Mazzer SJ: Arduino Waage

Diskutiere Mazzer SJ: Arduino Waage im Mühlen Forum im Bereich Maschinen und Technik; Hallo an alle begeisterten Arduino Bastler! Ich habe heute einige Stunden investiert und meine Idee, die SJ über eine Waage zu steuern,...

  1. mamu

    mamu Mitglied

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    Hallo an alle begeisterten Arduino Bastler!

    Ich habe heute einige Stunden investiert und meine Idee, die SJ über eine Waage zu steuern, vorangetrieben. Ich will einfach wissen, ob es nicht doch möglich ist, die gewünschte physikalische Größe, sprich Masse, direkt einzugeben. Der Umweg über die Zeit für die Größe ist mMn nur ein Hilfsweg. Der Vorteile wäre, dass man immer die für ein Sieb benötigte Masse unabhängig vom Malgrad bekommen würde. Gerade für das Brühratenverfahren und in Kombination mit der Brewista fände ich das sehr spannend.

    Ausgangssituation ist die Timer Variante aus dem "Mazzer SJ: Arduino Timer mit OLED" Thread.
    Geändert wurde nun folgendes:
    • Wäagezelle bei eBay-Händler bestellt.
    • HX711 bei eBay-Händler bestellt und auf 80SPS angepasst
    • Versuchsaufbau, auf dem der Siebträgerhalter abgelegt werden kann und der die Waage bildet
    • Code so angepasst, dass nun als Zielgröße das gewünschte Gewicht in Gramm eingegeben werden kann
    Und so sieht der unschwer als Versuchsaufbau zu erkennende "Apparat" aus:



    Was mich noch umtreibt: Ich hätte gerne eine Genauigkeit von +/-0,2g, bekomme aber manchmal noch Abweichungen von 0,5g, obwohl ich schon eine arithmetische Mittelwertbildung zur Glättung betreibe. Aber die Zelle mit dem HX711 liefert mir immer wieder mal "Messfehler", die jenseits des tatsächlichen Wertes liegen.
    Habt ihr da noch Ideen, die man für ein entsprechend schnell reaktives System verfolgen sollte?
     
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  2. J.Z

    J.Z Mitglied

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    Moin,
    schönes Projekt.

    Ich bin auch schon am vorbeiten eines SJ-Mahlgutwaagenaufbaus. Leider sind bei mir noch einige Teile aus China unterwegs.
    u.a. der HX711-Wandler. Sobald die Teile da sind werde ich mich hier mit einklinken.
     
  3. mamu

    mamu Mitglied

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    Das wäre klasse! Dann hoffe ich mal, dass die Teile schnell kommen.
    Hinweis: kontrolliere gleich, wie dein HX711 bzgl der Samplingfrequenz konfiguriert ist.
     
  4. aelex

    aelex Mitglied

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    Kennst du das Projekt von Decentespresso? Die haben die bluetoothschnittstelle der Acaia Waage abgegriffen und wiegen damit. Ein relativ genaues Gewicht bekommen sie hin, indem sie zweimal mahlen. Einmal wird das gewünschte Gewicht zu ca. 90% gemahlen, danach wird nochmal nachgemahlen um auf 100% zu kommen. Vielleicht probierst du diesen zweiteiligen Mahlvorgang auch mal bei dir aus?!
     
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  5. #5 mamu, 01.11.2015
    Zuletzt bearbeitet: 01.11.2015
    mamu

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    Hi @aelex!
    Nein, das Projekt kannte ich bisher nicht.
    Die Idee finde ich interessant und werde sie ausprobieren, wenn ich mir wieder Billigbohnen besorgt habe. Habe dabei aber folgende "Bedenken": Wenn ich stoppe und dann wieder anfahre, dann kommt ja erst einmal eine etwas größere Menge aus dem Schacht bevor der "kontinuierliche Fluss" an Mehl einsetzt.
    Was ich bei decentexpresso gefunden habe: "Im schlimmsten Fall liegen die maximalen Abweichungen bei beiden Versionen bei 0.3 Gramm"
     
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  6. mamu

    mamu Mitglied

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    Also ich komme hier aktuelle nicht wirklich weiter :-(
    Entweder liegt es am Versuchsaufbau (Holz das leicht federt?) oder an den eingesetzten Teilen, wie HX711 (inzwischen sogar geschirmt) und der Waagezelle.
    Aber die Messwerte bei einer Samplingfrequenz von 74 SPS und einer gleitenden Mittelwertbildung aus 5 Werten liefert z.B. folgende Messwerte für einen Zielwert von 7g (Werte in Zehntelgramm; * bedeutet Motor ist an, SJ schafft max. 2,5g/s):
    0*
    0*
    0*
    1*
    2*
    2*
    6*
    7*
    7*
    10*
    10*
    7*
    10*
    9*
    7*
    8*
    10*
    8*
    11*
    15*
    15*
    17*
    19*
    19*
    22*
    25*
    22*
    25*
    25*
    25*
    30*
    32*
    32*
    34*
    36*
    32*
    37*
    39*
    40*
    42*
    44*
    42*
    44*
    45*
    45*
    48*
    47*
    48*
    51*
    51*
    52*
    55*
    53*
    54*
    55*
    52*
    56*
    57*
    56*
    58*
    59*
    58*
    61*
    61*
    63*
    68*
    68*
    71*
    74
    77
    79
    83
    83
    84
    82
    79
    79
    77
    76
    76
    76
    75
    75
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    77
    77
    77
    77
    77


    Man sieht, dass es deutlich hin und her geht.
    Auch ist keine Konstanz im Überschwingen oder dergleichen zu sehen :-(
     
  7. #7 rebell250, 06.11.2015
    rebell250

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    denke das problem liegt an der fallhöhe des kaffemehls. wenn da mal ein klumpen 15 cm vom auswurfschacht runter fällt, der nur 0,1 gramm hat, hat der unten angekommen eine kraft von 0,15 x 0,1 x 9,81 also 0,146 newton ( im kopf....) also würde deine waage ca 0,14 gramm anzeigen, also 40% zu viel....
    wenn du bei 60 sps den mittelwert über 5 frames bildest und die jolly mit ca 2,4 g/s mahlt, hättest du ideal eine gewichtszunahme von 0,04 gramm pro frame und 0,2 gramm pro mittelwert.
    wird nur ein frame mit 40% höher gemessen als er ist, kommst du schon auf 0,22 gramm, bist also immernoch 10% zu hoch.... soviel zu meiner theorie was während des mahlens schief laufen könnte. würde auch erklären warum der wert am schluss auch wieder sinkt...

    wenn die mühle stoppt tut sie das nicht aprupt, es fällt also noch kaffemehl nach, wodurch sich auch die spitze nach dem abschalten des motors erklären lassen würde...

    hast du schon mal über eine art "tiefpassfilter" nachgedacht, der werte die unerwartet hoch bzw niedrig sind ignoriert? oder eine pd regelung?

    ich hoffe es war nicht zu verwirrend....
     
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  8. #8 rebell250, 07.11.2015
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    oh noch ein nachschub:
    verwendest du ein spannungsstabiles netzteil? bei kleinsten abweichungen der eingangsspannung wird ja das ausgangssignal verfälscht...
     
  9. mamu

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    @rebell250 : Vielen Dank für die Tipps. Das mit dem Tiefpass habe ich auch ausprobiert, half aber auch nicht. Als Netzteil nutze ich ein einfaches Handy-Netzteil und gehe über den Spannungsregler des Arduino, der mit sehr konstante Werte liefert. Den Rest, auch bzgl. Filterkondensatoren etc. übernimmt dankenswerter Weise die kleine Platine des HX711. die Fallhöhe oder das nicht sofortige Stoppen des Mehlauswürfe beim Beenden des Mahlvorgangs sind mit dem geänderten Code kein Thema mehr und bedürfen keinerlei Korrekturen.

    Aber: Heute habe ich eine andere Variante des Codes ausprobiert und ich bin sehr zufrieden. Ich liege so bei +/-0,2g. Sowohl bei 7g als auch bei 17g Zielwert und das bei meinem Versuchsaufbau in Holz. Die starken Schwankungen kamen durch einen Fehler in meinem Code, der aus Ausgabe auf dem OLED nicht berücksichtig und somit nur alle 45ms gemessen hat.
    Jetzt muss ich mich erstmal etwas freuen und dann geht es mit andere Themen weiter (Kalibrierung über Menü etc.).
     
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  10. Piezo

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    Hallo mamu,
    hast Du schon wieder weiter gemacht. Finde dieses Projekt sehr spannend !
     
  11. mamu

    mamu Mitglied

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    Hallo @Piezo!
    Ja habe ich. Nur leider hänge ich zZ am Thema Gehäuse/Anbau der Wiegezelle an die Mühle. Meine 1. Lösung hat mir nicht gefallen und war nicht praktisch.
     
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  12. #12 Sonic-Master, 01.12.2015
    Sonic-Master

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    das heisst, dass es technisch funktioniert? Das wäre ja cool :D
     
  13. mamu

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    Ja, mein Holzmodell (siehe oben) hat für meine Ansprüche sehr gute Ergebnisse geliefert. Ich möchte jedoch erst noch eine Versuchs- und Messreihe mit einer praktikablen Lösung machen, um mir auch sicher zu sein.
     
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  14. #14 DIYCoffee, 01.12.2015
    DIYCoffee

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    @mamu Schaut alles echt vielversprechend aus! Bin schon gespannt, wann es weiter geht und ich meine Super Jolly auch umrüsten kann. ;)

    DIYCoffee
     
  15. #15 Mad Maz, 02.12.2015
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    Alle sagten : Das geht nicht. Dann kam einer, der wusst das nicht und hat's gemacht. :D

    Sehr spannendes Projekt!
     
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  16. mamu

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    Abwarten! Am Holzmodell war es für mich sehr gut. Aber das war halt nicht praktisch.
    Dass es geht, haben nun fast alle großen Profil-Hersteller auf der HOST bewiesen (siehe auch Neues von Mazzer).
    Ich bin noch etwas zurückhaltend, da ich bisher keine für mich fertige Lösung mit einer Messreihe habe.
     
  17. #17 bjoerne, 02.12.2015
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    Wiegst du den gesamten Siebträger mit und ziehst ihn dann als Offset ab oder hast du eine Art Wippe, bei der fast nur das Gewicht des Kaffeepulvers auf die Wage wirkt? Hab nur eine kleine Wägezelle, welche wohl mit dem kompletten Gewicht etwas zu sehr belastet wird.
     
  18. mamu

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    Habe ein 2kg Wägezelle und mache vor Beginn des Mahlens ein Tara.
     
  19. #19 Es-Presso, 02.12.2015
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    Hallo,
    ich finde das Project super spannend und würde mich gerne anschließen, habe aber mit einem Arduino leider noch nie etwas zutun gehabt und auch vom programmieren allgemein leider kaum Kenntnisse, würde mich aber gerne mal daran versuchen.

    Ich habe auch eine Super Jolly, sodass ja vielleicht meine Überlegungen zum anbringen der Wägezelle(n) hilfreich sind:
    Hier hatte ich mir vorgestellt, dass man von dem Siebträgerhalter die Rückwand, die mit dem Gehäuse verschraubt wird abschneidet und dann recht uns links von unten an die Träger die Wägezellen anschraubt. Die jeweils andere Seite der Wägezellen könnten entweder direkt waagrecht mit dem Gehäuse verschraubt werden oder über eine art Adapter der am Gehäuse befestigt ist. Ich habe bis jetzt leider nur Wägezellen in der Dimension 55 x 12,7 x 12,7 mm gefunden (1kg Wägezelle), die Stege der Siebträgerhalter sind allerdings nur 11 mm breit, sodass die Wägezelle 1,7mm überstehen.

    Außerdem bin ich mir nicht sicher, ob du mit Tara eine Kalibrierung meinst? Falls nicht, wäre das bestimmt sehr Sinnvoll für die Messgenauigkeit.
    Beim Kalibrieren wird ja durch zwei Messwerte eine gerade gelegt, auch wenn die Realität zwischen diesen zwei Messwerten bestimmt nicht linear ist. Deshalb sollte beim Kalibrieren der erste Messwert der leere Siebträger sein und der zweit Messwert der Siebträger plus 20g sein.
    Für zwei Wägezellen müsste dann noch der Mittelwert o.ä. gebildet werden.

    Ich hoffe das euch meine Überlegungen weiterhelfen und ich nicht nur schon bekanntes geschrieben habe.
     
  20. mamu

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    @Es-Presso: Vielen Dank für deine Hinweise!
    Zur Befestigung:
    Ich möchte die an meiner SJ bereits vorhandene Siebträgergabel der Mini wieder verwenden. Die Original Gabel der SJ eignet sich nicht, da man auf diese keinen Siebträger ablegen kann. Aber die von dir angegeben direkte Befestigung am Gehäuse der SJ ist genau mein Plan. Dafür habe ich nun ein U-Profil und einen L-Winkel bestellt (leider noch nicht da). Mit deren Hilfe möchte ich die Zelle an die Mühle schrauben und die Gabel an die Zelle.

    Zur Kalibrierung:
    Dies ist bei den Waagen die ich kenne anders vorgesehen und auch wie folgt im Code vorgesehen: Modus Kalibrierung gibt an, dass ein 500g Gewicht aufgelegt werden soll. Dessen Messwert dient danach als Basis. Ich habe mich für 500g entschieden (wie auch bei der Brewista Smart Scale), da ein Siebträger plus 20g ca. 500g ergeben. Es findet keine Kalibrierung über 2 Messpunkte statt. Ist meiner Erfahrung nach aber auch nicht notwendig, da sowohl die Genauigkeit, als auch die Auslösung für diesen Zweck erstaunlich gut sind.
     
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