Как любителя, чаще всего употребляющего за раз 1 порцию эспрессо или капучино, меня давно мучил вопрос, как с первого раза угадать с дозой/помолом. Промелькнувшая на форуме информация о моде на профилирование давления в современных кофемашинах натолкнула на путь решения проблемы. Уже имея опыт применения инверторов для управления электродвигателями, решил поискать инвертор с регулировкой частоты обычной круглой ручкой. Такой нашелся довольно быстро и довольно недорого: Omron 3G3JV, его я и приобрел на ebay.
Приспособить его к обычной внешней роторной помпе не составляет труда: с мотора выбрасывается фазосдвигающий конденсатор, мотор соединяется с инвертором тремя проводами. Инвертор программируется на включение от внешнего сигнала (у всех известных мне инверторов есть вход внешнего включения), и этот внешний сигнал активизируется установкой перемычки между определенными контактами разъема. Еще несколько конфигурационных шагов применительно к конкретному инвертору задают диапазон частот (я запрограммировал 0...80 Гц, чтобы стандартная частота 50 Гц, от которой раньше питался мотор, лежала где-то в верхней части диапазона) и ток ограничения/срабатывания защиты (у меня 1,9 А). Плюс я поставил минимальные времена разгона и торможения двигателя (это тоже программируется), чтобы управлять вращением помпы (и давлением) только от ручки.
Дальше делаем пробный запуск помпы: если манометр кофеварки давления не показывает, значит, помпа вращается в обратную сторону. Для смены направления вращения меняем местами любые 2 провода, идущие от инвертора к мотору помпы. Ну, а дальше наступает черед экспериментов и вникания вглубь проблемы. Оказывается, можно не только во время пролива подбирать давление для получения нормальной скорости пролива, но и реализовать совершенно невообразимые функции предсмачивания низким давлением (около 2 бар, частота около 20 Гц), основной пролив после предсмачивания низким давлением (5 бар!) и пр. и пр.
Короче, для начала надо перелопатить имеющуюся в инете информацию по профилированию. Впечатления Тима Ванденбло от игры с профилированием давления на Страде представлены здесь: -[ссылка]- Типичные профили давления и некоторые опорные цифры представлены здесь: -[ссылка]- Мнение Марка Принса (coffeegeek) о профилировании давления и о современных тенденциях в эспрессо приведено здесь: -[ссылка]- Мнение Джеймса Хоффмана (squaremile coffee) с некоторыми интересными графиками: -[ссылка]- Ну, и наконец, скептическое отношение Шомера ко всем этим пляскам вот тут: -[ссылка]-
Тем не менее, что интересного и полезного реально получилось? 1. Установка инвертора позволяет любителю подбирать скорость (толщину струи) непосредственно во время пролива, делая практически каждую чашку правильной с точки зрения времени пролива. 2. И любителю, и заинтересованному профессионалу открывается чрезвычайно широкое поле для экспериментирования без значительных затрат на дорогие машины с поддержкой профилирования (Strada, Slayer). 3. Совершенно сногсшибательная для меня новость: уменьшение помола, уменьшение давления и длительная предынфузия позволяют добиться примерно той же скорости пролива, что и при более крупном помоле и высоком давлении! А мелкий помол - это более высокий уровень экстракции и новый вкус эспрессо.
Из форумчан кто-нибудь кроме меня экспериментировал и собирается ли экспериментировать с профилированием? Буду рад любым советам, готов оказать посильную консультацию по применению инверторов.
Вы верно подметили, более длительный прединфьюжн требует более мелкого помола. Я когда поставил в группу тонкий жиклер на предсмачивание 0,5 мм (до этого был 0,8), помол уехал прилично в меньшую сторону, профиль вкуса изменился соответственно (в лучшую сторону).
V_G, у меня к Вам несколько вопросов: 1) свои эксперименты проводили на кофемашине La Cimbali M20? 2) мощность двигателя, которым управляли? 3) стоимость преобразователя частоты (инвертора)? 4) у нас такие "игрушки" стоят дороже? У Danfoss есть хороший преобразователь частоты серии VLT® Micro Drive, как с потенциометром, так и без. В идеале преобразователь частоты должен иметь от одного до трёх выходов.
1) да, на La Cimbali M20 2) двигатель 150 Вт, пусковой ток 1,8 А. Инвертор в длительном (для кофейных применений) режиме держит до 150% номинального тока 3) $59.98 + $17.88 доставка 4) преобразователи подобного класса у нас, как правило, дороже. На официальном сайте Danfoss их простейший инвертор стоит 116$.
Инвертор для трехфазного асинхронного электродвигателя (а не для телевизора и бытовой техники) должен иметь 3 выхода. Если на современных роторных помпах ставят моторы постоянного тока, то питание, понятно, будет другим.
ЗЫ. Посмотрел Danfoss, тоже годятся, но их цена даже и за рубежом потенциально выше из-за опции дистанционного управления по последовательному интерфейсу.
Так, по-моему, и без инвертора будет нездорово, если пролив одновременно включить на двух группах? Давление от одной помпы (а оно довольно стабильно держится с изменением нагрузки) будет распределяться между двумя проливами, и ни в одном ничего толкового не получится!
У предлагаемого способа есть минусы, но я пока говорю об экспериментальной работе. Итак: 1. Невозможно быстро выключить-включить помпу: инвертор выдаст сообщение об ошибке и не запустит мотор. пауза между выключением и повторным включением должна быть не менее 10 с. Для меня это не ограничение, но в профессиональном использовании могут возникнуть нюансы. 2. Мотор резонирует (ужасно вибрирует) где-то на частотах 20-30 Гц. У меня он не закреплен и уже один раз свалился с полки. Как это отразится на долговечности двигателя, не знаю.
Интересная тема. У меня как раз был где-то частотник. Покупался для управления асинхронной движкой, но пока не пригодился. В голову даже не приходило поиграться с помпой на кофемашине. Как появится время, обязательно попробую в деле.
Табличку сфотографирую завтра, а вот про петлю Нестерова: Марзокковский листок "Pressure profiling guide" более подробно можно рассмотреть в блоге того же Хоффмана. График #5 - просто шутка, там и написано "Go Crazy". Смысл графика - профилируйте по вкусу, пока ум за разум не зайдет!
У него 3 обмотки и фазосдвигающий конденсатор 10 мкФ, который я отключил. И мотор я разбирал, он устроен аналогично всем асинхронным моторам. Я не говорил, что ему не нравится содружество с частотником. Обороты и давление нормально регулируются. Явление резонанса всегда имеется в механизмах с вращением и вибрацией, ничего необычного в резонансе на 30 Гц нет. Все, кто будет заниматься регулировкой давления с помощью частотника, должны быть готовы к этому явлению.
Очень любопытные эксперименты. Жаль, что в кофемашину не помещается инвертор, а нужно выносить наружу. Еще бы добавить микропроцессор с автоматическим управлением помпой по давлению...
Сергей: если уж на шильдике речь о конденсаторах, мотор однозначно с тремя обмотками
Еще бы добавить микропроцессор с автоматическим управлением помпой по давлению...
Я пока отказался от ручного повышения давления, установил в инверторе скорость роста частоты при включении 10 Гц/с. Это минимально возможная автоматизация. Где-то 5-7 с набирается полное давление. Максимальное давление устанавливаю ручкой-крутилкой с небольшим запасом, если не попадаю, чаще просто плавно снижаю в ходе пролива той же ручкой. Там возможно внешнее управление частотой, так что при надобности подключу внешний контроллер с записываемыми профилями.
частотник поставить не слишком сложно, а вот с контроллером придется повозиться. там управление по идее 0...10В или через Modbus потом можно продавать "Pump profiling kit" этак по $500-700 )
Контроллер думаю можно на простом пике собрать. Сначала выпрямить напряжение, потом подавать его прямоугольными импульсами нужной частоты. на выходе простенький фильтр для сглаживания... Можно наверное и изощренней накатать, но для мотора и этого хватит... комплектухи баксов на 20-25
pkm: Все зависит от типа инвертора. В известных мне от Fuji и Omron нет последовательной управляющей шины. Частота задается внешним аналоговым напряжением или сопротивлением.
dirk: Управление асинхронным двигателем - не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. Потому здесь я предпочитаю применять готовые инверторы. А вот задавать ему частоту с внешнего разъема и с простенького контроллера что на pic'ах, что на avr'ах несложно, это задача для студента-четверокурсника.
V_G: Уважаемый хотел бы прояснить для себя, на выходе частотного преобразователя какое Вы задаете напряжение? Из сети поступает 220-230 в, если на выходе задать так же, то действующее напряжение будет 380 вольт, "не всякая птица долетит", то электромотор может сгореть. Получается на выходе преобразователя нужно задать 127 вольт? Я хочу приобрести ч.п. для кофемолки, на новую кофемолку не потяну, а хочется с пониженными оборотами попробовать.
380в преобразователь от стандартной сети 220 не выдаст. Если кофемолка трехфазная, то в идеале ее надо переключать с режима звезды на треугольник, чтобы она работала с пониженным напряжением без перегрева, тогда все будет ок.
Moore: у V_G обычная ротопомпа, как я понял, на 220 вольт. Посмотрел спецификации на п.ч. - есть такие, что можно выходное напряжение и ток регулировать, мне кажется можно приспособить к однофазному двигателю. Имеются преобразователи частоты для однофазных двигателей, но значительно дороже обычных и мощность двигателя падает естественно.
Moore: Алексей, это важная тонкость, ее элетрики знают - между любой фазой и землей при трехфазной сети 380 вольт напряжение 220 вольт, но между фазами относительно друг друга 380 вольт. Это происходит из-за смещения фаз на 120 градусов. У меня нет графика на картинке, а рисую я хуже, чем пролитое ведро с краской.
Все правильно, при фазном напряжении 220 линейное составляет 380 В. Но при включении звездой на каждой обмотке получается как раз фазное напряжение, это в треугольнике к обмотке прикладывается линейное. Предыдущий инвертор Fuji использовал для питания кофемолки Eureka MCI, проблем не было. Переключений в двигателе никаких, кроме удаления фазосдвигающего конденсатора и вывода доп. провода от обмотки. Да и сейчас с помпой двигатель не горит.
У асинхронных двигателей не 2, а 3 обмотки. Отдельной пусковой нет, они все одинаково рабочие. Звезда соответственно трехлучевая, центр звезды - внутри двигателя и никуда не выводится. Вероятно, я погорячился, когда написал, что никаких переключений в двигателе не делал: последний раз я залезал туда более 3 лет назад. Но включал звездой, это точно. Никаких особых проблем не было, выводы всех трех обмоток доступны, информации в интернете по поводу включений асинхронных двигателей море.
Максимум диапазон должен быть до 60 Hz, так как здесь имеем насосно-вентиляторную нагрузку - закон U/f=const. А в группу ставил датчик давления 4...20 mA ? и калибровал его? Что бы держать давление 9 Br? Хорошо. А температуру в группе поддерживаешь от 87* до 92*? Тут можно поставить терморегулятор Овен10 и термосопритивление 100*. Хотя можно также частотником поддерживать давление в бойлере чуть меньше 1 Br, естественно настроить на эти температуры, но это уже будет второй контур. Хорошее дело)) Молодец!
Профилирование давления - это не значит держать давление 9 бар. Это значит устанавливать давление по вкусу. Я смотрю на штатный манометр и кручу ручку частотника, чтобы выставить желаемое. Это несложно. Про закон насосно-вентиляторной нагрузки ничего не знаю, реально у меня максимальная частота 80 Гц, при ней помпа выдает до 12 бар. Кратковременность включения (порядка 30 с) помпы и большой запас по мощности позволяют не задумываться о каких-либо сложных законах. Их я стал бы изучать, если бы ставил частотник на насос водопроводной системы.
Есть параметры, которые уже найдены: в группе 8,5...9,5 Br, температура в группе 87...92*, 25 сек - эспрессо. Вот эти параметры и надо держать.Естественно, зависит от качества кофе - производитель, помол. Путём настройки эти параметры будут чуть другие, их надо будет настраивать. Ещё в супперавтоматах FRANKO SPEKTRA и PURA при варке американо (40 mL эспрессо + 100 mL кипяток) используют долив кипятка мимо таблетки, что бы не выжимать кофеин, как ты знаешь и достигается это путём открытия другого клапана и другого трубопровода
Профилирование давления - это не значит держать давление 9 бар. Это значит устанавливать давление по вкусу. Я смотрю на штатный манометр и кручу ручку частотника, чтобы выставить желаемое. Это несложно. Про закон насосно-вентиляторной нагрузки ничего не знаю
в основном два вида электроприводов: 1) насосно- вентиляторная нагрузка, где частоту выше 50 Гц бесполезно давать - скорость вала электродвигателя не будет вращаться больше, если и будет чуть больше, то не эффективно, поэтому этот закон называется U/f=const. Эти нагрузки при управлении потоком воды или воздуха (вентилятора). 2) Векторный закон, где нагрузка имеет, например, шпиндель станка с ЧПУ, где частота подаваемого напряжения может доходить до 125 Гц.
Из всех "найденных" параметров давление и время - самые варьируемые. Погуглите про предынфузию (часть моих ссылок из начала ветки уже не работает): давление после длительной предынфузии можно снижать до 5 бар, а помол при этом уменьшать! Поищите инфо про тройной ристретто: там время пролива может доходить до 40 с и больше при сохранении очень мягкого вкуса напитка. Так что найденные итальянцами когда-то параметры - не догма, а лишь отправная точка для дальнейших экспериментов.
Есть параметры, которые уже найдены: в группе 8,5...9,5 Br, температура в группе 87...92*, 25 сек - эспрессо. Вот эти параметры и надо держать.
Откуда именно такие параметры, кем найдены? Профилирование давления - это не поддержание какого-то определенного давления, а его изменение со временем в процессе пролива, например, от 2 до10 бар.
Это всё уже есть - супперавтоматы FRANKO. Там два бойлера, бортовой компьютер. Такие кофейные с/автоматы производят 250 чашек кофе за час. Для сети фастфуд может и пойдёт, но есть человеческий фактор - бариста . Это искусство приготовления напитка. Компьютеры хороши для фастфуд
Профилирование давления - это не значит держать давление 9 бар. Это значит устанавливать давление по вкусу. Я смотрю на штатный манометр и кручу ручку частотника, чтобы выставить желаемое. Это несложно. Про закон насосно-вентиляторной нагрузки ничего не знаю
в основном два вида электроприводов: 1) насосно- вентиляторная нагрузка, где частоту выше 50 Гц бесполезно давать - скорость вала электродвигателя не будет вращаться больше, если и будет чуть больше, то не эффективно, поэтому этот закон называется U/f=const. Эти нагрузки при управлении потоком воды или воздуха (вентилятора). 2) Векторный закон, где нагрузка имеет, например, шпиндель станка с ЧПУ, где частота подаваемого напряжения может доходить до 125 Гц.
1. Спокойно можно давать выше 50 гц - просто нужно снижать нагрузку на валу. 2. Векторное управление применяют для большей точности и возможности регулирования некоторых параметров(например момент на валу)
Векторное управление - главное скорость двигателя может увеличиться до двух номиналов скорости электромотора. на валу двигателя ставят датчик скорости (энкодер). В насосных станциях скорость на валу двигателя не выше номинального (энкодер не нужен). Процессы такие, которые так и называются насосно-вентиляторные. Там смысла нет увеличивать скорость, всё-равно не получиться, вода не даст )) такая нагрузка. У вентиляторов тоже самое.
Nail написал(а) ... Там смысла нет увеличивать скорость, всё-равно не получиться, вода не даст )) такая нагрузка.
Вы что-то путаете. Либо дайте ссылку. Я кручу ручку частотника и вижу изменение давления на манометре, которое подтверждается изменением скорости пролива.
Векторное управление - главное скорость двигателя может увеличиться до двух номиналов скорости электромотора. на валу двигателя ставят датчик скорости (энкодер). В насосных станциях скорость на валу двигателя не выше номинального (энкодер не нужен). Процессы такие, которые так и называются насосно-вентиляторные. Там смысла нет увеличивать скорость, всё-равно не получиться, вода не даст )) такая нагрузка. У вентиляторов тоже самое.
Нет. Суть векторного управления в контроле тока нагрузки по активной и реактивной составляющей - на любой частоте. Без энкодеров оно также прекрасно работает - просто менее точно. И в насосах и вентиляторах частота можно понять выше номинальной и получить прирост в производительности -лишь бы позволяла механика и нагрузка на валу.
Nail написал(а) ... Там смысла нет увеличивать скорость, всё-равно не получиться, вода не даст )) такая нагрузка.
Вы что-то путаете. Либо дайте ссылку.
Вот ссылка: 1) обучение в институте УлПИ по специальности Автоматизация и электропривод промышленных установок; 2) работаю инженером-электронщиком с 1986 год по нынешнее время, обслуживаю роботы KUKA, станки с ЧПУ, автоматические линии на базе контроллеров и частотных преобразователей. Если что-то "путал бы" - давно уволили бы за профнепригодность.
Nail: с уважением отношусь к Вашим профессиональным достижениям, но кофе это не совсем электроника, вернее вообще не электроника. Кофе это некая живая субстанция, с которой надо учиться общаться, как с человеком - не только брать с него удовольствие, как с проститутки. Надо уделять ему внимание, время, изучать его привычки, стараться понять то, что он примет от Вас, а что ему не нужно и даже неприятно. Когда Вы найдете с ним общий язык, тогда он Вам откроет какие-то свои секреты. Чтобы как-то начать общаться с ним надо конечно отказаться от суперавтомата, перейти на что-то, что потребует внимания и сноровки и кофе Вам ответит взаимностью, не сомневайтесь.
Nail: с уважением отношусь к Вашим профессиональным достижениям, но кофе это не совсем электроника, вернее вообще не электроника. Кофе это некая живая субстанция, с которой надо учиться общаться, как с человеком.
200% согласен с Вами!!! Я же писал выше - главное хороший бариста. А электроника для фаст футов, например я обслуживаю Макдоналдс - а это FRANKE SPECTRA - электроника на электронике, бездушное кофе, хотя хорошее
Кофемашина:Rocket Cellini Evo v2, La Pavoni EL
Кофемолка:Promac MD 74 AT, Mazzer Mini E, Hario mini
Ростер:Gene Cafe, I-Roast2
Др. оборудование: аэропресс, Кемекс, Харио V60, электронная турка, френч-пресс
Если что-то "путал бы" - давно уволили бы за профнепригодность.
Аргумент конечно сильный. Уволить не проблема, а кого взять-то взамен?
Вы же не конструируете, а обслуживаете технику в соответствии с инструкцией изготовителя, так что глубокого понимания процессов для этого не нужно. Да и техника совсем не кофеварка, которую, подозреваю, вы вблизи даже не видели (автомат это не кофеварка).
Если что-то "путал бы" - давно уволили бы за профнепригодность.
Аргумент конечно сильный. Уволить не проблема, а кого взять-то взамен?
Вы же не конструируете, а обслуживаете технику в соответствии с инструкцией изготовителя, так что глубокого понимания процессов для этого не нужно. Да и техника совсем не кофеварка, которую, подозреваю, вы вблизи даже не видели
Все специалисты должны быть профессиональными и инженер-конструктор и инженер обслуживающий в последствии данное оборудование. Были случае, когда из-за некорректного конструкторского решения быстро выходило оборудование из строя, пришлось мне менять это кон/решение. Бывало и обслуживающие инженеры не находили неисправность. Но специалистам, что конструкторы, что инженеры без "глубокого понимания процессов" делать нечего на предприятии, таких в скором времени отстраняют от этих работ или вообще увольняют. Я пока не знаю что такое кофеварка. Недавно начал изучать как работают кофемашины Rancilio Epoca 1 гр, 2 гр; кофемашина MCE. Кофемолки. Учусь вот.
Прозванивая обмотки двигателя пришел к тому что он имеет две обмотки, но теплилась надежда что всетаки трехфазный, как тут писали что выкинули кондер подключили и все поехало. В общем подключил частотник и окончательно развеял все сомнения, двигатель действительно был только с двумя обмотками. Даже если в погоне за профилированием заменить двигатель, то где найти трехфазник - делема.
Прозванивая обмотки двигателя пришел к тому что он имеет две обмотки, но теплилась надежда что всетаки трехфазный, как тут писали что выкинули кондер подключили и все поехало. В общем подключил частотник и окончательно развеял все сомнения, двигатель действительно был только с двумя обмотками. Даже если в погоне за профилированием заменить двигатель, то где найти трехфазник - делема.
У вас проблема найти трехфазный двигатель на 0.12кВт? отечественные IEK есть например, да производителей куча и куча. Единсвтенное, что будет не самой просто задачей найти частотник с внешним заданием целевого значения давления и какой-то контроллер, который будет вести профиль давления, ну и датчик давления сам.
Частотник то есть. управлять им можно по всякому и крутилками и контроллером. Какой еще ИЕК ) мне не для вентиляционной камеры. Надо вместо моего двигателя поставить такойже трехфазный, с разъемом для помпы.
Частотник то есть. управлять им можно по всякому и крутилками и контроллером. Какой еще ИЕК ) мне не для вентиляционной камеры. Надо вместо моего двигателя поставить такойже трехфазный, с разъемом для помпы.
Надо посмотреть, что за производитель мотора для помп, скорее всего есть такая же версия 3ф, можно взять и помощнее, скорее всего он будут с более высокими оборотами. но больше 1500 скорее всего не нужно будет. Мне бОльшей проблемой видится найти хороший датчик давления. А чего за частотник то:? Я последний раз покупал ABB но они сабббббаки дорогущие ужасно, но это правда на другую технику =)
По первой можно и без датчика давления, косвенно ореинтируясь на показания манометра. Но датчик не проблема с аналоговым выходом 0-5В для контроллера. Частотник одна фаза на входе, 3 на выходе, мощность 0,37 кВт, в россии стоит 8 тр. Производитель таких движков как у меня выпускает только однофазные.
По первой можно и без датчика давления, косвенно ореинтируясь на показания манометра. Но датчик не проблема с аналоговым выходом 0-5В для контроллера. Частотник одна фаза на входе, 3 на выходе, мощность 0,37 кВт, в россии стоит 8 тр. Производитель таких движков как у меня выпускает только однофазные.
брррррррр, ну даже не знаю, можно купить такой мотор трехфазный уже с помопой выского давления, например их делает SPECK pumpen, в Москве есть представительство, насос там такой же пластинчатороторный. Но боюсь, что не очень дешево будет, но дерзайте =)
Если уже решаться и на замену двигателя (вместо родного двухфазного асинхронного), то вместо трехфазный асинхронный + частотный преобразователь можно еще посмотреть на синхронный бесщеточный (BLDC) + контроллер. Это, безусловно, выйдет дороже, но можно выиграть в габаритах.
Многие знают, что я фанат Аэропресс. Поэтому, очень долго откладывал в самый дальний ящик покупку данного устройства. Зачем кому-то нужен клон Аэропресса? Однако, на деле оказалось, хоть эти устройства и похожи, у Дельтер Пресса есть свои особенности. Покупать Дельтер Пресс рекомендую в случае, если уже всё есть. На этом можно было бы закончить статью, но давайте разберемся, почему эта кофеварка не только красивый кусок китайского пластика с австралийским акцентом, но имеет огромный потенциал.
Сейчас разгар отпусков и лета 2019 года, я сижу в кофейне, где-то между Австрией, Венгрией и Чехией, пью колд-брю и решил написать для нашего прекрасного русско-язычного кофейного комьюнити, что я думаю по этому поводу и какие основные два метода заваривания доступны для обычного человека. Тем более, что у Sweet Beans Coffee на складе в Краснодаре появился удивительный PUCKPUCK, который теперь всегда со мной.