Poemia - Passo a passo para o controle de temperatura

[Galttar]

Fala Galera!

Se aqui for o local errado pode mover.

 

Vou iniciar a modificação da minha Saeco Poemia adicionando um Controlador de Temperatura e vou usar esse tópico para documentar o mais detalhado possível esse processo.

Primeiro vou montar um esquema de ligação, depois fazer alguns testes e por fim definir o projeto e montar a modificação.

 

Estou tendo a ajuda do @rbcassani e do @Weiler.

 

Vou iniciar o tópico descrevendo as peças que foram compradas.

 

1) Controlador de Temperatura TTS685N

Preço: R$ 216,00

 

 

Optei em comprar o mesmo que o Weiler.

 

O TTS685N é um controlador digital de tempo e temperatura microcontrolado versátil com duas saídas. O controlador possui dois modos distintos de controle da temperatura: ON-OFF ou proporcional. O controlador possui um temporizador para o controle do tempo de prensagem, com dois modos de funcionamento e com escala de tempo ajustável.

A temperatura é visualizada em um display de três dígitos, tipo LED vermelho, e o estado das saídas são visualizados através de LEDs próximos ao display. O instrumento possui uma entrada para sensor de temperatura para termopar tipo J, e duas saídas de controle para acionamento de contatoras, relés de estado sólido e alarme sonoro.

O controlador restringe o acesso aos parâmetros de configuração através de um código de proteção, impedindo que pessoas não autorizadas alterem a programação.

Indicado para uso em sistemas de aquecimento como prensas térmicas.

 

 

2) Termopar Tipo J

Preço: R$ 23,80

 

 

 

3) Relé de Estado Sólido de 40A

Preço: R$ 38,90

 

 

Aqui é importante verificar a amperagem e a tenção de acionamento.

Como o controlador entrega duas saídas de 12V esse relé comprado pode ser ativado por essa tenção.

Usarei dois, um para controlar o aquecimento e outro para controlar a bomba através do Timer.

 

 

Por enquanto é isso.

Final de semana vou abrir a Poemia, medir alguns pontos, tirar umas fotos e iniciar o esquema de ligação.

 

Forte abraço.

Obrigado.

 

 

[Guest Anita]

Excelente, Galttar. Boa sorte.

[Arthur Oliveira]

Serei o próximo a fazer a alteração !

 

Ja usei um PID mas para controlar um termocirculador... economizei uma boa grana com esse projeto, um termocirculador custa uns 3000 dilmas.

 

Tai a foto da criança

Esse pid ja vem com um relé. ..

 

 

Vista lateral

 

[Galttar]

Opa, vou precisar de toda ajuda e sorte!

[Arthur Oliveira]

Mas esse pid da inova é enorme... vou procurar um menor

 

Enviado de meu SM-N9005 usando Tapatalk

[Arthur Oliveira]

Sera que o cara manda no Arduino ? Extração naked 

 

 

Espressuino

 

 

Latte Art

 

 

 

[marcosjost]

Gostei...

Aqui tem o site com todo projeto e documentação...

http://www.cyberelectronics.org/?p=315

 

 

Acho que vou arrumar uma utilidade para meus arduinos e shields parados...rss

[Weiler]

Galttar,

Se for replicar a montagem que fiz, precisará ainda:

 

- um caixa PATOLA de +/- 12cm de largura por 8cm de profundidade para acomodar o controlador

- terminais com isolamento para crimpar os fios

- fita dupla face para prender o relé.

- fios siliconados de 1mm ou mais para ligações AC

- fios tipo "cabinho" (0.5mm) para ligações DC

 

 

Se quiser usar o temporizador para controlar a bomba, terá que adquirir outro relé SSR (10-15A).

 

E MUUUUUITO CUIDADO COM A ELETRICIDADE!!!

 

 

Ferramental eu acredito que você tenha, mas eu usei uma Dremmel para cortar e dar acabamento na caixa patola.

[Galttar]

Opa, ótimas dicas.

Já tinha visto o projeto com Arduíno, mas será um controle simples.

 

Tenho experiência em projetos com PIC e ARM e estou em Santa Rita do Sapucaí, conhecido como o Vale da Eletrônica no sul de minas, mas como pretendo trocar de máquina em breve não vou partir para controles mais sofisticados.

@Weiler, vou replicar sim e já tenho os dois relés. Obrigado pela descrição dos itens, vou comprar os fios.

 

Forte abraço.

[Galttar]

Fala Galera!

 

Encontrei um documento com o esquema elétrico similar a da Poemia.

Estou com ela aberta analisando com um multímetro todo o funcionamento e acionamentos para projetar a melhor ligação.

 

 

Forte abraço.

Inté!

[Guest Anita]

Cuidado com o dedo!

[Galttar]

Que isso Anita... são mais de 20 anos mexendo com eletrônica...

 

 

 

AAAAAAAAAAAAAAA!

 

 

 

Tomei um choque... foi nada!

Tsss! Tsss!

 

[Guest Anita]

É aí que a gente cochila e vacila. 

[Galttar]

Fala Galera da cafeína, beleza?

 

Ontem finalmente chegou meu sensor Tipo J que tinha encomendado e comecei a fazer os primeiros testes.

Gravei três vídeos mostrando o funcionamento e configurações do Controlador de Temperatura.

Vou enviar os vídeos para o Youtube e depois posto aqui.

 

Forte abraço.

Inté!

[Bruno Marinho]

No aguardo

[Weiler]

Achei que você tinha tomado uns choques e desistido......hahahahaa

[Galttar]

Hahaha por enquanto não @Weiler!

[Galttar]

Fala Galera!

 

Como prometido segue os vídeos.

São caseiros e nada profissionais, mas servem para ter ideia de como funciona um Controlador de Temperatura.

 

 

Configuração Básica:

 

Controle:

 

Configurações Avançadas:

[Galttar]

Fala Galera!

 

Hoje comecei os testes e fiz a água ferver, não foi para o café, mas sim para achar o ponto de ebulição da água.

Medindo com o controlador achei 100 graus cravados durante os 5 minutos de fervura.

Boa notícia? Nem tanto.

 

Aqui onde estou, a 821 metros de altura, segundo alguns sites como o abaixo, a água deve entrar em ebulição a 97,322. Portanto, vou ajustar o offset do controlador em -3 e fazer novo teste.

http://www.csgnetwork.com/h2oboilcalc.html

 

Faz sentido para vocês?

Aguardo opiniões!

 

Forte abraço.

Obrigado.

[Galttar]

Mais alguns testes.

 

Medindo o desligamento e religamento da caldeira pela Poemia notei que ela desliga a 86 graus, mas continua aquecendo até 103 pela inércia térmica.

Também fiz a medição no surf que eu faço na Poemia e descobri que extraía o café a 90 graus.

 

To be continue!

[Weiler]

Galttar,

 

Primeiramente, parabéns por ter lido o manual...........hahahaha. Pouca gente faz isso! Mas vi que você compreendeu perfeitamente as funções do controlador.

 

Tenho apenas 1 sugestão para dar: no controle proporcional, você vai verificar que a rampa ascendente de temperatura é muito mais agressiva do que seu experimento mostrou.

 

Aqui eu constatei que é preciso interromper o aquecimento uns 20-25 segundos antes do setpoint. Se você deixar com 5 segundos, por exemplo, o pid vai desligar a saída do relê mas a temperatura vai estourar o setpoint e subir direto para uns 100-110ºC.

 

Meu setup, se não me falha a memória, é o seguinte:

 

- desliga o saída 20 segundos antes do setpoint

- aciona 1.5 segundos

- intervalo de 6 segundos

 

Também observei que o acionamento de apenas 1 segundo não é suficiente para que a temperatura suba. Já 1.5 segundos faz o controlador atingir o alvo com mais suavidade.

 

Um intervalo menor entre os acionamentos também faz a temperatura subir muito rápido e estourar o alvo. O padrão de fábrica é 8 segundos, mas achei longo demais. Por isso, deixei em 6 segundos, que foi a regulagem que deixou o sistema mais estável.

 

Você também vai observar que até que a caldeira atinja um equilíbrio térmico melhor, haverá uns saltos malucos na temperatura e, consequentemente, no trabalho feito pelo pid. 

 

Depois de alguns minutos, talvez uns 15-20, ele estabiliza no alvo e não dá mais saltos.

 

Por fim, você também perceberá que ao acionar a bomba, com a queda drástica da temperatura causada pela saída de água quente e entrada de água fria, o pid vai acionar a saída direto, para recuperar o alvo. Isso muitas vezes provoca saltos na temperatura, o que para mim é um bug de firmware.

 

De um lado, ajuda a manter a temperatura quando se está vaporizando. Mas por outro deixa a temperatura violenta quando ele tenta retomar o setpoint.

 

Era isso.

 

Boa sorte!

[Galttar]

Grande @Weiler!

 

Obrigado pelas super dicas!

Hoje fiz alguns experimentos a mais e constatei exatamente o que você falou, mas como estava com a Poemia aberta, e a perda de temperatura é maior, não perdi muito tempo ajustando, mesmo assim conseguindo uma estabilidade boa entre 92 e 94.

 

Deixando 1,5 segundos ligado quando está estabilizado e cai de 93 para 92 a temperatura não salta não?

Fiz testes aqui com números parecidos e ela passa de 93 chegando a 96, 98.

 

Por enquanto, achei melhor deixar ligado 0.2 segundos e desligado 2 segundos.

Ainda não testei partindo da temperatura ambiente, mas isso é fácil, é só deixar o início do controle uns 30 graus abaixo e na hora que estabilizar pegar a diferença para 93 e tirar do valor de início do controle.

 

Uma outra coisa, quando você diz:

 

Aqui eu constatei que é preciso interromper o aquecimento uns 20-25 segundos antes do setpoint. Se você deixar com 5 segundos, por exemplo, o pid vai desligar a saída do relê mas a temperatura vai estourar o setpoint e subir direto para uns 100-110ºC.

 

Na verdade essa configuração é em graus e não segundos.

Se colocou 20 significa que 20 graus antes do set point ele vai iniciar o controle.

 

Em relação ao problema que mencionou na verdade não é um bug.

Quando a temperatura está diminuindo e cai 1 grau do set point ele inicia o controle e se continua caindo, mesmo com o controle sendo executado, ele abandona o controle e liga direto.

A partir do momento que volta a subir a temperatura ele inicia o controle novamente.

 

Isso causa problema, sim, mas é por que o controlador não foi pensado para isso e sim para uma variação lenta de temperatura.

O que acho que falta é configurar quantos graus abaixo do set point ele deveria abandonar o controle.

 

No mais é isso aí!

Vamos trocando ideia e experiência que chegaremos ao senso comum e uma solução bem melhor e mais rápida.

 

Forte abraço.

Obrigado.

[Galttar]

Fala Galera!

 

Ainda não liguei o relé, mas já fiz vários testes e já deixei o sensor e controlador ligados na Poemia, dessa forma já consigo controlar a temperatura com os flush.

Fiz o meu primeiro café com 93 graus....

 

     

 

CARACA MEU!!!! Que diferença que faz o controle de temperatura!

 

     

 

É verdade isso ou eu estou sonhando?

O gosto do café com 93 graus ficou totalmente diferente, ou seja, com gosto de verdade!

 

Faz toda essa diferença mesmo?

Não to acreditando...

 

Será que eu errei e aí saiu um café melhor? 

 

Forte abraço.

Inté!

[Guest Anita]

Não. Faz sim.

 

Você sai de um bicho rebelde para um bicho mais ou menos domável.

 

Bem-vindo a um novo mundo. 

[Márcio Martignoni]

Parabéns, Galttar.

Já tô me coçando pra colocar na minha Delonghi. ..

 

Enviado de meu GT-I9505 usando Tapatalk

[sergio.m]

Interessante como funciona esse controlador. Não é um PID e não tem a precisão e responsividade de um bem tunado, mas é bem mais simples de regular. E pode até ficar melhor que um PID mal configurado.

[Galttar]

Valeu Sérgio, vou estudar os PIDs depois e as possibilidades e com certeza compro um lá fora e troco se for vantagem.

 

Um ponto negativo é que o Termopar está do lado de fora da caldeira e a cerâmica de aquecimento fica dentro e isso cria um retardo na medição de alguns segundos.

 

Seria interessante poder configurar uma curva de aquecimento e resfriamento, com o PID é possível?

 

Final de semana vou postar as fotos e vídeos de testes e aí entenderão o drama!

 

Abraço.

[sergio.m]

Não é bem uma curva. O PID é um algoritmo de como acertar a potência da resistência de acordo com o erro pro setpoint, sua variação e o acumulado em certo período. Quando vc pesquisar vai entender melhor.

[Galttar]

Roger that!

 

Estudando um pouco da teoria do termopar achei uma solução interessante.

 

Associação em paralelo

 

Para medirmos a temperatura média ao longo de um grande duto, em grandes fornos ou equipamentos onde a medida pontual não é significativa, podemos usar os termopares, ligando certo número deles em paralelo. A milivoltagem no instrumento ou no ponto de conexão em paralelo é a média daquela produzida pelo número de termopares utilizados. Esta voltagem é igual à soma das voltagens individuais, dividida pelo número de termopares ou é a mesma milivoltagem que poderia ser gerada por um único termopar, na temperatura média. As ligações em paralelo dos termopares para medidas de temperatura média, é vantajosa, isto porque a calibração do instrumento pode ser a mesma para um único termopar.

 

Vou estudar como distribuir alguns sensores ao redor da caldeira e verificar se a estabilidade melhora.

 

Abraço.

[Galttar]

Fala Galera!

Hoje fiz a instalação, durante o processo tirei algumas fotos para detalhar e vou apresentar explicando o funcionamento abaixo.

 

 

1) Alimentação

 

Abrindo a parte de baixo da Poemia retirando os três parafusos expostos facilmente acessa a entrada de alimentação.

Descasquei os fios da entrada e liguei um cabo que retirado para fora será ligado ao controlador para quando ligar a Poemia, também ligar o Controlador.

Fios soldados e isolados.

 

 

 

2) Passagem dos fios

 

Antes de seguir com o processo fiz a abertura atrás da Poemia para passar os fios.

Todos os encaixes testados.

 

 

 

3) Controle da Caldeira

 

A Poemia é controlada por um Termostado.

Termostado nada mais é que uma chave eletrônica controlada pela temperatura.

Abaixo de certa temperatura ela está fechada, acima dela aberta e esse Termostado apresentado na foto é o que liga a Caldeira para a extração e desliga em torno de 86 graus.

Logo ao lado tem um outro termostato que controla a caldeira para fazer o "leite bolhudo", mas esse será controlado pela própria Poemia.

 

 

 

4) Ligação do Relé

 

O Relé também é uma chave eletrônica, mas ele é controlada por energia elétrica, diferente do Termostato.

De um lado ele é alimentado por 12v do Controlador que ativa uma bobina e faz a chave se fechar magneticamente.

Do outro lado, lado da chave, vou ligar os fios que serão desligados do Termostato, ou seja, estou trocando uma chave controlada pela temperatura (Termostato) por uma chave controlada por sinal elétrico (Relé).

Dessa forma não influenciarei nenhum outro controle da Poemia.

 

 

 

5) Fixando o Relé

 

Fixe o Relé na parede interna da Poemia tomando dois cuidados: não atrapalhar os encaixes e ficar o mais distante possível do calor.

 

 

 

6) Desligando o Termostato

 

Desliguei os fios do Termostato, tem que tomar cuidado, pois tem uma trava no conector, portanto deve-se empurrar a travinha que o conector sai facilmente.

Depois cortei a parte do encaixe deixando somente a parte que crimpa os fios juntos e liguei de um lado do conector Sindal.

Esse conector é de cerâmica e aguenta a temperatura além de ser bem resistente.

 

 

 

7) Finalizando as ligações

 

Do outro lado do conector Sindal liguei os cabos que vieram do Relé.

Pronto, tudo fixado e posicionado para fechar.

 

 

 

8) De volta ao cantinho do café

 

Pronto, testes feitos, Poemia fechada e de volta ao cantinho.

 

 

 

 

Agora vou preparar os vídeos de demonstração.

 

Forte abraço.

Inté!