Pessoal,
Vou tentar resumir aqui uma série de informações sobre meus últimos testes com o PID na Poemia, conclusões sobre estabilidade térmica etc.
Para esses testes, usei um termômetro comprado no Aliexpress por 40 reais, com termopar tipo K com uma ponta bem fina, de 1 mm aproximadamente:
TM-902C (-50C to 1300C) Temperature Meter TM902C Digital K Type Thermometer Sensor + Thermocouple Probe detector
https://a.aliexpress.com/_m0e5tL4
Instalei no portafiltro e adianto que vaza um pouco de água. Às vezes, poucas gotas, às vezes vaza bastante. Também não recomendo fazer muitos testes, pois pode estragar a vedação.
Precisão desse termômetro: fervi água e medi 95.5 contra um valor esperado de 97 graus aproximadamente para São Paulo. Estou em São Caetano do Sul, mas a diferença de altitude é pequena: 744 m em SCS contra 760 em São Paulo. A medição é relativamente rápida, o termômetro precisa de uns 5-10s para estabilizar. Porém, precisão mesmo e padrão de comparação, só se você comprar um Scace, que custa uns 700 dólares lá fora.
Medindo com esse termômetro do Ali, deixei extraindo por mais de 1 min (aproveitando o café de uma extração anterior, portanto, com pressão no portafiltro). Como o termômetro precisa de uns 10s para estabilizar a medida inicial, estou considerando a temperatura inicial como sendo 79 graus. Depois de 37s do início da extração, a temperatura se estabiliza em 84 graus no bolo, uma variação de 5 graus portanto. Continuei extraindo ate passar de 1 min e ficou em 85 graus. Com isso, cheguei a uma diferença de 20 graus entre a água no bolo e a da parede externa da caldeira medida no PID:
Por que essa diferença tão grande na temperatura? Na Poemia, descobri que internamente ela possui uma aleta metálica que serve provavelmente para conduzir calor e ter uma leitura de temperatura mais precisa no termostato. Porém, ela fica bem na frente da entrada de água na caldeira, formando um anteparo e reduzindo a turbulência que ajudaria na estabilidade térmica e troca de calor. Além disso, forma uma região fria na caldeira bem embaixo do local onde instalei o termopar do PID, pela facilidade de instalação:
Onde fica meu sensor:
Aleta:
Num segundo momento, ajustei o offset do PID para ele aproximar a temperatura inicial medida no topo da caldeira para a temperatura provável da água caindo no bolo, uns 10 graus de offset nesse teste. Ao testar em 90 graus, obtive medições variando entre 78 e 87, aproximadamente, numa extração de café de 27 segundos. Subi mais 2 graus no offset (considerando aquele erro de 1,5 graus desse termômetro no teste com água em ebulição), mas o que eu queria focar agora era a redução da variação.
Minha impressão era que o PID precisava de um tempo para medir a diferença de temperatura e perseguir o valor alvo. Ele fica piscando o led "out", indicando um liga e desliga da resistência que significa aproveitamento inferior aos 100% da potência disponível.
No post da Philco 15 Bar, tivemos umas trocas de ideias sobre a resistência ter potência suficiente para manter a temperatura ou não:
A impressão era de que não havia potência disponível, devido a perdas, troca de calor não ser tão eficiente, dentre outros. Também tinha duvidas sobre a capacidade do boiler ser um limitante, a da Poemia tem 150 ml (aproveitei que tirei as peças da maquina sucatenada da caixa e medi o volume) enquanto una Silvia tem 300 ml, a Gaggia Classic acho que fica no meio do caminho...
Então, resolvi medir fazendo um bypass no PID: o PID foi usado para aquecer a máquina até 85 graus e deixar uns 15 min para pre-aquecer grupo e portafiltro. Adicionei uma fase no botão de extração para que, ao ser acionado, jogasse 100% da potência para a resistência. Resultado: não deu tempo nem do termometro estabilizar, a temperatura estava passando de 100 graus em 5 segundos, então, parei a extração e desfiz o jumper.
Portanto, vou ter que controlar a resistência de outra forma. Talvez com o PID ( o @gabrieltravassos mencionou uma função on-off que não sei se o meu possui), talvez com um microcontrolador arduino ou ESP32, poderia usar um dimmer e limitar a potência da resistência, enfim, são várias opções, ainda não decidi qual caminho seguir, pois umas são bem mais complexas que outras
Mesmo na instalação atual do PID, posso mexer nos parâmetros. Eu tinha feito testes no passado, mas era com a referência da temperatura no topo da caldeira. Porém, não acredito que o PID tenha velocidade de resposta para manter uma variação de 2 graus numa extração de 30s, independente dos parâmetros, e no modo mais agressivo, vai ter um overshoot muito elevado, que causaria uma grande demora em uma segunda extração. A segunda extração não é um grande problema para mim, mas melhoraria muito pouco essa variação, então, eu tendo a partir para o on-off mencionado pelo Gabriel ou para o microcontrolador.
Outras conclusões:
Tamanho da caldeira parece não ser o impeditivo. Claro que uma caldeira maior facilita, mas caldeira pequena com resistência bem gerenciada pode ter boa estabilidade também.
Em outros posts, foi mencionado "uma enorme oscilação de temperatura entre o marcador e o que ela realmente entrega" falando da Oster Xpert, também vi comentários similares em relação a diferentes máquinas e seus PIDs. Acredito que em parte é porque os PIDs medem a temperatura em diferentes regiões (topo, lateral ou dentro da caldeira), sujeitas a maior ou menor precisão dependendo da localização do termopar, do tipo de aquecimento (resistência interna, externa, termobloco, material que é feita a caldeira etc), mas sempre com uma latência térmica, seguida de uma lentidão na detecção do erro e correção de temperatura. Talvez medindo a temperatura no bolo vocês consigam encontrar uma variação na faixa de 5 graus ou menos. Caso alguém se anime a comprar um termômetro e seguir o processo acima, compartilhe aqui os resultados.
Mesmo com a velocidade não ideal de correção de temperatura, o PID tem um grande mérito para mim que é a conveniência de pré-aquecer a máquina na temperatura ideal de início de extração, e independente da sua lentidão, faz uma correção que mantém uma faixa de variação de temperatura aceitável para uma máquina que comprei por 300 reais (usada), e inferior a faixa de variação de um termostato (no mínimo 10 graus)
Sabor que é o que mais nos interessa: eu costumava extrair em 90 graus. Com o offset ajustado e mantendo em 90 graus, meus novos 90 graus seriam 102 anteriores, com 90 graus realmente no bolo. Eu achei que os meus cafés ficaram amargos e reduzi pra 85 graus no momento. Também achei que alguns cafés ficaram com sabor mais acentuado, como se estivesse extraindo mais do grão, inclusive mais acidez, o que parece um contrassenso se aumentei a temperatura em 7-12 graus em relação ao ajuste anterior. Ainda estou avaliando...
Também sei que a cartilha do bom espresso diria que 85 graus é uma temperatura muito baixa, porém, pro meu paladar está melhor e pode ser que eu baixe ainda mais. Ou a medição de temperatura no bolo esta errada. Estou testando, mas o paladar tem prioridade em relação à telemetria kkk...
@Carneiro, @Le barista wave, @Fogo ruivo, @Felipe_Silva, @gabrieltravassos, @MarcioMO tentei reunir as informações de coisas que debatemos em posts diferentes para dar uma organizada e reduzir o off topic nos outros posts...