Evtim Djerekarov

Фазата, едва ли. Несиметричност в усилването, така да се каже, на горната и на долната полувълна. Защото се работи при микроампери ток на покой, а ООВ няма. Може диод, да. По-вероятно е, да е от разлика в бобините.

Терапията в група би била едно доста добро начинание, което не знам, защо отлагаш толкова време.

Сега дописвам малко по малко софтуера за контролера и си правя проби с различни кафета. Какъв е вашият опит с екстракциите при различни температури и налягания? Какви разлики забелязвате и какви настройки според вас дават най-добър резултат?

Не би трябвало тази схема да работи по-различно от първата. Забелязваш разлика ли? Пробвай да балансираш усилванията от тримерите. Ако и това не работи, сложи още един "диодно" свързан транзистор, за да увеличиш тока на покой малко, за да не усилват толкова асиметрично транзисторите (да имат по-постоянна стръмност).

^^Машинката изглежда доста интересно! Особено да се гледа как изригва кафето с каймак е много нестандартно. Вероятно балансира топлината по някакъв начин, за да не прегаря кафето като кубинските кафеварки. Вече втори ден пия кафе с контролера (Domani, също и по-евтино) и да ви кажа, когато температурата се управлява прецизно и налягането е отностиелно стабилно близо до заданието, се получава доооооста подобна екстракция всеки път. Няма нищо общо с машината преди това (или другите ми машини, които уж не са лоши - и в тях ще вградя таквоз нещо). Като имам още малко време и муза, ще реализирам Automatic Boiler Refill за капучино парата, ще навържа менюто и ще завърша версия 1.0 на контролера. Искам и да направя хубав Auto-learn за температурата (не знам дали PID) но за целта трябват повече експерименти и мислене. Интересно ми е, дали ако това нещо се вгради в някаква евтина кафемашина от най-китайските, пак ще може да се прави хубаво кафе. Като направя още няколко платки, може да пробвам с някой Elite примерно. Ако стане добро кафе и от него, ще е голям майтап. малко се съмнявам, поради другия размер на цедката, но все пак си струва, да се опита. То тя електрониката в този случай няма да струва много по-малко от машината :).

Добра добавка към бананово - пингвинения микс!

Провери токовете на покой, чрез измерване на падовете върху R1, R8 и действай съответно. Също виж, да не си обърнал транзисторите, или да си им объркал изводите.

ХаОсче имах предвиТ...

След като пристигнаха китайските датчици за налягане, и се оказа, че гайката на моя досегашен манометър пасва точно на датчика, реших да свържа целия наличен хардуер (Температурен сензор, сензор за налягане, водомер, купен на старо, датчик за ниво на водата с reed реле и магнитен поплавък, който още не ползвам). Понаписах и софтуер за тях, макар още да е леко хаусче кода и да не съм свързал менютата. Ето китайския датчик за налягане 0-500 psi: Ето и турбинката (водомерчето, засега стилно прихванато с тел): Това са двете части на сензора за ниво на водата, статичната и поплавъка: Нагласих желаното налягане на 10 bar и си пуснах едно късо кафе, което сега автоматично спира, когато изтекат 40ml. Имам съмнение че предпазния клапан връща малко вода в резервоара, но ще видя тая работа. Може да се наложи, да го затегна. Сега има втори PID (предимно с голям интегриращ коефициент), който опитва да поддържа зададеното налягане, регулирайки мощността на помпата:

Ето още едно видео, на което по-добре се вижда теченето и "лавата":

Взех едно кафе, което се оказа малко по-фино смляно от необходимото, но въпреки това, направих една тестова екстракция на 93 градуса. Дойдоха и датчиците и като имам време ще вържа един и ще пробвам какво ще излезе с регулацията на налягането. ПОлзвам единична цедка, не знам дали ще изсветлява накрая с двойна, ще видя. Но във всеки случай, сега увеличавам мощността на помпата на 20% стъпки и това определено помага, да няма channeling (тази машина е с обикновен плапан с пружина и топче, без соленоид). Мога със сигурност да кажа, че поддържането на точна температура прави ГОЛЯМА разлика във вкуса, честно казано по-голяма отколкото очаквах, тъй като досегашните ми машини бяха все с термостат (а тази на всичкото отгоре е от най-обикновените стари Gaggia, без соленоид и дори без клапан за налягането). Бях малко скептично настроен за значението на температурната стабилност, обаче сега дори ТЕЧЕНЕТО на кафето изглежда както трябва, което не знам каква връзка има с температурата.

Снощи направих за тест ограничение на мощността на PID-а (динамично нагласям OutputRange на PID-а) , когато е близо до (под) заданието. Нещо такова е: >= 40 градуса под заданието - макс 100% < 40 градуса под заданието - макс 90% < 30 градуса под заданието - макс 72% < 20 градуса под заданието - макс 54% < 10 градуса под заданието - макс 36% < 3 градуса под заданието - макс 18% Над заданието - макс 10% Тези числа са съвсем опитни и мога да опитам, да ги променя, или да направя параметрично уравнение, така че, да може да се наглася някакъв удобен коефициент в настройките. PID-а работи тук, но с ограничение по мощност, все по-голямо, с приближаване на целта. Така при включване на машината се наблюдава постепенно намаляване на стръмността на покачване на температурата, докато се стабилизира. Времето за достигане на 93 градуса (от 22) е малко под 3 минути, което може би мога още малко да ускоря (до 2, примерно), но и така със сигурност е много по-добре, от Overshoot-а до близо 110 градуса, ако разчитам нa "оптимални" коефициенти на PID регулатора (поне според дълги Auto-Learn процеси, които пусках). За да не се чака много възстановяване след кафе, когато помпата работи, аз добавям "мощност" под формата на сума в една променлива, която сума алгоритъмът "изразходва" под формата на изкуствено и императирвно увеличаване на мощността над тази, определена от PID регулатора, докато натрупването не се "изчерпи". Ако се сметнат правилно времеконстантите, може съвсем точно да се противопоставим на процесът на изстиване, който идва със закъснение след влизането на студена вода. На практика процесът се държи инертно, като кондензатори, свързани през известно съпротивление. Реотанът може да се нагрее бързо, но отдава топлината на бойлера и водата известно време. ПО същият начин, водата известно време отнема топлина от бойлера. Експериментално чрез налучкване се постигат много добри резултати - понеже реотанът има достатъчна мощност дори да нагрява водата докато тя изтича, когато се подберат правилни константи, се получава Steady-state положение, което е в рамките на 0.5 градуса от заданието и се колебае около него, а пускането на 40ml кафе води или до незабележимо разколебаване, или до спад с около 1 градус, след което нарастване с 1 градус (или обратното - първо пик и после спад, в зависимост от това, дали сме подали по-малко или повече топлинна енергия, отколкото водата е отнела). Разколебаването се дължи на реакцията на PID регулатора. Може би ще направя алгоритъм, който да прави приблизителна оценка на топлинния капацитет на системата, както и нейното Rth към външната среда (скорост на изстиване). Тези данни, заедно с времеконстантата на системата, могат да се ползват за да се предвиди колко енергия да се подаде, че да се доближим бързо до заданието, но да не го надскочим. Не съм специалист по термодинамика, та можете да помагате. И моето налучкване дава отлични резултати, но ако трябва да споделям проекта, трябва алгоритъма да е хубав, с разбираеми входни параметри за настройка.

Импеданса на сорсовите вериги ти е около 3К ("изходите" от транзисторите). Не разбирам какво точно ме питаш. Ако имаш предвид, че "товариш" транзисторните стъпала по променлив ток, това няма да е много значително товарене. В твоята схема, "изходът" на схемата "вижда" следните импеданси в паралел, когато всичко е в средно положение: -125К към единия сорс -125К към другия сорс Това прави съпротивление в изхода, равно на около 62.5 килоома, което не е точно незначително и не мисля, че се различава чувствително от това, което предлагам. Защо не вържеш двете половинки на стерео потенциометър (около 25К-50К) съответно от OUT1 към земя и от OUT2 към земя, и от "стрелките" на потенциометрите през неголеми резистори не сумираш променливотоковата съставка към изхода?

Главният проблем е, че свързването не е потенциометрично и с ротация на "бленд" - а изходния импеданс варира от около 70К в средно положение, до 2-3К в крайно. Пък и за какво ти е стерео потенциометър в това решение? Свържи двата сигнала в краищата на единичен примерно 100К потенциометър и от средната точка взимай сигнала. краищата можеш и да заземиш по прав ток с големи съпротивления или изхода (в който случай получаваш някакъв делител).

Може да понамалиш стойността на потенциометъра (двойния). Десния сигнал за бленда, защо се взима от гейта на транзистора, а не от сорсовата верига? 10-те килоома са близки до излишни, защото по променлив ток, изходното съпротивление на сорсовите вериги е малко, та този резистор е, колкото да придържа работата към земя. Освен това, пречи за пълно намаляване на звука. Може да изчислиш схемата така, че R13 / R23 да са двете половинки на потенциометъра, и да сложиш да кажем, 5К стерео потенциометър, а към изхода да сложиш някакви примерно 22К резистори от "стрелките" на потенциометрите към изхода, където сигнала се сумира. Ако имаш резистори от гейтовете към захранването, то това захранване трябва да е изключително добре филтрирано, ако не е батерия.

То е преходен процес - тези спадове се наблюдават поне 5-10 секунди след като екстракцията е спряла, защото трябва време, да изстине цялата група. Според мен, ако добавям колкото е необходимоп енергия по време на екстракцията, тези спадове ще станат под 0.5-1 градус, което ще е идеално. Стабилизирането на температурата не е много лесно, когато машината се пуска студена, тогава има значителен пик, докато слезе около заданието. Ще видя, дали мога да оправя това с параметрите на PID, или по-скоро трябва да си имам различен режим, когато съм много далече от заданието, да пускам PID само когато сме близо, или пък да ограничавам максималната мощност, когато се приближаваме. По принцип, като знаем колко енергия сме приложили и как се променя температурата от това, може да направим приблизително изчисление за топлинния капацитет, от което можем да предвидим, колко време трябва да работи реотана на пълна мощност, и след това да спре, за да може да имаме пик там, където искаме, след което да предадем управлението на PID регулатора. Нещо такова мисля...

Ето правилните снимки!

Сложих нещото в една Gaggia Espresso за тест с едно помощно 12V захранване. Още не съм й настройвал коефициенти на регулатора, но на снимката се вижда, че поддържа 96-97 градуса, а като пусна кафе, пада до около 94, което не е фатално. Като й сложа дебитомера, ще напиша алгоритъма, да подгрява с колкото е нужно по време на екстракцията, което, да се надяваме, ще увеличи още температурната стабилност. Още чакам датчици на налягането, но тествах PWM на помпата - работи, което вероятно значи, че не съм окепазил платката, което е пълна изненада! Турих една голяма алуминиева подложка под платката, която контактува с дъната на триака и транзисторите посредством алуминиеви цилиндри с диаметър 8мм през отвори в платката, като под 13005 има силиконова подложка, защото не е с изолиран корпус. Изглежда, да няма кой-знае какво загряване така. Очаква ме дописване на софтуер, а програмната памет е 69% пълна.

След като направих усредняване на 20 семпъла (един вид oversampling) и периода на триака 1 секунда, реших да си поиграя с PID константите при моята постановка с поялника. Шумът сега е поне 10 пъти по-малък, което е много хубаво. След известна играчка, започнах да получавам познатите фигури от учебниците: На първи опит се получи много нисък коефициент за I, което води до около +- 0.4C Steady-State грешка, което е приемливо, но пък имаме много малък, незначителен overshoot и доста бързо установяване близо до заданието. Тук си играя да променям температурата между 65.5 и 95.5 градуса, като малкия спад е нарочен, да понижа температурата с 8-9 градуса и обратно да я кача до 96.5C. Вероятно има какво още да се прави, особено когато грея кафемашината, но дори така, това отклонение от под половин градус е много-много по-добре от +-5 градуса при термостата, които освен това непрекъснато се колебаят и никога не се установяват. Тук, при изчакване от около минута и малко, температурата се утановява, в ракките на +-0.1C от заданието, което е супер.

О, много е красиво, а и е много добре записано. Звучи освен това популярно, което също е хубаво! От доста време следя твоите публикации и ми харесва, че освен с познания, свириш със сърце.

Мисля си също, че ако имаме дебитомер и сложим още един датчик за температура в резервоара, когато пускаме кафе, може да изчислим колко точно секунди реотана да работи на пълна мощност, за да върнем точно загубената енергия, след което отново да включим PID регултора. Така може би ще имаме доста по-бързо възстановяване след кафе, а и поддържане на температура по време на екстракцията.

Направих лентов кабел и подкарах нещото частично. Бях свързал Tact бутоните, така че винаги са натиснати, та малко рязах писти. За урок ми е, винаги да пускам пистите до площадки по диагонал на копчетата, че от който и тип да са, все да не окъсяват. Написах функция, която определя температура, четейки напрежението от делител с NTC термистор. Свързах един поялник към триака и опрях термистора в него, а с библиотеката PIDv2 реализирах софутерен PID регулатор, опитвайки се да поддържам температура от 47 градуса по Целзий. Ползвах времеконстанта 500ms и настройки по подразбиране, които имат относително висок коефициент за интегриращото звено. Вижда се, че при тези настройки имаме бая overshoot над заданието. Когато намаля интегралния коефициент, получавам това: Така колебанието не е толкова голямо, но има доста шум в системата, което ще коригирам, първо като взема усреднено измерване от последните 100-200 ms, да кажем от 8-16 проби и след това го подам за вход на PID регулатора. Друга причина за шума е "контролен" шум от това, че триакът e zero-crossing и за 500ms имаме само 25 периода мрежово напрежение, или 4% минимална стъпка на промяна на мощността. Ако увелича периода на 1 или 1.5s, ще имам стъпка 2% или 1.5%, което трябва също да намали шума в системата. Освен това, мога да направя регулатора адаптивен, като става с по-неагресивни коефициенти, когато е близо до целта. Трябва да доизмисля охлаждането на силовата част и да пробвам с най-близкото до реалните условия - с кана за вода.

Ами... продължавам. Трябва сега да прегледам всичко и да направя лентов кабел, след което едно по едно да пиша keep alive, standy функционалности, PID, който в началото ще пробвам с каната за вода и един готварски термометър, и т. н.

Правя платки по метода с отпечатване с лазерен принтер върху гланцова хартия. След това - нагряване на платката на стъклокерамичен котлон с терморегулатор и притискане на напечатания оригинал с облото на лъжица или сгъната на топка салфетка към горещата платка, да се залепи тонера за платката, която е идеално изчистена и обезмаслена предварително. Трябва да се внимава с натиска, за да не се разлеят много пистите. След това се охлажда платката с хартията във вода, докато се разкисне хартията достатъчно, че да може да се отстрани. Остава само тонерът върху платката. После ецвам с железен трихлорид. Понеже се ецват и дупките на отворите по пистите, е много удобно после, защото бургийките на дрелчицата се самоцентрират в тях. Успявал съм и двуслойна да направя. И четирислойна, три слоя и ground plane от две платки. Само метализация (via) не става и трябва да се проектира така, че за тая цел да се ползват крачета на резистори и други компоненти, които не си закриват крачетата като се поставят на платката.

Скоро ще мога лека-полека да започна да тествам и допрограмирам на истинска кафемашина, само да направя контролната платка и да се моля, нещо да не изгърми :D. Ще прегледам още веднъж схемата и платката, ще измисля нещо за охлаждане и ще монтирам нещата вътре. На първо време, ще допиша малко софтуера и ще реализирам keep alive/standby функционалността както и ще се опитам да направя PID / AutoLearn за температурата на водата. Също, ще боцна дебитомер и ще го направя да брои през interrupt функция. Като дойдат китайските датчици, ще работя и по PID за налягането, засега ще е без тази функционалност, като може да опитам да направя някаква програма, която мени мощността по време на екстракцията, за да се случва тя все пак, при малко по-малко налягане.