[Vorstellung] Rancilio-Silvia PID-Umbau

Im folgenden Bilder vom Einbau eines Mikrocontroller-Moduls in eine Rancilio Silvia. Auf solchen Modulen kann die caffè!- oder ristretto!-Firmware installiert werden. Die hier gewählte caffè!-Installation ist aufwändiger, da eine Neuverkabelung durchzuführen ist, eröffnet durch die Steuerung der Pumpe aber auch mehr Features.

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Das Ergebnis. Die umgebaute Rancilio unterscheidet sich äußerlich kaum von einer Serien-Maschine. Von vorne erkennt man das neue Paddle zur Drucksteuerung (unten links) sowie den neuen Siebträgerauslauf. Gewonnene Features:

• PID-Temperaturregelung mit spezieller Anpassung an Espressomaschinen: Dampffunktion, programmierbarer Brühtemperaturverlauf, situationsabhängige Konfiguration (bei Ruhe, Bezug, Dampf usw.), Anti-Windup (verbessert Aufheizverhalten) etc.
  
• Hohe Messauflösung mit PT100/PT1000-Sensor (0,02 Grad), hohe Genauigkeit mit TSic-Sensor, Messung im Wasser (Siebträger) mit Thermoelement-Sensor
  
• Druck-, Temperatur- und Volumen-/Durchflussmessung
• Pressure Profiling: Elektronische Pumpenleistungssteuerung für programmierbaren Druckverlauf (z.B. Handheblertypisch), Preinfusion und Paddle
• Dosierprogramme
  
• Spül- und Heizprogramme zum schnellen Aufwärmen der Maschine in 10min statt 25-30min
• Verkalkungs- und Filterüberwachung mit Wasserhärterechner und Filter-Austauschwarnung
• Entkalkungsprogramme für verschiedene Entkalker
• Mühlensteuerung
• Programmierbare Wochentagsschaltzeituhr
• Eco-Programm zum Stromsparen
• Informative Funktionen wie Bezugs-Timer, Shot-Zähler, Energieverbrauchsmessung etc.
  
• Steuerung aller Lampen, z.B. blinkender Power-Schalter beim Aufwärmen
• Verständliche Menüs auf Textdisplay mit autom. Hintergrundbeleuchtung
• PC-Anschluss zur Auswertung aller Messwerte

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Als Paddle wurde ein Schiebpotentiometer mit 100mm Schiebeweg gewählt. Es liess sich mit "TESA Montagetape Extra Strong" einfach installieren. Das Paddle steuert die Leistung der Pumpe oder den Drucksollwert. Wenn es nur geringfügig ausgelenkt wird, öffnet nur das Magnetventil, ohne dass die Pumpe läuft - so kann man eine Preinfusions-Pause machen, ohne dass der Druck zur Abtropfschale entlastet wird.

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Das Display wurde im Deckel eingebaut. Aus den verfügbaren Farbvarianten passt das orange Display gut zu den orangen Rancilio-Schaltern. Das PID-Modul könnte auch ohne Display benutzt werden, da es sämtliche Daten per USB an eine angeschlossenen PC übertragen kann. Ein Ziel beim Umbau war, dass alles rückgängig gemacht werden kann. Deshalb wurde das Display in einen neuen Deckel aus dem Ersatzteilehandel eingebaut. Rancilio-Ersatzteilnummer 32330363, z.B. von espresso perfetto.

Am PC kann man sich neben einem virtuelle LCD für die PID-Menüs alle Messwerte als Kurven anzeigen lassen: Brühdruck, Durchfluss (ml/s), Volumen, Temperatur und Temperaturtrend, Heizleistung, diverse interne PID-Parameter, Modultemperatur und mehr. Dank der grafischen Darstellung ist eine präzise und intuitive PID-Konfiguration möglich.

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Der neue Auslauf liegt weiter vorne und ist oben geschlossen. Dadurch wird die Anzahl der Spritzer, die das Blech der Maschine treffen, reduziert. Besonders nötig ist das beim caffè!-Aufwärmprogramm, das anfangs eine Mischung aus Wasser und Dampf durch die Maschine pumpt. Der Auslauf ist mit 116g fühlbar schwerer (temperaturstabiler?) als der 42g-Originalauslauf. Zur Ausrichtung des Auslaufs wurde eine DIN988-Passscheiben der Größe 17x24 verwendet. Diese Scheiben gibt es von 0,1mm (dreht Auslauf um -27 Grad) über 0,2mm (-54 Grad), 0,3mm (-81 Grad), 0,5mm (-135 Grad) bis 1mm (-269 Grad).

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Der neue Auslauf hat den Abstand zur Tasse reduziert. Es handelt sich um den "AUSLAUF 2-WEGE LANG" vom espressomaschinendoctor.de

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Zur Geräuschreduzierung - und um zu verhindern, dass das Tropfblech beim Trockenwischen auf dem Lack des Maschinenrahmens Spuren hinterlässt - wurden unter dem Tropfblech vier selbstklebende Schwingungsdämpfer-Noppen angebracht, Durchmesser 6mm. Zu kaufen in Baumärkten und bei Kaufland.

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Auch unter der Tropfschale wurden Noppen angebracht.

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Der Auslauf des 3-Wege-Ventils endet normalerweise weit über der Abtropfschale - dadurch können Wassertropfen leicht den lackierten Maschinenrahmen treffen und hinter dem Blech der Maschine langfristig zu Rost führen. Als Abhilfe wurde ein PVC-Schlauchstück mit 20mm Innendurchmesser aus dem Bauhaus über den Auslauf gestülpt. Es handelt sich um preiswerte Rollenware.

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Der Umbau beginnt mit dem Öffnen der Maschine und dem Entfernen aller Kabel, Schalter und Lampen. Die Schalter und Lampen müssen zum Umrüsten von Neon-Lämpchen auf LED ausgebaut werden.

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Im Deckel wird mit einem Proxxon IB/E und einer Trennscheibe ein Loch für das Display geschnitten. Um Kratzer zu vermeiden wird das Blech dick mit Papierklebeband abgeklebt. Die abgebildete Blende ist eine pulverlackierte Sonderanfertigung von schaeffer.de.

(Fortsetzung im nächsten Beitrag)

 

AW: Rancilio-Silvia PID-Umbau

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Der Originalkabelbaum landet in der Schublade. Nur das Netzkabel wird noch benötigt.

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Das Kit enthält diverse Allzweck-FASTON-Kabel. Diese reichen zusammen mit den fest an Solid-State-Relais bzw. Trafo angebrachten Einzeladern aus, um die neue 230V-Verkabelung der Maschine herzustellen.

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Die Schalter werden von 230V-Neon-Lämpchen auf weiße LEDs umgebaut, damit das Mikrocontroller-Modul die Lämpchen steuern kann. Das ist im Falle der Silvia-Schalter dank ähnlicher Abmessungen ohne Werkzeug und Lötkolben möglich: Neon-Lämpchen raus, LED rein.

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Das Modul wird hinter der mittleren Wand der Silvia mit PCB-Klebe-Füssen angeklebt.

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Bei der neuen Verkabelung wurden die 230V-Litzen (links) und die Kleinspannungen (rechts) sauber getrennt - einerseits um die Sicherheit zu erhöhen, anderseits um Störungen durch 230V zu vermeiden.

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Nach der Installation des Tank-Blechs ist von der neuen Elektronik nicht mehr viel zu sehen.

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Das messingfarbene L-Stück an der Pumpe (riegler.de, 253.15) wurde installiert, um einen Kontakt des Druckschlauchs mit dem Blech der Silvia und damit laute Vibrationen zu vermeiden.

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Die Arbeit am Schlauch wurde zum Einbau eines Drucksensors genutzt. Ein T-Stück, ein L-Stück und eine Muffe schaffen einen Installationspunkt für einen Honeywell 16bar-Drucksensor (dieser Sensor ist sehr genau und schnell - kann im ms-Bereich messen). Ein Kapillarrohr ist nicht notwendig, da die notwendige Dämpfung per Software erfolgt.

 

AW: Rancilio-Silvia PID-Umbau

Hier ein paar Bilder vom neuen arturo-Modul in der Rancilio Silvia:

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Das Modul ist geringfügig kleiner als das zuvor eingebaute Modul. Es bietet mehr Features, z.B. drahtlose Bluetooth-Verbindung zum Computer, dimmbare LEDs (Schalter/Backlight), und mehr Sensoranschlüsse.

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Das Anzeigemodul aus dem Kit besteht aus Alu natur. Es ist zum Lackieren vorgesehen, aber ich habe es roh eingebaut. Es passt so einigermaßen zu Edelstahl. Man kann das weiche Alu auch schnell - mit der Bohrmaschine und einer Polierscheibe - zum Chromlook polieren.

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Der Bluetooth-Antennen-Anschluss findet in einem vorhandenen Chassis-Loch Platz. Die Antenne kann man, wenn sie klein genug ist, direkt unter der Silvia anschrauben: dort gibt es einen großen Hohlraum.

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Ein oranges Display (hier schwarz-auf-orange, am Anfang des Threads orange-auf-schwarz).

 

> habe gelesen, dass auch ein Mühlentimer integriert ist, wie funktioniert das?

Man baut ein Solid-State-Relais in die Mühle ein und verbindet dessen 5V-Seite und den Mahltaster der Mühle mit arturo. Anschlussplan im caffè!-Installations-pdf unter "Grinder wiring example". Dann kann man durch ein-/zweimaliges Antippen des Mühlentasters mit dem Siebträger die eingestellte Zeit mahlen lassen. Die Mahlzeit kann man im Menü eingeben oder durch Halten des Tasters der Mühle über die gewünschte Mahlzeit programmieren.

> Auf dem aktuellen Display gibt es ja sechs Hardwaretasten, sind die frei belegbar?

Unter caffè! sind zwei der Taster grundsätzlich frei programmierbar (Tasten 1, 2). Die anderen haben im Menü die Funktionen OK, Cancel, Rauf und Runter. Außerhalb von Menüs sind einige programmierbar (rauf, runter), andere fest belegt.

Zusätzlich kann man weitere Taster an freie Kontakteingänge des Moduls anschließen und mit Funktionen belegen, z.B. ein Dosiertastenfeld. Die Anzahl freier Eingänge hängt von der Platinenrevision ab, z.Zt. 4.

> gibt es auch eine Art app für iPad/iPhone?

Es gibt keine iOS- oder Android-Apps. Für MacOS gibt es experimentelle, ungetestete Software. Offiziell gibt es nur Windows-Software. Falls jemand eine iOS-App entwickeln will, was nicht schwierig wäre, hier Informationen zum verwendeten Protokoll (Seriell über Bluetooth).

 

Mit OLED-Display statt LCD-Display:

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Das Display sollte eigentlich auf die rechte Seite, aber ich habe beim Anzeichnen auf der Rückseite vergessen, die Koordinaten zu spiegeln.-