Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Gebruikersavatar
paulkoffie
Berichten: 312
Lid geworden op: zo 02 okt 2011, 16:13

Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor paulkoffie » wo 04 jan 2017, 12:56

Met een vriend ben ik begonnen aan het reviseren en tunen van een Rancilio Silvia V1 uit 1998. Deze hebben we goedkoop op de kop kunnen tikken.

Via Peter (Kafko.nl) een aantal onderdelen besteld, nl.

- service setje met alle rubbers e.d.
- nieuwe pomp
- nieuw verwarmingselement

De pomp wordt preventief vervangen, het verwarmingselement was wel echt STUK. De meeste rubbers van deze Silvia waren ook helemaal verouderd.

De boiler heeft een zwarte laag van binnen. Ik dacht gelijk aan zwarte aanslag, maar de zwarte laag is zo mooi en egaal, het lijkt op de binnenkant van een Tefalpan, dat we ons eigenlijk afvragen of het wel echt aanslag is, en niet een aangebrachte beschermlaag. Maar dan zou ik niet weten waarvoor en het lijkt me onwaarschijnlijk, dus we gaan het zwart er toch maar af halen.

Voor de rest is de staat van de Silvia goed, dus als we deze onderdelen vervangen hebben, is de Silvia weer in originele staat. Daarna gaan we een aantal zaken aan de Silvia verbeteren, namelijk:

- Isoleren van de boiler (verwachtte energiebesparing ongeveer 50%)
- Regelbaar maken van de de OPV en daarmee de zetdruk verlagen op de boiler. Dit doen we simpelweg door de bestaande OPV uit te draaien, waardoor de veer minder hard op het klepje drukt, en dus eerder opengaat bij een lagere druk. Door hem verder in/uit te draaien kun je de druk regelen. Met wat teflontape zorg je dat de boel blijft zitten én dat er geen lekkage ontstaat.
- Temperatuurstabiel maken van de boiler, wat ons brengt op de grootste (leukste!) klus... ->

P I D - Arduino zelfbouw

Het idee is om een Arduino te monteren in de Silvia. Hierop worden dan een temperatuursensor aangesloten (input) en een SSR, solid state relais (output). De SSR kan het verwarmingselement snel aan en uit schakelen aan de hand van de PID logica die we zelf gaan schrijven.

Het plan is om een tijdsinterval van een seconde te nemen, dus iedere seconde wordt er een nieuwe berekening gemaakt. (Uiteraard kan het tijdsinterval later naar wens gewijzigd worden.) De PID berekent ieder interval een waarde voor de benodigde power output, bijvoorbeeld 30%. In dat geval wordt het verwarmingselement 30% van een seconde aangezet, dus 300 miliseconden. Dit herhaalt zich tot in de oneindigheid.

We hadden nagedacht over een mooiere manier om de warmte input te reguleren. In plaats van een aan/uit schakeling, dacht ik aan het dimmen van het verwarmingselement. Dan zet je een voltregelaar op je Arduino, in plaats van de SSR en zo stel je het verwarmingselement in op een bepaalde waarde naar wens. Maar het nadeel is dat op deze manier dimmen veel stroom kost. Immers, wanneer je het element naar 30% zou dimmen, gebruikt de transistor de overige 70% aan stroom en zet deze om in (nutteloze) warmte. In tegenstelling tot aan/uit zetten waarbij uit ook echt uit is.

Waar we nog niet over uit zijn is welke temperatuur sensor handig is om te gebruiken. Als iemand een goede tip heeft, dan is die erg welkom! Ons idee is dat als we een temperatuursensor nemen die in de boiler steekt, je het meest direct de temperatuur kunt meten. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld een sensor op de buitenkant van de boiler, waardoor je een vertraging zou creëren. Daarom zou een sensor zoals op onderstaande afbeelding perfect zijn, maar deze kost doorgaans 70 euro en dat is te duur. Dus we zoeken nog even verder. Daarnaast is natuurlijk het meetbereik en in iets mindere mate de nauwkeurigheid ook van belang. (De exacte temperatuur vinden we niet zo interessant, zolang de gemeten waarde maar constant wordt gehouden en de ingestelde waarde naar wens omhoog en omlaag kan worden bijgesteld.)

Verder willen we het mogelijk maken om met je telefoon of tablet via Bluetooth verbinding te maken met de Silvia. Zo kan de PID ingesteld worden en is het mogelijk de temperatuur te monitoren. Er komt dus geen interface / lcd-scherm / drukknoppen op de buitenkant van de Silvia. Dit lijkt ons overbodig en houdt de Silvia mooi. Daarbij kan de PID, wanneer eenmaal ingesteld, gewoon autonoom zijn werk doen.

Zoals de meesten weten is de temperatuur van je zetgroep niet gelijk aan dat van het water in de boiler, maar is deze wel van belang voor je espresso. We willen dus een tweede temperatuursensor in de zetgroep plaatsen, zodat ook dit in de gaten kan worden gehouden. We hebben een idee om de verwarmingstijd van de Silvia te verkorten, door tijdens het opwarmen van de machine, de boiler op stoomfunctie te zetten. Totdat de zetgroep op temperatuur is en dan op tijd de boiler terug te koelen naar de gewenste temperatuur voor zetten.

Verder denken we aan 'extraatjes' zoals een timerfunctie om de Silvia 's ochtends aan te zetten. Misschien is het mogelijk om de pomp te regelen zodat we geavanceerd espresso kunnen zetten, bijvoorbeeld door een pre-infusie optie te programmeren. Of zelfs pressure-profiling tijdens de extractie. Maar dit zijn ideeën voor later.

Geschatte kosten voor het PID gedeelte van het Silvia project zijn op dit moment ruwweg 60 euro, maar hier kom ik later nog op terug.

Ik weet dat er vergelijkbare kant-klaar oplossingen bestaan, maar deze zijn ten eerste duurder, maar voornamelijk is dit voor ons een hobby project en we vinden het leuk om alles zelf uit te zoeken en in elkaar te knutselen.

Suggesties/ verbeteringen/ ideeën zijn welkom!

Afbeelding
Koperen temperatuur sensor welke je in je boiler kunt draaien

Gebruikersavatar
turboyeast
Berichten: 816
Lid geworden op: do 03 jan 2013, 21:58
Locatie: De oudste stad van Nederland...

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor turboyeast » wo 04 jan 2017, 13:25

LS,
Hartstikke leuk. Ik heb al verschillende keren gezien dat forumleden de intentie hadden zoiets te bouwen, maar ik heb nog geen A tot Z project gezien. Ik hoop dat je tijd vind om tot een werkend model te komen.
Cheers, TY
-------------------------------------------------------
Wat je bezit is op weg naar anderen.

Gebruikersavatar
paulkoffie
Berichten: 312
Lid geworden op: zo 02 okt 2011, 16:13

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor paulkoffie » wo 04 jan 2017, 13:37

TY,

We zijn erg vastberaden en ik heb er vertrouwen in dat het gaat lukken. Uiteraard zal ik hier updates plaatsen.

Het enige wat we nog niet hebben is een geschikte temperatuur sensor zoals hierboven al gezegd dus zodra we die hebben gevonden kunnen we echt aan de slag.

Gebruikersavatar
fransg
Berichten: 5774
Lid geworden op: do 05 jan 2012, 19:51
Locatie: Amsterdam
Contacteer:

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor fransg » wo 04 jan 2017, 13:39

Het enige wat we nog niet hebben is een geschikte temperatuur sensor
Wanneer ik wat aparts nodig heb op dat gebied bel ik met http://www.tcdirect.nl" onclick="window.open(this.href);return false; en die hebben 'alles'
LONDINIUM L1 & L-R -COMPAK E8/E6/E5 & R120-Mazzer-Rocket (van Peter van der Weerd) -Pavoni-FZ94-Tonino-Wile-VSTrefractoIV

HanR
Berichten: 599
Lid geworden op: do 17 apr 2014, 20:39
Locatie: Delft
Contacteer:

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor HanR » wo 04 jan 2017, 14:50

n dit is mijn huisleverancier voor Pt100 voelers:

https://www.sensorshop24.de/temperaturf ... sserdicht/" onclick="window.open(this.href);return false;" onclick="window.open(this.href);return false;

Ze hebben ook kant en klare voelers die je in het M6 gat van een Silvia groep kunt schroeven.

https://www.sensorshop24.de/temperaturf ... 6-gewinde/" onclick="window.open(this.href);return false;" onclick="window.open(this.href);return false;

Gebruikersavatar
paulkoffie
Berichten: 312
Lid geworden op: zo 02 okt 2011, 16:13

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor paulkoffie » wo 04 jan 2017, 16:38

Super! Bruikbare tips waarvoor dank. Die Duitse site is ook goed geprijsd. Ik ga iets moois uitzoeken.

Gebruikersavatar
Marcje
Berichten: 237
Lid geworden op: wo 17 aug 2016, 20:42
Locatie: Waalre

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor Marcje » wo 04 jan 2017, 18:40

Leuk!
Ik ben aan het prutsen met een Raspberry Pi 3 en wilde hetzelfde gaan doen met m'n Bezzera Mitica (en Gene cafe). Op een niet destructieve manier uiteraard ;-)
Inspiratie heb ik hier vandaan.

In de boiler van de Mitica zit een 'ongebruikt gat' (wat afgedopt is) en daar ik een temperatuur sensor in meubelen. Op de site die ik noemde gebruiken ze een IC als sensor (TSIC306). Ik denk dat ik die met een adaptertje (-> swagelok koppeling en koperen staafje) wil gaan gebruiken. Kost iets van 15 euro.

Enfin, dit gaat wel een langdurig verhaal worden, maar wel een leuk project. Kan ook nog alle kanten op, want ik ontdekt elke dag weer wat nieuws... :roll:
Ik zal ook wel wat posten als ik wat voortgang boek.

Gebruikersavatar
FrancisPavoni
Berichten: 128
Lid geworden op: zo 13 mar 2016, 00:23

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor FrancisPavoni » wo 04 jan 2017, 23:36

Ik heb voor mijn gaggia een pid-aansturing in elkaar geknutseld. Voor de temperatuur heb ik een thermokoppel gebruikt icm een chip van ad. Deze wordt dan uitgelezen door de arduino op een analoge input.
De verwarming wordt aangestuurd met een ssr en die wordt aangestuurd via pwm.
Na calibratie werkt het perfect. Google espressuino voor werkende code, hoewel ze daar een thermistor gebruiken...

Gebruikersavatar
Jan B
Berichten: 188
Lid geworden op: wo 09 jan 2013, 11:59
Locatie: Zeeland

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor Jan B » vr 06 jan 2017, 02:04

Voor een temperatuursensor zit ik aan een thermokoppel [k-type] te denken. Daar is in combinatie met een Arduino veel over te vinden. Je hebt wel een versterkertje nodig. Deze zijn erg goedkoop beschikbaar bij Ali en companen.

Aardige tutorial: https://learn.adafruit.com/thermocouple/

Wellicht ten overvloede, er is een goed werkende PID-libary beschikbaar voor Arduino. https://github.com/br3ttb/Arduino-PID-Library/ Dat scheelt weer veel geprogrammeer.

Succes mannen!!
|| Olympia cremina C67 | Rocket Giotto Evo V2 met Eric's E61 | Bacchi | Aeropress | Hario V60 | Mazzer Major mod | Gene Café CBR 101 | Custom Tije's schudbrander | Homebuilt Tonino ||

Gebruikersavatar
FrancisPavoni
Berichten: 128
Lid geworden op: zo 13 mar 2016, 00:23

Re: Zelfbouw Arduino PID installeren op Silvia

Berichtdoor FrancisPavoni » vr 06 jan 2017, 10:26

De amplifier die ik gebruik is de ad595. Werkt goed maar is wel zeer gevoelig voor voedingsspanning variaties. Zo krijg ik verschillende waarden bij voeding via usb of via een batterij. Zelfs met de 3.3v als referentie maakt dat uit. Scheelt een paar graden.

Ik heb deze nu liggen om mee te testen: ad8495. Benieuwd of dat verbetering oplevert.

Het is sowieso handig om een gekalibreerde losse thermometer of temperatuurmeter te hebben en je metingen te checken..


Terug naar “Semi-automaten”

Wie is er online

Gebruikers op dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 2 gasten