Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Hallo!

Wenn ich ein paar regelnde Fäden in die Runde werfen darf:

Zunächst hatte ich hier: http://www.kaffee-netz.de/grunds-tz...-infusion-und-kaltes-fluten-5.html#post522356 extra ein Resümee geschrieben, weil einige Positionen, die in diesem Thread vertreten wurden, sich als anders, falsch oder unklar erwiesen haben.

Dort nehme ich auch zur Sensorposition Stellung. Pits Lösung scheint am schnellsten auf Heizstöße zu reagieren, ergo ergibt sich hier die beste Regelung durch den PID.

Es gibt doch zwei Fragen:

PID PARAMETER 1): Wie sollte der Sensor positioniert und der PID konfiguriert sein, damit die Silvia nach "Störungen" möglichst schnell den Sollwert erreicht und stabil um diesen pendelt.
Diese Störungen sind: nach Dampfen (wobei hier raufheizen bei starkem Entlüften nötig wird, statt abkühlen und rechtzeitig mit heizen den Temperaturverfall bremsen), nach dem Bezug (mit möglichst kleinen Überschwingern, weil Abkühlen langsamer ist, als Heizen), beim Aufwärmen der Maschine (..> Machen eh die meisten mit Zeitschaltuhr, hier kann man zwar noch Finessen einbauen, aber wie schnell die Solltemperatur erreicht wird, ist wurscht, weil keiner davorsteht) und beim Hochheizen auf den Dampfsollwert (wobei hier am besten die Heizung voll heizt, entsprechende Sondermodi hat der Auber und auch die faustino-Familie).

Diese Fragen sind natürlich spannend, und auch der Bequemlichkeit geschuldet, wenn man vier Cappuccini hintereinander machen will oder selbst nach dem Tassen Vorheizen das System nicht wieder in Ruhe kommt.

@faustino: Je nach Auber schaltet der Mikrocontroller auch die Bezugstaste, sodass der Auber über Heizerfordernisse noch vor dem Temperaturabfall informiert sein könnte. Der Schaltplan ist glaube ich googlebar...


2) "Intrashot"-Temperaturstabilität:
Kann man die Silvia dazu bringen Brühwasser mit durchgehend gleicher Temperatur auszugeben? Die Frage ist so ein bisschen entstanden, weil es MÖGLICH wurde durch die Ramp and Soak Funktion. Die Messungen von Pit haben auf relativ verschiedene Absolutwerte im ST, bei gleichen Sollwerten am PID Messpunkt hingedeutet.
Je nachdem wie diese Frage ausfällt, ist auch klar, ob und wie nachgeheizt werden muss, und wie der PID oder der Ramp and Soak Bezugsmodus ausgestaltet sein muss.
Hier ist so ziemlich alles vorstellbar. Am plausibilsten ist sicherlich die Position: wenn der Boiler die Temperatur hält, kann das Brühwasser schon mal nicht kälter werden. Aber kann es zu heiß werden?
Die Messwerte von EricS waren mit ausgeschalteter Heizung. Hat die Heizung überhaupt einen Einfluss? Gibt es sowas wie einen konstanten Offset oder schwankt das?

Diese Frage kann man natürlich für Unfug erklären. Da ich mir eine Mistral wohl auch in 20 Jahren nicht leisten kann, aber gerne so guten Espresso hätte, wie aus einer Mistral, frage ich mich eben, ob es geht, der Temperaturstabilität auf die Sprünge zu helfen. Oder eben nicht.
Das ist graue Theorie und mit mistigem Messen belegt. Jeder wie er mag.

Rauskriegen werden wir es nur mit einer Messreihe ähnlich der von Pit. Ich treffe mich bald mit einem Boardie, der vielleicht ein paar Tipps für mich hat, wie man so eine Messung umsetzen kann und welches Equipment dafür geeignet ist.



@Schnüffelstück: Pit konnte mit starkem Gegenheizen die Temperatur im ST später im Shot wieder anheben. Wenn also die Heizung früh genug losläuft und heftig genug heizt und der Fluß gering genug ist, kann man den Shot nach hinten raus "verbrennen". Sollte sich in noch mehr Messungen zeigen, dass hier ein PID über dem Kaltwasserzulauf zu stark nachheizt, wäre das ein Nachteil der Sensorposition.


Beste Grüße
octa

 

AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Hallo!


Ich bin an einen Typ K Fühler gekommen und habe die ersten beiden Messungen unternommen, um mir einen Überblick zu verschaffen. Der Sensor ist noch nicht kalibriert, das heißt die Absolutwerte sind überhaupt keine Aussage! Ich wollte vorallem wissen wie ich den Testaufbau mache, wenn ich dann an einem Tag eine Messkampagne starte.
Ich poste das alles aus zwei Gründen:
- Ich bitte um alle Tipps für das Messen, damit ich im vorhinein Fehler vermeiden kann.
- Die Messwerte sind zu schön um wahr zu sein, woran liegt das?

Aber der Reihe nach:
Das faustino board ist wirklich genial für solche Fragen! Als ich es kaufte, dachte ich mir noch: Naja, 2/3 der Funktionen werde ich nie benutzen, mittlerweile werden die Eingänge knapp ;-). Es ist ein eigener Eingang für Typ-K Fühler vorhanden, also einsteckern wohlfühlen.

Ich habe die Kalibrierung noch nicht nutzen können, weil das destillierte Wasser für das Eisbad noch nicht durchgefroren ist.
Dumme Fragen zu Kalibrierung:
- Soll das kochende Wasser auch destilliertes Wasser sein oder ist das egal?
- Ich wohne auf 150 Meter Höhe, Wasser kocht also bei 99,5° oder soll ich dafür den Luftdruck an dem Tag zu Rate ziehen? Aber gut, das wirkt sich bei der verbleibenden Messungenauigkeit eh nicht so aus.
Edit: Ich habe mittlerweile einen Link gefunden, wo man das aus dem tagesaktuellen Druck ausrechnen lassen kann:
http://www.csgnetwork.com/h2oboilcalc.html
/Edit


Der Typ K Fühler hat Genauigkeitsklasse A, das heißt der absolute Temperaturmessfehler ist nicht unerheblich, aber der Messtechniker von dem ich den bekam sagte, dass die Reproduzierbarkeit besser 1/10° sein müsste. Das heißt relativ misst der Sensor ziemlich gut.
In 1,5mm vergossen ist die T90 Zeit wohl etwa bei 2 Sekunden.

Das Wasser wird mit einem Trichter aus Laserdrucker Folie gesammelt, das Wasser staut sich etwas, in diesem Stau steckt der Sensor. In etwa so (dazu irgendwelche Tipps?):




Die ersten Messergebnisse:

Blau ist der Typ K Sensor (ABSOLUTWERTE STIMMEN NICHT! NOCH NICHT KALIBRIERT), Rot ist die Temperatur auf dem Boilerdeckel (nicht über Kaltwasser Zulauf).

Das Preinfusionsprogramm ist so programmiert, dass die Pumpe 26 Sekunden läuft und dabei ca 50 ml fördert. Das heißt hier wird noch nicht simuliert, dass mit einer großen Flußrate zuvor 50ml (laut Flowmeter) fließen, um die Maschine zu fluten. Ich bastel dafür nochmal Einstellungen.

Hier die erste Kurve und Temperaturen am K-Fühler, sowas von gerade :lol:, aber ob das mit rechten Dingen zugeht? :roll::



Zweiter Versuch, selbe Konfiguration 8 Minuten später:




Viel sagt das noch nicht.
Für das Experiment gibt es zwei Fragestellungen:
1) Ist der Offset immer gleich? Also 102° am PID und zuverlässig 92° in der Tasse oder hat man mit 102° gemessen auf dem Boiler mal 92° und mal 95° in der Tasse?
2) Wie groß ist die Intrashot Temperaturstabilität und wie sollte dementsprechend der PID während des Bezugs gegenheizen?

Wenn noch jemand Ideen hat oder Vorschläge was ich ausprobieren könnte, immer her damit!
Insbesondere Tipps zum messen würden mir helfen!

Beste Grüße
octa

 

Messungen 3-5

Hallo!

Hier noch drei weitere "Messungen", diesmal in relativ schneller Folge, dennoch wieder Werte, die um +/- 0,1° schwanken. Bei den späteren Tests lag die Temperatur dann etwas höher, 0,3° etwa, was aber gut zu den kurzen Wartezeiten passt.

Auf den ersten Blick scheint die Menge, die für den Espresso fließt die Silvia kaum aus der Ruhe zu bringen. Ist nur die Frage, wie das dann inklusive der hohen Flussraten beim Fluten aussieht.











Ich bin gespannt auf eure Tipps!
beste Grüße
octa

 

AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Hei Pit!


OT:
Nun, Seite 92, wobei die Zahl schon wieder sinkt, vielleicht noch ne Woche schreiben und dann noch etwas formal Krams und fertig ist die Laube.
/OT.



Wenn ich das richtig verstanden habe, kann man einen nicht isolierten Typ-K Fühler in Wasser halten. Es kann zwar theoretisch sein, dass durch das Wasser Strom fließt, aber eigentlich sollte das nicht passieren. Einfache Lösung: Destilliertes Wasser in den Tank ;-). Dürfte billiger sein, als ein anderer Fühler.

Ok, dann koche ich destilliertes Wasser. Soll ich dann einfach für 150 Meter Höhe 99,5° einstellen oder kann gibt es eine Möglichkeit den tagesaktuellen Luftdruck einzurechnen? Oder macht der eh nur +/- 0,3° aus?

Die Reproduzierbarkeit war selbst bei unordentlichster Messung (kurze Abstände, nicht voll eingeschwungenes System, die Maschine am Anfang weniger gut durchgeheizt, etc.) auf den ersten Blick sehr gut. Genau genommen vielleicht zu gut?
Wichtigster Grund dürfte die wirklich geringe Menge sein, ich muss nochmal durchmessen, wie das ist, wenn man fluten mit simuliert.

Alle Kritik ist willkommen! Ich traue den Werten irgendwie auch nicht. Aber andererseits? Die Wassermenge in dem Trichter ist konstant und relativ wenig, es kann so viel abfließen wie rein fließt. Es staut sich nur 3-4 mm hoch, so dass der Sensor bedeckt ist. Natürlich wird so der Wert etwas "gemittelt", aber vermutlich nur über 2-3 Sekunden.


Mein Fühler hat ganz normal einen Schweißpunkt, der die beiden Drähte verbindet und das ganze wurde dann in einen Metalldraht vergossen. Das sorgt für die langsamere Ansprechzeit.
Ich habe das mit dem T90 Wert für die Messpraxis noch nicht so ganz verstanden: der Wert gibt an, wie lange es dauert bis ein Sprung im Messwert vom Fühler erkannt wird. Wenn Wasser drauf kommt, muss das Metall die Wärme erst weitergeben. Aber wie wirkt sich das bei kleinen Änderungen aus? Wenn die Temperatur insgesamt fällt würde der Fühler das verzögert aber in der Richtung richtig wiedergeben. Mit Steigen des gleichen. Bei im Schnitt konstanter Temperatur würden sich Ausreißer etwas ausmitteln? Also ist T90 für Messung relevant, abgesehen von den ersten Sekunden?

Beste Grüße
octa

 

AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Hallo Faustino!

Danke für die Rückmeldung!

Das heißt, da die Temperaturkurve nun wirklich schnurgerade ist und nur um 0,1° nach oben und unten schwankt, ist die Silvia für diesen Durchfluss dem ersten Anschein nach Temperaturstabil. Sehr Temperaturstabil, es gibt ja auch keinen vernünftigen Grund warum in der Wassertemperatur plötzlich große Zacken drin sein sollten, die durch die langsamere Ansprechzeit übermäßig ausgemittelt werden. Außerdem mischt sich ja über dem Kaffeepuck noch mehr Wasser, als in meinem Trichter.

Ich werde dann in den nächsten Tagen den Sensor kalibrieren (sollte das nach Möglichkeit am selben Tag sein wie die Messungen oder ist das nicht so tragisch? Die Absolutwerte sind mir auch gar nicht so wichtig) und dann insbesondere messen was passiert, wenn die Flußmenge höher ist.
Hat jemand eine Idee wieviel das sein sollte?
Fluten: Volle Pumpenleistung bis 50ml geflossen sind in X Sekunden
Wieviel saugt der Puck auf?
Espressi: 55ml in 25 Sekunden

Dann probiere ich was passiert mit Heizung aus, Heizung 100% und PID.
Wünsche, Vorschläge werden gerne angenommen...

Beste Grüße
octa

 

AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Hallo!

Danke für die Tipps!
Kochtemperatur müsste bei 1002 Hektopascal in Darmstadt bei 99,7° liegen, aber an die Messgenauigkeit kommt man eh nicht ran. (Edit: Hier ein Link, wo man das ausrechnen lassen kann: http://www.csgnetwork.com/h2oboilcalc.html)

@faustino: Warum wird die Kurve bei siedendem Wasser stabiler? (Meinst du das Wasser, das raus floß? Da stimmt ja der Absolutwert noch nicht, das dürfte Espressotemperatur, also 90+x° gehabt haben)

@Pit: Was meinst du mit Offset? Der Sensor hat keinen Offset, er sitzt etwas weiter außen auf dem Deckel, deshalb die niedrigeren Temperaturen, dort ist es weniger warm als über dem Kaltwassereinlauf, solange kein Kaltwasser zufließt. Ich habe das irgendwo auf einem Foto gezeigt.

Einen Puck nach dem Bezug wiegen. Eine gute Idee. :roll: Ich übersehe das wesentliche eindeutig, weil ich viel zu wenig Cappuccino trinke.

Edit:
Leichter Koffeinschock, aber es fühlt sich gut an.
Der Tank wurde um 93 Gramm leichter (ich träume ja immernoch davon eine Waage auseinander zu nehmen und deren Gewichtssensor unter den Tank zu hängen. Das spart das Flowmeter und einen etwaigen Füllstandssensor.)
Es floßen in 25 Sekunden 60 ml blue Phoenix
der Puck wog 38 Gramm, hat also 22 Gramm Gewicht zugenommen. 10 Gramm Wasser sind verschwunden (wahrscheinlich sind sie spontan zu einem Photon und einem Positron zerfallen).
/Edit


Beste Grüße
octa