Controladores de temperatura - PIDs

[Genovese]

Tenho dúvidas sobre a permanência de vapor na caldeira após o resfriamento.

Isto porque a mesma agua que vira vapor acima de 100 volta a ser agua abaixo de 100. Ou seja, uma vez resfriada a caldeira, tudo voltaria a ser água novamente.

 

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[lipe_oa]

Tudo volta, mas quando vc utiliza o vapor vc está diminuindo o tanto de agua dentro da caldeira, por isso sobra um espaço que posteriomente vc tem q completar utilizando o botão de agua.

[Genovese]

Faz sentido.

 

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[Bernardo]

Quando faço vapor na Silvia, eu deixo a caldeira chegar a uns 142º antes de começar a vaporizar o leite. quando termino a vaporização, o PID está marcando 120º. Porém, para fazer um novo shot, mesmo que o PID volte a 105º, tenho antes de encher a caldeira de novo. Nunca fiz o teste, mas a vaporização na Silvia é constante ? Se deixar ligado por um perído de dois a três minutos, o vapor vai sair ou chega a um determinado ponto que ele para por não ter mais água na caldeira ? 

[lipe_oa]

Exato? Vai chegar a um ponto q a agua acaba e não terá mais vapor. Nunca deixe isso acontecer, a resistencia ficara descoberta e trabalhará a seco podendo queimar.

[Rodrigoks]

Aposto que leva bem mais que 3 min pra isso acontecer na Sílvia.

[Cabral]

Parece-me que uma das preocupações do Bernando é o acúmulo de pressão se tornar perigoso.

 

@Bernardo, quando você aciona o botão de vapor, a caldeira sobre pra esses 140~150'C mencionados, a água tenta evaporar e a pressão mantém parte dela em estado líquido. Nessa situação, se não me engano, a tendência é a pressão na caldeira ficar entre 1,2 BAR e 1,5 BAR, dependendo de diversos fatores.

 

É necessário ter a noção de que os sistemas com fornecimento controlado e limitado de energia alcançam um equilíbrio, e é por isso que usamos termostatos e pressostados nas caldeiras, para impor tal limite. Salvo mal-funcionamento, a pressão da caldeira não irá ultrapassar muito os 1,5 bar, mesmo em modo de "vaporização".

 

Uma comparação interessante para dirimir sua "sensação de perigo" é com a pressão de pneus de carros de passeio, que gira em torno de 2 BAR (ou 30 PSI). Concorda que em geral a parede metálica (alumínio, cobre, aço, bronze etc.) de uma caldeira é muito mais resistente que a parede de um pneu? A pressão da caldeira em modo vapor não chegaria sequer a dar conta de manter a borracha do pneu inflada o suficiente para o mesmo ser utilizado em um carro... 

 

Muitos fabricantes de máquina de espresso se vangloriam de utilizar bombas de 15 ou 16 BAR. A pressão do vapor é significativa, sim, mas nem tanto, não passa de 7 a 10Kg por polegada quadrada, enquando a bomba d'água consegue gerar mais de 100Kg/pol².

 

Em outra comparação, um adulto mediano, em geral, exerce em torno de 3Kg/pol² sobre a sola do pé ao caminhar, no momento em que apenas 1 dos pés sustena o peso do corpo. Durante uma corrida "suave", a pressão exercida sobre algumas partes do pé passa normalmente de 10Kg/pol², mais do que a pressão do interior da caldeira em modo "vapor", e a mesma é feita de um metal espesso e projetada para suportar no mínimo 10x mais que isso.

 

Quando a bomba é acionada a coisa fica bem mais forte, mas nada fora do previsto pelos projetistas. Como a bomba d'água costuma ficar antes da caldeira e esta fica antes do grupo, tudo se sujeita à mesma pressão. Como há válvulas que limitam a pressão da bomba, em geral em 11 BAR ou menos, consideremos que esses 11 BAR representam aproximadamente 160 PSI, ou aproximadamente 72Kg/pol². Mesmo assim as máquinas de espresso não costumam "explodir" quando você aciona a bomba, não é? Justamente porque foram feitas pra suportar muito mais "carga" do que isso, por segurança.

 

Se todos sistemas de segurança falharem, ainda assim é mais provável que o calor e a pressão crescentes façam romper uma vedação de borracha e haja alívio de pressão muito antes de o metal da caldeira se romper. Vazaria numa junta, talvez com alta pressão e até com um momento de pulso de descompressão, mas não explodiria. A junta mais comum de ceder é justamente a "gaxeta de grupo", que é o anel de vedação da cabeça de grupo que sela o conjunto filtro/porta-filtro para extração.

 

Daria pra comentar sobre os limites de capacidade do elemento aquecedor também impedirem que a temperatura passe de certo ponto (queima da resistência) e outras coisas, mas acho que isso já basta pra "sossegar" sua preocupação.

[Genovese]

Olá amigos.

Mais uma vez estou me pondo a mexer na Gaggia Classic (minha mulher já tá achando que to ficando louco kkkkkk).
O desafio agora é envolver a caldeira com tubo de cobre para fazer o preheat, a fim de evitar a queda da temperatura durante a extração. Costumo fazer dois doppios (ou quase isso).
Alguém aqui já fez essa mod e pode dar umas dicas???

 

As dúvidas são:

• Diâmetro do tubo de cobre (acho que é 1/4).
• Conexões com a tubulação da máquina (Acho que são de 1/8)
• Perda de eficiência da bomba. É significativa? (já que terá que bombear água por uma tubulação significativamente maior)
• Tipo de conexão com o tubo de cobre (estou pensando nesse modelo http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-772524017-conexo-rosca-18-npt-para-tubo-cobre-14-lato-_JM

Ajuda e dicas sempre são bem vindas.

 

Valeu.

[rubensp]

Genovese voce já deve ter achado, mas vai que né:

 

http://www.gaggiausersgroup.com/index.php/topic,338.0.html

[Genovese]

Genovese voce já deve ter achado, mas vai que né:

 

http://www.gaggiausersgroup.com/index.php/topic,338.0.html

Fala Rubens, como você está?

 

De fato eu já havia passado por ali kkk.

 

Coloquei o manômetro na saída do vapor e o dimmer como eu havia conversado com vc.

 

Ficou bom, mas ai descobri que durante a extração o PID entra em ação ligando a caldeira e variando a tensão da bomba. Resultado... queda de pressão. Kkk

 

Ai resolvi fazer o preheat para evitar que o PID seja acionado durante a extração. Sujeito normal né!!!

 

Obrigado.

 

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[Genovese]

Boa tarde senhores.

 

Fiz o mod preheat nesse final de semana, acrescentando 60ml de água quente ao sistema. Deu um trabalho do cão para fazer a serpentina, mais especialmente a dobra da parte final.

 

Infelizmente ao que parece o acréscimo da tubulação realmente impactou no desempenho da bomba, aumentando significativamente o barulho. Também notei que foi necessária uma moagem mais fina para conseguir os 9 bar de pressão.

 

Tendo em vista o barulho, resolvi desfazer o mod e voltar à configuração anterior. Prefiro lidar com a temperatura do que suportar o barulho durante a extração.

 

Quanto às dúvidas anteriores a situação é a seguinte:

 

As dúvidas eramm:

• Diâmetro do tubo de cobre (acho que é 1/4). - Confere
• Conexões com a tubulação da máquina (Acho que são de 1/8) - Confere
• Perda de eficiência da bomba. É significativa? (já que terá que bombear água por uma tubulação significativamente maior) - Sim, há impacto tanto na pressão quanto no nível de ruido.
• Tipo de conexão com o tubo de cobre - Usei um flangeador ao invés da conexão por compressão.

 

Enfim, é isso.

[Bernardo]

Por acaso é possível programar o PID para ele ligar a uma temperatura mínima ? No meu caso, eu programo ele a 105ºC para a água sair a 92ºC. Porém, algumas vezes o PID só liga quando a temperatura chega a 86ºC. Eu queria que ele ligasse automaticamente quando a temperatura chegasse a 92ºC.

[sergio.m]

O PID, se bem regulado, praticamente sempre fica "ligado".

 

Quando perto do setpoint, você tem a impressão que ele está desligado mas na verdade a potência para a resistência é baixinha. (basicamente é a mesma potência que é dissipada pelo sistema).

 

Então é uma questão de regular os parâmetros para ficar do jeito que vc quer.

[Bernardo]

Sergio, mas pelo que sei só é possível regular a temperatura normal dele quando a áquina fica parada. no meu caso em seto em 105ºC. Por acaso é possível setar uma outra temperatura mais abaixo ?

[sergio.m]

O setpoint de 105 C vc não precisa mudar já que assim a temperatura de saída da água é nos 92 C, o desejado pelo jeito.

 

Parece que vc quer resposta mais rápida. Isso se faz ajustando os parâmetros, P, I e D. Imagino que alterar o P já melhore.

[viniesp]

Bernardo, para uma resposta mais rápida do sistema, tenta alterar o valor do P. Cuidado para o sistema não oscilar muito, precisando alterar outros parâmetros.

Vc pode, se preferir, alterar o valor do I e reduzir seu overshoot, neste caso, tenta diminuir o valor do I.

Com a alteração do I, caso o sistema passe a se comportar inconstante, altere o valor do D.

Resumindo, tentaria aumentar o P, melhor opção.

Alterar o valor do I, diminuir, é a segunda opção.

[Genovese]

Bernardo... tenta o autotuning primeiro.

Se não melhorar, acredito que voce tenha que aumentar a frequência de acionamemto da caldeira.

Uma frequência maior de acionamento fará com que a temperatura não chegue a baixar tanto, ja que a caldeira será acionada antes que baixe mto.

Não lembro muito bem quando estudei isso, mas acho que vc aumenta a frequência diminuindo o valor de "I".

Isso provavelmente vai fazer estourar o teto da temperatura. Se isso acontecer vc deverá ir baixando gradativamente o "P".

Isto porque "P" corresponde a quanto tempo a caldeira fica ligada a cada ciclo "I".

Em resumo, ciclos mais longos precisam de P maiores enquanto que ciclos menores preciam de P menores.

Eu "acho" que seria isso.

 

 

 

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[Bernardo]

O que não quero é deixar a temperatura ficar abaixo de 92ºC. Tem tiradas que a temperatura chega a 86ºC. Isso varia muito de acordo com o tipo de café e granulometria dele. No manual do PID só lembro de instrução para setar o setpoint dele em 105º. Vocês sabem regular as demais temperaturas ?

[Genovese]

Kkkk...

Queda de temperatura durante a extração????

Se resolver me avise...tbm tenho esse problema.

 

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[Bernardo]

Queda sempre vai haver, mas quero que ela se mantenha nos 92ºC.

[Genovese]

Queda sempre vai haver, mas quero que ela se mantenha nos 92ºC.

Um "interruptor pulsador" instalado direto pra caldeira deve resolver.

 

Quando vc perceber que a temperarura vai começar a cair, basta dar um pulso.

 

Durante o pulso a caldeira vai ligar e a temperatura ficará mais proxima do ideal.

 

Faço isso aqui em casa.

 

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[regisassao]

Em 14/06/2016 at 11:40, lipe_oa disse:

E vc está pensando erroneamente, o PID setado em 105°C e saindo a 92°C é pq a água está em 92°C, o que acontece é que

há uma diferença entre a leitura do PID e a temperatura real da água,

isso ocorre pq o sensor não está inserido diretamente na aguá, gerando

assim uma diferença entre o que se lê e o que se mede

Acabei de entender porque a minha Poemia setada em 90 entrega água a 70-71 pelo chuveiro… Vou ter que refazer alguns experimentos…

[gabrieltravassos]

@regisassao, tem uma maneira experimental de aferir este diferença de temperatura, acho que pode te ajudar:

1- liga a máquina e a deixa aquecer / estabilizar em uma temperatura baixa, que não gere vapor (algo entre 20-30 min);

2- Abra a válvula do bico de vapor (verifique que não sai vapor na temperatura de set point do PID);

3- vai aumentando o set point do PID de grau em grau, deixando aproximadamente 5 min em cada grau, até que você verifique que começa a ser gerado vapor (saindo pelo bico de vapor).

Neste momento, da geração de vapor, você sabe que a água está a aproximadamente 100°C (se estiver em uma elevação próxima ao nível do mar) e sabe qual temperatura seu termopar está medindo. Portando você obtêm este delta de temperatura aproximado.

Talvez nas configurações do teu microprocessador possa incluir o delta e informar diretamente a temperatura da água (algo próximo de 95°C, a depender do gosto / tipo de torra), mas se não tiver teria que setar o valor já considerando o delta (algo como 105°C, se fosse uma delta de 10°C).

Essa foi a metodologia mais simples que eu encontrei, visto que não precisa de uma segunda medição da temperatura da água (que é sempre mais complexa de ser obtida ou com maior incerteza, quando se mede a água já extraída).

Nos testes que eu já vi, pra caldeira da Gaggia Classic, com ponto de termopar na parte inferior, é esperado um delta de 8°C entre a carcaça da caldeira e a água. Mas dependendo do ponto de instalação do termopar (se for mais acima ou se não for instalado em um poço roscado, como dos termostatos) esse valor pode ser ainda maior.

[regisassao]

Boa dica! Vou tentar dessa forma também. E depois de conhecido o ponto de ebulição, vou medir no termômetro pra ver se tem diferença e de quanto.

[regisassao]

Fervi água e medi com o termômetro espeto: 98.5 graus.

Fiz o teste conforme acima e gera vapor com temperatura entre 97-98 graus, aproximadamente. Difícil ser exato pois começa a gerar vapor e não dá pra saber exatamente se a água está Em ebulição na caldeira. Mas em 97-98 graus, sai um vapor constante. Então, considero que o sensor está medindo a temperatura num bom ponto, que a água e caldeira estão conseguindo uma boa estabilidade térmica, acho que não tem muito o que ajustar de offset. Mais provável que o erro esteja no método e equipamentos de medição.

Medir a temperatura da água no chuveiro é complicado, teria que ser um termômetro de resposta rápida. Mas considerando que o caminho da água até o bolo é muito curto, não daria para ter muita perda térmica. O pessoal que tem a Silvia relata uma diferença na faixa de 10 graus.

O que eu consegui observar na Poemia foi um mínimo de 70-71 graus na saída do chuveiro, com o termômetro estabilizado e tendo extraído uns 100 ml de água, o que me indica que a máquina deve conseguir manter a temperatura de extração na faixa dos 95 (ou seja lá qual for a temperatura de partida ajustada) no início, caindo até uns 70 no final da extração, por limitação do tamanho da caldeira e potência da resistência.

Eu vi uns vídeos de extração em Silvias e Gaggias Classic com variações muito pequenas de temperatura (na faixa de 2 graus). Não faz muito sentido pra mim entrar 60 ml de água numa cadeira de 80 ml (Gaggia Classic) ou 250 ml (Silvia) e ter uma variação de apenas 2 graus. Mesmo com uma resistência podendo chegar a 1400 W dependendo do modelo da Gaggia (contra 1000 W da Poemia e sua caldeira na faixa dos 120 ml).

[gabrieltravassos]

Quanto ao offset, agora parei pra observar, a caldeira da tua máquina tem resistência interna, correto? Nesse caso, você tem uma eficiência melhor de troca térmica (Água diretamente em contato com resistência térmica) então o offset ficaria bem reduzido mesmo (ainda mais se for uma caldeira de parede fina). 

Quanto a queda de temperatura da Classic não acredito muito em uma queda de apenas 2°C durante uma extração, ainda mais sendo uma resistência externa (menos eficiente). Mas o lado favorável a isto, se houver uma longa estabilização térmica, é a grande massa de metal da caldeira (é bem pesada e de parede grossa) que daria uma inércia térmica maior ao sistema.

Só vou poder te falar sobre essa variação na Gaggia quando tiver o PID instalado, poderia até verificar sem o PID e com estabilização térmica longa, mas deu pau na bomba da minha ontem (uma ARS laranja das antigas) e agora vou ter que esperar chegar uma nova (Ulka).

[regisassao]

Bom ponto. Sim, a resistência é interna, as paredes são finas, de alumínio, e de fato a temperatura deve se equilibrar  mais rapidamente.

Ontem, depois de postar aqui, vi uns vídeos da SCG sobre Silvias com PID e a queda durante a extração é de aproximadamente 15 graus, o que faz muito mais sentido. Com PID ajustado para 98 graus, o café sai na xícara a 68 graus sem pre-aquecer a xícara e a 74.5 graus quando a xícara é pre-aquecida a aproximadamente 61.5 graus. Ao final da extração, o PID marca uns 85 graus. Vou deixar um dos vídeos aqui, caso queira dar uma olhada: 

Outro detalhe é que o PID da Aubers instalado na Silvia faz uma pré-infusão, são uns 2 segundos apenas, mas isso também dá algum tempo a mais para o PID pegar uma queda de temperatura e acionar a resistência.

Acredito que os vídeos onde a queda de temperatura foi pequena tenham muito a ver com a localização do sensor, uso de pasta térmica, e outros detalhes de instalação.

[jean1]

Pessoal, estou interessado em instalar o PID na minha máquina

Olhei os kits mais vendidos no aliexpress e todos acabam vindo com um termopar

Estou com dúvida quanto ao posicionamento desse sensor. Eu não conheço essa ponta e parece que não deve encaixar em nenhuma parte do boiler. Alguém sabe dizer se daria certo?

 

[regisassao]

@jean1 qual sua maquina?

Eu comprei um sensor a parte, em forma de anel, para facilitar o encaixe: 

https://a.aliexpress.com/_mLdJDLw

Na minha máquina, tem uma presilha que segura o termorresistor e coloquei o sensor embaixo, com um pouco de pasta térmica, fica num ponto bom da caldeira:

Em algumas máquinas, você solta o parafuso do termostato e encaixa esse padrão do termopar, mas tem que ver se o diâmetro do sensor bate com o da sua maquina. Já vi pessoas instalando esse sensor tipo parafuso com um pedaço de chapa adaptado só pra dar contato, mas não sei se fica bom.

 

[jean1]

12 horas atrás, regisassao disse:

@jean1 qual sua maquina?

Eu comprei um sensor a parte, em forma de anel, para facilitar o encaixe: 

https://a.aliexpress.com/_mLdJDLw

Na minha máquina, tem uma presilha que segura o termorresistor e coloquei o sensor embaixo, com um pouco de pasta térmica, fica num ponto bom da caldeira:

Em algumas máquinas, você solta o parafuso do termostato e encaixa esse padrão do termopar, mas tem que ver se o diâmetro do sensor bate com o da sua maquina. Já vi pessoas instalando esse sensor tipo parafuso com um pedaço de chapa adaptado só pra dar contato, mas não sei se fica bom.

 

Obrigado pelas dicas!

A minha máquina é a philco 15 bar. Abrindo ela aqui, eu vi que o sensor original é fixado por uma chapa com dois parafusos, direto no boiler.

Acho que se eu colocar o termopar que você me indicou embaixo dessa chapa daria certo