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Coffee 2010    Eine neue Kaffeemaschine entsteht

An ihren Geburtstagen (2.&3. März) haben die beiden Bachmann Brüder zusammen telefoniert und man wurde sich einig: Wir bauen eine neue Kaffeemaschine.......

Ruedi macht sich an die Kiste:

- sonnt sich gegenwärtig auf den Seychellen und macht sich im Liegestuhl Gedanken
    Man arbeitet daran

 

Peter baut die Steuerung:
Nein, wozu das Rad neu erfinden, wie all die anderen Kaffeemaschinenbauer. Die Steuerung gibt es fertig zu kaufen. Ich versuche es erstmal mit einer Mitsubishi ALPHA XL, um nicht bereits in der Entwicklungsphase an Grenzen zu stossen. Dieses faustgrosse Paket von Microelectronic hat 24 EA, welche zuerst einmal definiert werden müssen:

E/A A/D Ein/Ausgabeeinheit Besonderes Daten
Eingang 1 (A/D) Digital Kaffee Taste 1 werden mit Mengen-
programmierung verknüpft
Eingang 2 (A/D) Digital Kaffee Taste 2
Eingang 3 (A/D) Digital Kaffee Taste 3
Eingang 4 (A/D) Digital Heisswasser Taste 4 höhere Temperatur
Eingang 5 (A/D) Analog Wassertemperatur Thermoelement
Eingang 6 (A/D) Digital Wassermenge Hallsensor (Wasserz)
Eingang 7 A/D) Digital Dosierer oder Mahlwerk Waage, Zeit, oder Hallsensor (Mahlw.)
Eingang 8 A/D) Digital Bohnenmangel Namursensor
Eingang 9 Digital Trester voll ev. Satzzähler Option (ohne Ablauf)
Eingang 10 Digital Wassermangel Schwimmersensor Nur bei Tankbetrieb
Eingang 11 Digital Brühgruppe
Eingang 12 Digital
Eingang 13 Digital
Eingang 14 Digital Tank oder Festwasser wird mit Magnet-
ventil verknüpft
Ev. wird eine interne Taste
beschaltet (Entkalkprog.)
Eingang 15 Digital Münz/Jeton/Card-prüfer
Ausgang 1 (Rel) Relais Münz/Jeton/Card-prüfer
Ausgang 2 (Rel)
Ausgang 3 (Rel)
Ausgang 4 (Rel) Tassenbeleuchtung LED
Ausgang 5 Triac Erhitzer Nullspannung 2 kW
Ausgang 6 Triac Mahlwerk Nullspannung
Ausgang 7 Triac, Thyristor Pumpe Nullspannung Halbwelle
Ausgang 8 Triac, ev. H-Stufe Brühgruppe Nullspannung
Ausgang 9 Triac Magnetventil Nullspannung

Hier bist Du gefragt:
Was sollte die Coffee 2010 sonst noch für Eingänge oder Ausgänge haben?

Schema der Steuerung gibt es keine, braucht es keine, bloss einen Anschlussplan.

Sobald das Brainstorming vorüber und alle Unklarheiten beseitigt sind, mache ich mich an die Programmentwicklung. Die "open Source" Software werde ich hier publizieren für den Download.
Also keine Geheimniskrämerei. Im Prinzip kann sich jeder Nutzer sein Programm selber schreiben. Die neuste SW-Version ist so gut wie das letzte Bild eines Fotomodells;-)

Soweit hat die Coffee 2010 folgende Eckdaten:
-
4 programmierbare Tasten für Kaffee oder Teewasser.
- Einen Festwasseranschluss (Saeco)
- Optional einen Ablauf, welcher den Kaffeesatz mit entsorgt (Thermoplan).
- Die Anbindung eines "Münzprüfers" ist einfach; Dieser belegt einen Eingang und einen Ausgang.
- Das Dauersignal für das Magnetventil des Festwasseranschlusses muss nicht erst aufwändig aus dem getakteten Pumpenstromkreis aufbereitet werden, sondern wird einem Steuerausgang angeschlossen und intern mit Festwasser/Tankumschalter verknüpft. 

Feedback ist uns wichtig! Was braucht die Coffee 2010, was nicht?
Was hat ein Konkurrenzgerät praktisches, was einfach integriert werden könnte?
Auf Schnickschnack wird ausdrücklich verzichtet! Meinung von Baristers willkommen!

Aktuell:

Ich habe die ersten Stufen geschrieben und simuliert.
Ist z.B. das Kaffeewasser zu kalt, wird dem Sensor nicht etwa ein Widerstand vorgeschaltet oder ein Trimmer eingelötet, sondern das CPU ausgelesen und der Schmitt Trigger B01 entsprechend parametriert. Damit können Bauteiltoleranzen und Kundenwünsche einfach angepasst werden.

Ein Problem habe ich noch mit der Mengenprogrammierung der 3 Tasten:
Zwar kann mit jeder Taste eine bestimmte Menge Kaffee und oder Wasser durch den Benutzer festgelegt werden, aber ich weiss noch nicht, wie dieser Wert bei stromloser Steuerung gehalten wird. 
Option z.B. für Taste 1:
Der Taste werden feste Mengen per SW zugeordnet (Grundeinstellung).
Wird die Taste nach dem Vorbrühen gedrückt gehalten, erhöht sich die Menge bis sie losgelassen wird. Der so eingestellte Wert bleibt bis zum Ausschalten der Steuerung gespeichert.
Wird die Taste während dem Brühvorgang gedrückt, bzw. losgelassen, wird der Brühvorgang unterbrochen (short espresso).

Ein Rotary-switch (Jura) ist erfahrungsgemäss keine Lösung. Lässt z.B. meine Frau den Wert nach einem "Long Drink" stehen, läuft mir die nächste "normale" Tasse nach der Hälfte auf die Füsse.

Auch ein Doppelauslauf ist überflüssig, das hat Nespresso sogar schon festgestellt.

Unsere Philips/Saeco Exprelia stellt nach 3 Stunden ab, meistens genau dann, wenn ich wieder einen Kaffee möchte. Dazu macht sie beim Ausschalten und Wiedereinschalten einen Brunz. Unnötige Wasserverschwendung. 

Die Uhrzeit wird angezeigt! Dazu hat die Steuerung einen Funkuhrempfänger!

Das ist sie! Es müssen nur noch die Kabel angeschlossen werden.

 

  man arbeitet daran;-)

 

 

 

 

Auf einer kleinen TX150 wird erst mal ausprobiert:

     
Was Wo Wie
Taste 1 (Large) wird gedrückt    
Einlesen des Festwertes 1-299 ml Codierschalter für die Wassermenge Impuls
Setzen des Flip Flops 1 Ansteuerung der Pumpe, LED Taste 1 JK FF
Abwärtszählung, setzen Timer Zähler Impulse von Wasserzähler, Teilung /2
Pumpe kann gestoppt werden Druck auf Taste 1 Reset FF 1 Pumpe
Pumpe wird gestoppt Zähler erreichen von 000
Pumpe wird gestoppt Kein Wasser Timer
     
     
Taste 2 (Short) wird gedrückt    
Einlesen des Festwertes 1-299 ml Codierschalter für die Wassermenge Impuls
Setzen des Flip Flops 2 Ansteuerung der Pumpe, LED Taste 2 JK FF
Abwärtszählung, setzen Timer Zähler Impulse von Wasserzähler
Pumpe kann gestoppt werden Druck auf Taste 2 Reset FF 2 Pumpe
Pumpe wird gestoppt Zähler erreichen von 000
Pumpe wird gestoppt Kein Wasser Timer
     
     
     
     
     
     
     

Ein paar technische Daten:

Die Alpha benötigt zum Betrieb etwa 9 Watt, macht 216 Wh pro Tag, oder 80 kWha.
Rechnet man mit einem Misch-Strompreis von 10 Rp/kWh kostet sie CHF 8.- pro Jahr.
In Westeuropa muss zudem das Haus während einem halben Jahr geheizt werden.
Dies reduziert die Stromkosten der Kaffeemaschine auf weniger als CHF 4.- pro Jahr.
Auf die Erwärmung der Tassen wird verzichtet, im Urlaub kann die Maschine ausgeschaltet werden.
Der Energieaufwand pro Tasse Kaffee beträgt zwischen 10 und 20 Wh. Es wird auf einen leistungsfähigen
Erhitzer Wert gelegt mit kurzer Aufheizzeit, welcher optional nach jeder Tasse abgeschaltet wird.

man arbeitet daran;-)