VORSCHAU: Dosieren mit Bluetooth-Waage (ito rev. 2)

Diskutiere VORSCHAU: Dosieren mit Bluetooth-Waage (ito rev. 2) im Espresso- und Kaffeemaschinen Forum im Bereich Maschinen und Technik; ito | BLE In Kürze gibt es eine neue Platinenrevision von ito (Rev. 2), die im Vergleich zur aktuellen Platine (Rev. 1) einen 7-poligen...

  1. #1 faustino, 20.03.2019
    Zuletzt bearbeitet: 20.03.2019
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    ito | BLE

    In Kürze gibt es eine neue Platinenrevision von ito (Rev. 2), die im Vergleich zur aktuellen Platine (Rev. 1) einen 7-poligen Expansionsport erhalten hat. Darüber kann ito zum Beispiel mit Bluetooth Low Energy ausgestattet werden. Die Bluetooth-Erweiterung wird die Form einer 20x15mm-Mini-Karte habe.

    ito ist ein frei programmierbares Mikrocontroller-Modul mit Wifi. Durch Aufspielen der leva!-Firmware wird ito zum Pressure-Profiling- und PID-Temperatur-Regler mit Dosierfunktion und Shot-Timer.​

    [​IMG]
    Expansionsport auf der Rev. 2-Platine​

    [​IMG]
    Mit Bluetooth-Karte (hier ohne Netzteil)​

    [​IMG]
    ito mit Netzteil​

    [​IMG]
    Bluetooth-Erweiterungskarte​

    Die Erweiterungskarte ist Bluetooth 5-zertifiziert und per SPI mit 64 Bytes FIFO angebunden. Durch die Chipantenne wird ito 4mm höher. Ansonsten bleibt alles gleich: Features, Anschlüsse, Wifi und Platinengröße wie bei ito Rev. 1. Kompatibel zu jeder Firmware für ito.

    Bluetooth Low Energy ist eine stromsparende Variante von Bluetooth und wird vor allem von batteriebetriebenen Geräten verwendet. Eine Anwendung bei leva!-Anwendern dürfte die automatisch dosierte Espressoabgabe nach Gewicht mit Bluetooth-Waage unter der Tasse werden:

    [​IMG]
    Skale 2*​

    Scale 2 | Brew Ratio

    Dosierfunktionen benutzen üblicherweise Flowmeter - so wie bisher auch die leva!-Firmware. Flowmeter erfassen allerdings prinzipiell nicht den abgegebenen Kaffee, sondern einen internen Wasser-Volumenstrom, z.B. an der Pumpe. Nur bei hoher Konstanz vieler Randbedingungen - Mahlgrad, Kaffeemenge, Andrücken, Sieb, Füllzustand des Fluidsystems (Schläuche, Boiler) - wird Dosieren per Flowmeter wiederholt ungefähr die gleiche Kaffeemenge liefern. Dosieren mit Waage - zum Erreichen des gewünschten Brew Ratio - ist erheblich präziser.

    ---
    * Es wird nicht möglich sein, beliebige Waagen zu verwenden. Die Firmware, wie leva!, muss das konkrete Gerät unterstützen. Das wird bei vielen nie möglich sein - wenn Hersteller Protokolle nicht offenlegen oder kein Muster stellen. Eine Empfehlung wäre die Skale 2, die ein offenes Protokoll hat. Die ist mit 3,5cm Höhe allerdings etwas höher, als für manche wünschenswert. Geht i.d.R. nur unter einem bodenlosen Siebträger.
     
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  2. #2 sokrates618, 20.03.2019
    Zuletzt bearbeitet: 20.03.2019
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    Hallo faustino,
    wird es eine Schnittstelle zu acaia-Wagen geben, oder gehören diese zu dem proprietären Typen?
    Gruß, Götz
     
  3. #3 faustino, 20.03.2019
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    Vermutlich wird es (erst mal?) keine Unterstützung für acaia-Waagen geben. Keine Bluetooth-Espresso-Waage wird einfach so laufen, alle haben ein eigenes Protokoll und müssen von der Firmware speziell behandelt werden. Das Protokoll der acaia-Waagen soll besonders problematisch sein - verschlüsselt und unter NDA. Ich hatte acaia um ein Sample gebeten, aber die E-Mail wurde nicht beantwortet.
     
  4. #4 Cappu_Tom, 20.03.2019
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    Weil ich neugierig war: NDA
     
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  5. #5 sokrates618, 20.03.2019
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    Hallo Faustino,
    das mit dem "NDA-Protokoll" der acaia-Waage finde ich schon merkwürdig. Da nimmt eine Firma für sich in Anspruch, als high-end Hersteller von Waagen für den Kaffeebereich aufzutreten, verhindert jedoch mit dem "NDA-(was-auch immer)" deren Einsatz von innovativen Entwicklungen, bei denen es einen echten Mehrwert geben könnte. Ehrlich, ich benötige keine App um die Werte der Waage auf meinem Smartphone abzulesen. Im Zusammenspiel mit der Regelung einer Mühle oder einer Espressomaschine ist das jedoch etwas anderes. Es ist ja nicht so, dass dies nicht möglich wäre. Die Barazze/Sette- bzw. Sanremo/Opera- Entwickler hatten wohl bessere Kontakte oder bessere kommerzielle Konditionen?
    Wenn es hilft, könnte ich Dir gerne meine acaia Cino-Waage leihweise zur Verfügung stellen.
    Gruß, Götz
     
  6. #6 faustino, 20.03.2019
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    > verhindert jedoch mit dem "NDA-(was-auch immer)" deren Einsatz von innovativen Entwicklungen,

    Ein NDA verhindert nichts per se - man kann es unterschreiben. Ich vermute das verschlüsselte Protokoll soll verhindern, dass die Hersteller anderer Waagen zu Trittbrettfahrern bei den acaia-Apps werden. Viel genutzt hat es nicht, das Protokoll wurde inzwischen im Internet beschrieben (github). Dessen ungeachtet muss ich ein Muster zum Verifizieren und Testen im Bestand haben - dauerhaft.
     
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  7. #7 beckerth, 20.03.2019
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    Hallo Faustino,
    wird es eine Möglichkeit geben ito Rev1 mit dem Bluetooth Modul zu verbinden?

    Danke
    Tommi
     
  8. #8 faustino, 20.03.2019
    Zuletzt bearbeitet: 20.03.2019
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    > wird es eine Möglichkeit geben ito Rev1 mit dem Bluetooth Modul zu verbinden?

    Das erscheint mir nicht praktikabel. Das Bluetooth-Modul benötigt neben GND, 3,3V und 5V vier I/O-Pins des Mikrocontrollers. Man müsste feinste Leitungen direkt an Mikrocontrollers-Pins und den 3,3V-Spannungsregler löten. Das könnte man bei einer Kleinspannungs-Platine riskieren, aber nicht bei einer Platine, bei der eine abgerissene Leitung Netzspannung kontaktieren könnte.

    Wer bei der Feb-März 19-Produktion eine Rev. 2-Platine gewählt hatte, kann das Bluetooth-Modul aber nachrüsten. Per E-Mail anfragen.
     
  9. #9 beckerth, 21.03.2019
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    Ich wäre sehr an der Wäge-Lösung interessiert da ich schon angefangen hatte über eine eigene Lösung auf Basis von Wägezelle, HX711 und ESP32 /Arduino nachzudenken. Anlöten der Leitungen und entsprechende (Klebe)-Sicherung wären aus meiner Sicht kein Problem. Sowas machen wir bei uns in der Firma nahezu täglich... :) Meine Maschine hat bereits einen ito Vollausbau...
     
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  10. #10 faustino, 21.03.2019
    Zuletzt bearbeitet: 21.03.2019
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    Eine Rev. 1-Platine kann 1:1 durch eine Rev. 2-Platine ersetzt werden - nur Stecker umstecken. Wer ito mit BLE braucht, kann diesen Weg gehen. Es wird keine Umbau-Anleitung für die bisherige Platine und/oder lose Bluetooth-Module für diesen Zweck geben.
     
  11. Phenyl

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    Auf home-barista hat mal jemand das Protokoll analysiert und seinen Code veröffentlicht, leider finde ich den Link zur Diskussion nicht mehr, nur noch den zum Repository: npouvesle/ACAIAScale_Arduino
     
  12. #12 phischmi, 22.03.2019
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    Interessante und sinnvolle Weiterentwicklung von ito :)
     
  13. #13 faustino, 24.03.2019
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    > Lösung auf Basis von Wägezelle, HX711 und ESP32 /Arduino nachzudenken

    Darüber hatte ich auch mal nachgedacht: Statt Bluetooth zu ito hinzuzufügen hätte man auch eine Feinwaage auf Wifi umbauen können (es gibt meines Wissens keine mit Wifi am Markt): Alles bis auf die Loadcell raus, ESP8266 rein, HX711 rein. Arduino braucht man nicht, der ESP8266-Chip ist programmierbar. Sollte eigentlich kein Problem sein. Der Haken wäre, dass Wifi viel mehr Strom als BLE verbraucht. Im Normalbetrieb zieht der ESP8266 50-70mA beim Empfangen und 120-170mA beim Senden. Zu viel für Batteriebetrieb. BLE schafft das Senden mit 3mA bis 4mA. Inwieweit man die Situation mit den Energiesparmodi des ESP8266 ohne inakzeptable Einbussen bei der Latenz verbessern könnte, ist mir nicht bekannt. Eine Bluetooth-Waage kann man durchlaufen lassen. Dadurch könnte die leva!-Firmware erkennen, wann der Benutzer eine Tasse drauf stellt und ein Auto-Tare durchführen (d.h. das Tassengewicht abziehen).
     
  14. #14 beckerth, 27.03.2019
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    Meine Idee würde die Wägezelle 'plan' im Abtropfblech integrieren. Siehe LM KB90 :). Stromverbrauch wäre nicht so relevant da die Versorgung nicht über Batterien erfolgen sollte. Wird es denn eventuell eine Möglichkeit geben über Wifi mit leva! zu kommunizieren? Bspw. den tara Befehl empfangen, Gewicht senden, ...? ...MQTT...?
     
  15. #15 faustino, 28.03.2019
    Zuletzt bearbeitet: 28.03.2019
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    > Wägezelle 'plan' im Abtropfblech ... über Wifi

    Der eingeschlagene Weg beim Wiegen ist jetzt Buetooth. Wifi ist raus. Es gibt keine Wifi-Waagen und für drei Bastler, die ito vielleicht so wie beschrieben verwenden würden, lohnt sich der Aufwand nicht. In MQTT würde zu viel Latenz stecken - wäre keine Verbindung Waage-ito, sondern Waage-Broker-ito.

    BLE-Waage kaufen und deren Elektronik verwenden oder eigene Schaltung mit HX711 und nRF52 (vielleicht so was). Die nRFxx sind vergleichbar mit dem esp8266, d.h. programmierbare Mikrocontroller. Damit könnte man den HX711 auswerten (Beispielcode) und wie eine Skale 2 senden.

    Strom über Kabel/Signal über Kabel wäre interessanter. Die Skale 2 sendet etwa alle 100ms und die acaia Pearl hat laut Werbung 20ms "response time" (es ist unklar, ob sich das nur auf die Anzeige oder auch auf die Datenübertragung bezieht). Ein HX711 am Kabel würde alle schlagen: Eine Messung alle 12,5ms mit mehr Auflösung. Wäre für Flow-Profiling vorteilhaft.

    Der HX711 braucht zwei I/O, der Erweiterungsslot von ito rev 2.0 hat vier I/O. Es wäre machbar, dafür mal eine HX711-Wiege-Karte zu entwickeln. Allerdings wäre ein Kabel von einer 230V-Platine zu einer Abtropfschale mehr als problematisch.
     
  16. #16 cafePaul, 28.03.2019
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    Mir hatte Acaia vor Kauf der Waage zugesagt, dass ich die Informationen zur Kommunikation mit der Waage per Bluetooth bekommen würde. Danach wollten sie nichts mehr davon wissen. Fühle mich verarscht.
    (sie weisen auf ihr seit Jahren "demnächst" erscheinendes SDK hin, das sowieso nutzlos sein dürfte., sollte es jemals erscheinen)
     
  17. #17 faustino, 12.05.2019
    Zuletzt bearbeitet: 13.05.2019
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    Inzwischen kann man die Skale 2-Waage mit der leva!-Firmware nutzen. Erfahrungen:
    • Sie sendet ungefähr jede Zehntelsekunde (alle 90ms bei guter Verbindungsqualität/kurzem Abstand) einen Messwert mit 0,1g Auflösung. Gut zum Dosieren geeignet. Dosieren per Gewicht - gravimetrisches Dosieren - führt zu einer spürbaren Steigerung der Espressoqualität.
    • Die maximale Reichweite, aus dem Metallgehäuse heraus, liegt bei ca. 5m, aber man sollte mit dem Körper nicht in der direkten Luftlinie zwischen Waage und Bluetooth-Modul stehen, sonst sinkt die Signalstärke erheblich. RSSI-Anzeige im Info-Menü.
    • Bei der Rancilio Silvia und vermutlich vielen anderen Maschinen ist der Einsatz wegen der Höhe der Skale 2 nur unter einem bodenlosen Siebträger möglich bzw. nach Abschrauben des Auslaufs des normalen Siebträgers. Unter dem 2er-Auslauf geht es nicht.
    • Die Waage ist nicht wasserdicht. Dank des Aufbaus - es gibt unter der lose aufliegenden Wiegefläche eine Rinne um den Umfang - sollte aber normalerweise kein Wasser eindringen können. Eine kritische Stelle ist der seitliche USB-Anschluss, der mit Klebeband verschlossen werden müsste:
    [​IMG]
    • Für eine verzögerungsfreie Berechnung der Flussrate (g/s) aus dem alle 90ms eintreffenden Messwert ist die 0,1g-Auflösung zu niedrig. Ein 25g-in-25s-Espresso liefert 1g pro Sekunde bzw. 0,1g pro Zehntelsekunde. Damit liegt die Gewichtsänderung zwischen zwei Messwerten (in 0,09s) an/unter der Auflösungsgrenze. Bei der Skale 2 muss die Flussrate über weiter auseinanderliegende Messungen berechnet werden. Bei Betrachtung der Gewichtsänderung in einer Sekunde ergibt sich z.B. eine Auflösung von ~0,1g/s.
    • Die mittlere Übertragungsrate ist relativ konstant, aber der Abstand zwischen einzelnen Paketen kann bei drahtlosen Verbindungen spürbar schwanken. Je nachdem was im mit Wifi geteilten Frequenzspektrum los ist. Typisch sind Schwankungen von 10-20%, bei größerem Abstand mehr. Für Flussratenberechnungen (in die die Zeit zwischen Messwerten einfließt) ungünstig. Die ungefilterte Flussratenkurve im Statusmomitor (weiß) fällt deshalb - und wegen der 0,1g-Auflösung - relativ zackig aus:
     
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  18. #18 faustino, 16.08.2019
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    Interessante Firma für Waagen: Krell (China). Die Produkte von denen orientieren sich beim Design u.a. an Acaia:

    [​IMG]

    Sogar eine Wifi-Waage ist dabei. Und die CFS-0970 mit Bluetooth könnte mal eine interessante Waage für ito werden (10x10xcm Wiegefläche, nur 0,5mm dicker als die Acaia Lunar, Bluetooth 4.0. 0,1g-Auflösung, USB-Power, Akku?). Leider kann man nicht direkt bei Krell kaufen - MOQ 1000pcs.
     
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  19. #19 coffeedon, 18.12.2019
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    Wird es möglich sein eine Decent Scale mit ito zu verwenden.
    Angeblich ist der BLE Befehlssatz ja mit der Scale 2 kompatibel...
     
  20. #20 faustino, 18.12.2019
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    Es wurde irgendwo erwähnt, dass die mit der Skale 2 kompatibel sein wird, aber ich würde nicht darauf wetten. Es gibt viele gerätespezifische Aspekte bei BLE: Gerätenamen, Nutzlastformate, Datenraten etc. Ich werde mir keine kaufen, nur um das zu testen. Meiner Meinung nach wird diese Waage für die meisten Espressomaschinen sowieso zu dick sein. Die soll unter die Tropfschale der DE gestellt werden, nicht auf eine Tropfschale. Sie wird dicker als die Skale 2 sein - und die ist eigentlich schon zu dick. Die Skale 2 passt normalerweise nur unter bodenlose Siebträger. Allerdings sind bodenlose Siebträger sowieso zu empfehlen, wenn man mit Waage dosiert, da bei denen weniger nachläuft.
     
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VORSCHAU: Dosieren mit Bluetooth-Waage (ito rev. 2)

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