtonOff(){//Stop pump and heat to IDLE Temperature
  pinMode(inputPins[1], INPUT_PULLDOWN);
  PumpPower = 30;
  digitalWrite(ThreeWayValvePin, LOW);
}
void WaterButtonOn(){//Heat to coffee temperature and start pump
  pinMode(inputPins[2], OUTPUT);
  digitalWrite(inputPins[2], HIGH);
  digitalWrite(WaterValvePin, HIGH);
  Setpoint = 97;
  myPID.Compute();
  Thermoblock.setBrightness(Output);
  Pump.setBrightness(100);
}
void WaterButtonOff(){//Stop pump and heat to IDLE temperature
  pinMode(inputPins[2], INPUT_PULLDOWN);
  digitalWrite(WaterValvePin, LOW);
}
void SteamButtonOn(){ //heat to Steam temperature
  pinMode(inputPins[3], OUTPUT);
  digitalWrite(inputPins[3], HIGH);
  Setpoint = 140;
  myPID.Compute();
  Thermoblock.setBrightness(Output);
}
void SteamButtonOff(){//heat to IDLE temperature
  pinMode(inputPins[3], INPUT_PULLDOWN);
}
void SteamWheelOn(){ //Pump pulsing 1hz code on (0,5s Pump.setBrightness(95)+0,5s Pump.setBrightness(0))
unsigned long currentMillis = millis();
if(currentMillis - previousMillis >= interval) {
  previousMillis = currentMillis;
  if(PumpPulseState == LOW) {
    PumpPulseState = HIGH;
    Pump.setBrightness(100);
  }
  else {
    PumpPulseState = LOW;
    Pump.setBrightness(0);
  }
}

}
void SteamWheelOff(){// Pump pulsing code off
}
void ReadNTCTemp(){ //read temperature for PID
  const double NTCTemp = thermistor->readCelsius();
  Input = NTCTemp;
}

 

Ich würde mich wirklich sehr freuen, wenn mir jemand helfen kann.

 

Hm, dann probier ich es einfach mal aus. Wird schon schiefgehen.

 

Danke für die Info. Dann werde ich das lieber mit einem SSR für den Thermoblock realisieren. Kannst Du mir eines empfehlen?

 

Ich hab noch eine Frage, vielleicht können mir ja ein paar Leute helfen (@Pflunz , @faustino):

Kann ich anstelle eines SSRs vielleicht doch ein AC-Dimmermodul mit Zero-crossing circuit nutzen, um den Thermoblock zwischen den Zuständen 0 und 100 Prozent hin und her zu schalten?Also kein wirkliches Dimmen sonder nur AN oder AUS?

Dann würde doch theorethisch die Schaltung immer am Nulldurchlauf geschehen, somit auch wenig Abwärme am TRIAC entstehen und eigentlich auch keine Störungen entstehen sollen. Oder sehe ich das alles falsch?

Das AC-Dimmer Modul wäre um einiges kompakter und günstiger als ein SSR mit Kühlkörper.

Siehe hier:

Dimmer module for 16/24A 600V High Load, 1 Channel, 3.3V/5V logic

 

Vielen Dank. Dann werde ich das mal ausprobieren mit einem AC Dimmer.

Welche Dutycycle Time findest Du für einen Thermoblock denn passend? Ich dachte eigentlich an eine Sekunde mit 100ms (10) als Auflösung.