Projekt: Selbstbau Temperaturanzeige für Saeco Aroma (und andere)

AW: Projekt: Selbstbau Temperaturanzeige für Saeco Aroma (und andere)

Also wenn du da was selbst bauen willst, dann empfehle ich dir (ein paar Elektronikkenntnisse vorausgesetzt) eine PID mit einem ATmega8 oder ATmega16 Mikrocontroller zu basteln. Temperaturfühler gibt es verschiedene die geeigent sind: Beispielsweise der MAX6633(Maxim) I2C-Bus oder der DS1820(Dallas) 1-Wire Bus. Die größte Äktschn ist eigentlich der Entwurf des Boards. Die Programmierung ist ziemlich schnell passiert.
Ich plane demnächst nochmal ein Redisign von meiner Regelung (gegenwärtig mit ATmega169p in SMD Technik) bei der ich das ganze etwas abspecken und nur noch ATmega8 oder Tiny verwenden will. Falls du interesse hast, dann kann ich dir da ein Platinchen mitbestellen. Ich kann es auch programmieren.
Das Tuning der PID hängt allerdings mit der Regelantwort deines Heizsystems zusammen und das müsstest du dann selbst besorgen. Meine Platine ist für die FrancisFrancisX1 gedacht und ersetzt dort das kleine Termostatboard. Dementsprechend hat es auch die gleiche Größe: 8mal4 cm. Falls Interesse besteht, mein Projekt ist auf Espressomaschine FrancisFrancis X1 PID Temperaturregelung - Diy-Community - Das Beamer-Bau Forum nebst Schaltplan eingestellt.

Beste Grüße, Christoph

 

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@christoph

Das ist eine echt heiße Sache! Sehr fein!
Und mit was hast du das Teil programmiert? Bzw wo hast du den Code her?

Muss mir des mal durchüberlegen, für ne Steckplatine wird wahrscheinlich zu kompliziert sein + zu heiß werden...

lg!

 

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@gunnar, @kaffeefett,

Meine PID fällt beim Bezug auch so etwa um 5°C . Heizt aber sehr schnell wieder auf die Ausgangstemperatur hoch.

@bluebean,

Das Teil habe ich in C programmiert, mit avr-gcc compiliert und mit dem Amadeus PIC Prommer über die ISP Schnittstelle draufgespielt.
AVR-Studio und Amadeus sind übrigens for free erhältlich.
Habe jetzt auch die ersten Praxiserfahrungen mit dem Temperatursensor machen müssen. Der MAX6633 ist zwar laut Datenblatt bis 150°C spezifiziert und misst auch die Temperatur in diesem Bereich. Leider scheint er den Betrieb über 85°C nicht besonders lange durchzuhalten. Meiner hat schon Fehlfunktionen.
Ich hab noch mal einen Schwung Samples von MAXIM bestellt, mal sehen ob die länger leben.
Andernfalls muss ich mich nach einem anderen Sensor umsehen.

 

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Richtig spezifiziert ist der Sensor nur bis 125°C, aber das müsste ausreichen. Im interessanten Bereich (>85°C) ist die Messgenauigkeit allerdings leider nur noch +/- 2,5°C, aber die Wiederholgenauigkeit müsste besser sein. Könnte das Problem vielleicht durch mechanischen Stress durch die Art der Befestigung des Sensors verursacht sein (ich konnte kein Bild der Sensor-Platine finden)? Wie äußern sich denn die Fehlfunktionen?

Es gibt als Alternative viele einfache Schaltungen (1 OP) für den Anschluss eines PT100-Sensors wobei der Vorteil in erster Linie im robusteren (und evtl. einfacher zu befestigenden) Sensor liegt. Bei passender Vorverstärkung ist dann der ADC des Atmel ausreichend. Für den Anschluss eines Thermoelements gibt es auch fertige ICs inkl. Kaltstellenkompensation (+/- 2,5°C) mit Digitalausgang.

 

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@boing: Mechanischer Stress würde ich mal ausschließen. Der Sensor hat ja gut funktioniert... für drei Tage halt.
Der Fehler äußert sich so: Er lässt sich noch initialisieren, lässt sich einmal auslesen und dann ist Feierabend. Kein auslesen mehr möglich, auch nach wiederholter Initialisierung.
Bei Maxim bin ich dann auch auf die Angabe gestoßen, dass der 6633 wohl doch nur bis 85°C Operating Temperature geeignet ist.
2,5°C im interessanten Bereich absolut stimmt schon, wichtig ist allerdings, dass der Chip Tendenzen erkennt (Temperatur sinkt, oder steigt) damit die PID Regelung reagieren kann. Ich muss sagen das funktioniert sehr gut.
Ich merke es v.a. daran, dass beim Bezug nahezu sofort die Heizung anspringt.
Ich poste heut Abend dann nochmal Bilder von meiner Montage.
Ich hab noch nen DS1631 rumliegen. Den werde ich mal testen. Laut Maxim hat der Operating Temp bis +125°C.

 

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hey christoph!
find ich echt cool dass du des reinstellst,
mich würd no interessieren ob du du den code von "PID without a PHD" genommen oder was du modifiziert hast...

vielleicht magst ja einen neuen thread aufmachen?
DIY-PID oda so ;-)
halt für die kaffee-netz spezifischen dinge die auf der DIY community net so drin sin...

 

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@bluebean: Klar kann ich gerne machen. Ich bin grade noch dabei einen anderen Temperatursensor (ds1631) anzuschließen. Wenn das läuft mach ich einen neuen Thread auf.
Der Code für die Regelung ist im Wesentlichen der von PID without a PHD, wobei da ein oder zwei Fehler drin waren, die ich korrigiert habe.
Die Parameter (P,I und D Anteil) hab ich dann im Betrieb der Maschine getunt, da man dafür ja sonst die Regelantwort des Systems kennen müsste.
Wie im Artikel beschrieben funzt das tunen sehr einfach. Das kann wirklich absolut jeder der den Artikel gelesen hat.

 

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Ok cool
das elektronische Zeugs kommt für mich aber sowieso erst in frage bis ich die Zusammenhänge raushab:
also Temperaturgefälle vom Heizungsbereich zum Kesselwasser zur Brühgruppe zum Brühwasser etc...
sprich weiß was eine gemessene Temperatur am Kessel wirklich bedeutet.

Mit manuell die Heizung während dem Bezug schalten komm ich zumindest schon mal auf ne konstante Kesseltemperatur...

habt ihr PID jünger eure Brühtemperaturen eigentlich auch gemessen?
Mich würde der ausgleichende Effekt der Brühgruppe interessieren. :roll:
(bei mir ne gaggia cc)

greetz

 

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Die statischen Zusammenhänge (Kesseltemperatur, Brühwasser, ...) mit PID (oder irgend einer anderen präzisen Temperaturregelung...) sind ungefähr die gleichen wie mit einem elektromechanischen Thermostat. Der größte Vorteil ist das Entfallen der starken zeitlichen Schwankungen durch die große Hysterese und die dadurch verbesserte Reproduzierbarkeit.

 

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Stimmt!

dh:
Nach einer gewissen Zeit liegt bei einer konstanten Kesseltemperatur (über längere zeit) wieder ein statischer Fall vor. (mit bekanntem Temperaturgefälle ...)

Der Ansatz gefällt mir. ;-)

Dann müsste man nur um den Bezugsbegin herum so die heizung schalten, dass das nachkommende wasser aufgewärmt wird, so wie ich das jetzt auch schon mache.

Aber das mit einem mikrocontroller zu machen wäre schon die verdammte Upperclass :lol:

cheers!

 

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@bluebean: Genau das hab ich auch vor. Ich hab mir am WE eine kleine Platine mit Relais gebastelt, an die die Anschlüsse vom Pumpenschalter drankommen.
Meine Idee dabei ist, dass kurz vor dem Bezug die Heizung auf Volldampf geschalten wird. Temperatur am Brühkopf messen ist auch ne gute Idee.
Das könnte ich mit einem zweiten Temperatursensor bewerkstelligen. Gehen ja bis zu 8 ran an den I2C Bus Dann könnte die ideale Kesseltemperatur weiter optimiert werden.

 

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ich seh schon du bist der mann dafür *hehe*

bin gespannt was bei dem ganzen rauskommt,
lustigerweise hab ich vor ein paar tagen die seite entdeckt:

http://www.kaffee-netz.de/grunds-tzliches/15322-pid-mit-microcontroller-zwischenstand-2.html

die wollten mit so was in serie gehn.
und zwar hier:

Products

Is scheinbar nix geworden aba trotzdem... ;-)

 

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Den Thread hab ich schon gelesen. Geile Sache. Hat mir sehr gut gefallen. Ist auch irgendwie eine professionellere Platine.
Ich denke das aus den erwähnten Gründen: 230V, Haftungsgeschichten usw. nix draus geworden ist. Allerdings bin ich mir gar nicht so sicher, ob das mit der Haftung auch für Bausätze gilt. Naja trotzdem wahrscheinlich aus Zeitmangel gestorben das Projekt.
Einen Webshop hatten die ja schon aufgesetzt.

 

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Soooo, nachdem ich mich jetzt einige Tage mit dem DS1631 rumgequält habe und es irgendwie nicht so richtig laufen wollte, hab ich jetzt den Fehler gefunden: Der Pullup vom I2C Bus hatte nen Kurzen. Allerdings anscheinend kein vollständiger KS, weil es ja ab und an noch geklappt hat mit dem temp auslesen. Voll bescheuert. Jetzt läuft es dafür wieder und d.h. ich werd dann mal heut Abend nachdem alles zusammen gebaut ist noch einen neuen Thread zum Thema Selbstbau einer PID-Regelung für die FrancisX1 starten.

 

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Hört sich gut an, wobei des Francis X1 im Titel kannst denk ich weglassen, oder ist die Francis ganz anders aufgebaut als die andren kleinen Einkreiser?
Weil dann kann dort jeder seine Erfahrungen mit Selbstbau maschinenunabhängig reinposten...

War der Kurze eigentlich des Problem mitm Temperatursensor?
lg

 

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Nein, der Temperatursensor war eigentlich wohl noch in Ordnung. Ich weis auch nicht warum es dann plötzlich nicht mehr ging. Hatte wohl was mit der Wärmeausdehnung der Platine zu tun, dass der Pullup vom I2C dann eben nach Masse kurzgeschlossen war. Es war an der Stelle sehr eng. Der Fehler ist jetzt zum Glück behoben.

 

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@christoph63 das mit dem Vorzeitigen einschalten der Heizung ist nicht schlecht doof ist nur das du eigentlich die Flussrate brauchtest um zu wissen wann du sie einschaltest bzw. wie lange du sie nachlaufen lässt ist beim Einer und Zweier unterschiedlich. Denke nicht das man das wirklich genau steuern kann.(Störgrößenaufschaltung) Ein größerer Brühkopf oder noch besser eine Kaskadenreglung bringen sicherlich viel mehr.
Gunnar

 

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Für den AVR wäre es überhaupt kein Problem ein Flow-Meter auszuwerten und die gezählten Pulse per experimentell exmitteltem Faktor in Heizenergie umzurechnen und diese nach dem Regler auf den Stellwert zu addieren, aber Low-Cost ist das dann nicht mehr ganz (ca. 40€ zusätzlich). Wenn man dem AVR manuell einen kleinen Tipp gibt;-) (Auswahl 1er oder 2er-Sieb) und die Durchlaufzeiten nicht zu extrem variiert könnte man auch einfach zwei verschiedene Heizleistungsprofile auf die Stellgröße addieren.

 

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Leider beeinflusst die Flussrate nach meinen Tests die Dauer wie lange die Heizung auf volle Leistung muss extrem. Bei Flussschwankungen 20 oder 30 Sek. Bezug sind das schon ein paar Sek. längere Heizzeit. Auffange kann man bestimmt etwas würde mich wohl aber nicht zufrieden stellen.
Gunnar

 

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hab bis jetzt gehofft, dass die brühgruppe diese schwankungen aufnehmen würde?

bzw geben die kleinen schwankungen bei der durchflussrate wirklich einen viel größeren auschlag als die gesamte wassermenge? (die man doch mit wenig aufwand auf 1 oder 2 tassen einstellen könnte)
hm...:roll: