Эспрессо‑машины — это сложные, загадочные штуки, которые тяжело обслуживать. А ещё они очень дорогие. Но для тех, кто не может жить без кофе, нет никаких преград. Например, можно сделать вот такую эспрессо‑машину:
Откуда взялась идея
У меня есть хорошая домашняя эспрессо‑машина Gaggia Classic Pro, которую я использую каждый день. Она заменила Espresso Gaggia, которая за несколько лет сильно износилась. Это не самый навороченный и не самый дорогой агрегат, но зато надежный и, главное, привычный.
С другой стороны, я постоянно слышу, как эксперты говорят о других машинах, других методах создания идеального напитка. А ещё я постоянно получаю советы, как модифицировать мою машину. Но последнее, чего бы мне хотелось — это разбить аппарат, который каждый день готовит мне утренний кофе.
После того, как моя старая Espresso Gaggia приказала долго жить, я разобрал её, чтобы посмотреть, что с ней с не так.
Оказалось, что проблема заключалась всего лишь в накипи на бойлере, которая блокировала подачу воды. Насос все еще качал, бойлер все еще кипел, и у меня появилась идея. У меня в руках оказалась прощадка для экспериментов, на которой можно опробовать некоторые безумные вещи, виденные на YouTube и в Интернете.
Пробуем Gaggiuino
Один из моих любимых сайтов эспрессо‑проектов управляется Zer0-bit и называется Gaggiuino. Они берут машину Gaggia Classic Pro и добавляют к ней компьютерное управление и графический интерфейс, чтобы обеспечить полный контроль над процессом приготовления эспрессо.
Так как новую машину портить я не хотел, а корпус старой был изрядно изношен, поэтому я стал думать о том, как мне сделать новую машину, используя несколько деталей от моей старой Espresso Gaggia, а также железо и софт, указанное Zer0-bit и сообществом Gaggiuino.
Gaggiuino распространяется под лицензией Creative Commons, которая позволяет использовать программное обеспечение в некоммерческих целях, и я подумал, насколько практично было бы создать эспрессо‑машину с открытым исходным кодом на основе этого программного обеспечения. В результате появился этот проект.
Проект
Я не придумал названия для машины, так что давайте звать её просто «Проект, v.0.1», так как это первая проба пера проход. Также этот проект предназначен для выявления проприетарных частей, в надежде, что в будущем появятся бесплатные аналоги.
Подсистемы
Гидравлика
Гидравлическая система состоит из:
Насос с датчиком давления. Это общедоступные детали, которые можно получить у любого производителя.
Бойлер с датчиком температуры. Бойлер снят с моей эспрессо‑машины Espresso Gaggia.
Клапан избыточного давления. Это тоже часть Gaggia.
Заварочный узел, который позволяет прикрепить стандартный 58-миллиметровый портафильтр и включает коллектор для равномерного распределения горячей воды по утрамбованному кофе. В основном это детали Gaggia, хотя экран, латунный держатель экрана и другие детали взяты у сторонних производителей.
Портафильтр 58 мм и корзина для него. Это универсальная деталь, хотя я опять же использую детали старой Gaggia.
Трубка из ПТФЭ для соединения компонентов.
Пневматические быстроразъемные соединения для подключения датчика давления к линии между перепускным клапаном и бойлером.
Espresso Gaggia не имеет трёхходового соленоида, поэтому он не входит в данную сборку, однако его можно добавить, так как он поддерживается программным обеспечением.
Шасси
Для изготовления шасси я использовал стандартные экструзионные алюминиевые профили 2020, поскольку знал их по созданию 3D‑принтеров и фрезерных станков с ЧПУ. Эти шасси недорогие и продаются у многих поставщиков в США и Китае. Шасси было собрано с использованием пластин жесткости и винтов с метрической резьбой № 5.
Единственной нестандартной деталью была пластина, удерживающая насос и заварочный узел. У Espresso Gaggia была красивая пластиковая пластина, на которой держались все компоненты, и она хорошо подходила к шасси, поэтому я решил использовать ее вместо того, чтобы вырезать что‑то новое. Нестандартную пластину можно легко изготовить из алюминия или термостойкого пластика.
Проводка высокого напряжения
Я решил разместить все электронные компоненты на акриловых панелях толщиной 1/8 дюйма, прикрепленных болтами к шасси. Они были вырезаны вручную, но в будущем, для большей точности, я бы делал такие на станке с ЧПУ.
У многих модулей не было монтажных отверстий, поэтому я использовал липкую массу, эластичное вещество толщиной 3 мм, которое меня всегда выручало. Она удерживает детали на месте, но при этом позволяет снимать их для замены или программирования.
Чтобы аккуратно разместить провода, я использовал распределительную планку для белого и черного проводов переменного тока, но была слишком широка для пластиковой пластины. Я надеялся установить эту панель на внутренней стороне рамы, а затем поместить вторую прозрачную панель поверх высоковольтной проводки на 120 ac. Также для большей безопасности я планирую добавить крышку, по крайней мере в этой сборке. В следующий раз сделаю раму больше, чтобы влезла панель большего размера.
Вся проводка на этой стороне была обжата с использованием высококачественных силиконовых термоусадочных разъемов и профессионального обжимного инструмента.
Блок питания на 5 вольт (справа на картинке) уже морально устарел, но у меня он до сих пор работал хорошо.
Разъем питания
Я добыл 3-контактный разъем питания и шнур от старого блока питания и установил их в изготовленный на 3D‑принтере специальный кронштейн, который крепился болтами к корпусу.
Это защищает пользователя от контакта с проводкой 120 вольт и обеспечивает разгрузку шнура питания.
Проводка низкого напряжения
Как и высоковольтная проводка, низковольтные компоненты смонтированы на акриловой панели. Там, где это возможно, они крепятся винтами, но не все компоненты имеют монтажные отверстия, поэтому часть из них крепится с помощью липкой массы.
Я сделал +5В и заземляющий распределительный щит из перфорированной платы и контактов Dupont.
Вся проводка была обжата по индивидуальному заказу и обернута термоусадкой для безопасности. Разъемы Dupont не особенно надежны, но они позволяют легко перемонтировать проводку. Для проекта очень полезно иметь надлежащий обжимной инструмент для разъемов.
Панель управления
Поскольку я выбросил свой старый корпус, для шасси мне пришлось сделать панель управления с новым сенсорным экраном и заменить старые переключатели.
Я использовал герметичные тумблеры, причем самый большой слева для питания, а следующие два для заваривания и подачи пара. Сенсорная панель подходит особенно хорошо.
Для крепления панели к шасси использовались дополнительные усиливающие панели, а для прокладки проводов использовались кабельные стяжки. Низкое напряжение в одну сторону, а высокое напряжение в другую.
Заварочный узел
Портафильтр прикреплен заварочному узлу.
Остальная работа
Я намерен построить корпус для машины. Имейте в виду, что в своем нынешнем виде он страдает несколькими недостатками:
У него открытый бойлер, так что есть опасность ожога.
Я максимально обезопасил высоковольтную проводку, но на самом деле все это должно быть внутри корпуса и защищено от любого контакта с человеком. Твердотельное реле особенно уязвимо.
В проводке низкого напряжения используются обжимные разъемы Dupont, которые не отличаются особой прочностью, но очень удобны для экспериментов. В производственной среде я бы предложил более безопасный способ подключения микропроцессора.
В настоящее время нет поддона для капель или подстаканника, что освобождает место для весов и других будущих функций.
Gaggiuino в настоящее время изготавливают печатную плату для компонентов, используемых здесь. Надеюсь, в моей следующей версии я её применю.
Итак, это работает
После нескольких фальстартов и отказов прокладок, оно таки заработало.
Оказывается, я собрал бойлер и насос несколько месяцев назад, не добавив новые прокладки и уплотнительные кольца. К сожалению, это вызвало небольшое затопление, когда я впервые подключил и запустил машину. Когда я всё заменил, машина стала полностью водонепроницаемой и паронепроницаемой, а все датчики работали отлично.
Моя первая порция кофе получилась немного быстрой и недоэкстрагированной. Помол должен быть более мелким, и, возможно, стоит отрегулировать некоторые настройки в программном обеспечении. Как ни странно, такой помол отлично подходит для моей штатной Gaggia Classic Pro, которая работает при гораздо более высоком давлении.
В любом случае, машина работает и в основном состоит из заменяемого оборудования и деталей, напечатанных на 3D‑принтере. Проприетарные детали, в первую очередь заварочный узел, бойлер и паровую трубку, можно приобрести у любого поставщика запчастей Gaggia, или извлечь из старой машины, как это сделал я.
Комментарии (45)
Mishootk
00.00.0000 00:00+6А для автоматической машины добавляются подключения всего лишь несколько датчиков и исполнительных механизмов. Это мотор мельницы, датчик количества помолотого кофе, мотор заварочного модуля с концевиком, клапан перенаправления воды через заварник или напрямую, счетчик воды. Это минимум для рецептурного приготовления. В зависимости от навороченности мельницы допустима программная регулировка помола и программная регулировка количества смолотого кофе (в простых моделях это выставляется механически руками).
Остальные компоненты от неавтоматической такие же.
Дальше обычное программирование включения исполнительных механизмов и контроль датчиков.Я бы не выводил на панель управления возможности для настройки машины. В процессе развития проекта — прямое подключение платы управления к ПК. В процессе эксплуатации — флешка (usb/microsd) с настроенными на ПК программами. Экранчик только для выбора программы и контроля параметров работы. На ПК или смартфон приложение для формирования рецептов с записью на флешку.
Самое главное в таком проекте — это запрограммировать блоки управления стандартными механизмами и чтение датчиков, создать библиотеку с "драйверами", которые будут исполнять простейшие команды. Например:
мельница() — отработка мотора мельницы до срабатывания концевика бункера помолотого кофе в случае механической регулировки количества.
мельница_количество(20) — отработка мотора мельницы до значения датчика объема 20 единиц в случае программного определения объема.
мельница_количество_помол(20, 7) — объем 20 по датчику количества, положение настройки помола на 7.
И тому подобное.Это выпускается в пользование для энтузиастов, а они в зависимости от имеющихся у них запчастей от кофеварок пишут программы. Более высокоуровневая библиотека интерпретирует рецепт в вызов команд.
Следующая библиотека предоставляет организацию меню для нескольких стандартных типов экранчиков и кнопок управления.
Ну и на сладкое либо целая программа либо библиотека для внешней части (ПК, смартфон), которая на флешку записывает рецепты и, возможно, экраны для меню.Вот так бы я для себя видел развитие данного проекта в своих руках.
Пользователь в зависимости от своих инженерных навыков собирает механику+электронику либо покупает кит (возможно собранный).
И в зависимости от своего уровня программирования либо на низком уровне работает с каждым отдельным портом на уровне драйвера, либо загрузив уже готовую прошивку балуется рецептами.
Tarakanator
00.00.0000 00:00В процессе эксплуатации — флешка (usb/microsd) с настроенными на ПК программами.
Т.е. Попоробовав чашку нового кофе, я не могу просто ткнуть несколько раз в панель управления для коррекции параметров заваривания, мне нужно будет нести флешку к ПК, запускать там нужный софт, править рецепты и нести обратно?
Mishootk
00.00.0000 00:00Можете, возможность редактирования из меню при желании остается. Это на усмотрение ваше личное.
Я использую автоматический вендинговый аппарат, который готовит напитки по заданным рецептам. Рецепт в виде "пролить порцию кофе 100мл, из бункера 1 10 импульсов содержимого и 100 импульсов счетчика воды, из бункера 2 15 содержимого и 50 воды, просто воды добавить 30". И вот такого в разных сочетаниях можно повесить на разные кнопки. Знаете, через меню формировать первоначальные рецепты ну очень запарно. На компьютере в программе все составляется в разы быстрее. А потом уже из меню по готовым рецептам идет тонкая настройка дозировок.
buratino
00.00.0000 00:00Самое главное в таком проекте откуда-то взять все компоненты. Например, такие же, как в Phillips Saeco. Однако есть подозрение, что всё по отдельности будет стоит намного дороже нынешней негуманной цены на готовое
TheRaven
00.00.0000 00:00+19Для изготовления шасси я использовал стандартные направляющие для экструзии 2020 года
Это называется "экструзионный алюминиевый профиль 2020". "2020" это размер 20х20мм, а не год выпуска.
Шасси было собрано с использованием пластин жесткости и винтов с метрической головкой № 5
Низкое напряжение в одну сторону, а высокое напряжение в другую.Что за жуткий автоперевод? Это вообще вычитывал кто-нибудь?
kvazimoda24
00.00.0000 00:00+1Такое ощущение, что это переводили промтом из конца 90-х
Lazytech
00.00.0000 00:00Обижаете, это чуть подрихтованный нейросетевой гуглоперевод.
kvazimoda24
00.00.0000 00:00Видимо, первой нейросети не обьяснили, что это техническая статья, плюс, тренировка/размер были не очень. А вторая "нейросеть" поленилась исправить косяки первой. В итоге имеем классических афроамериканских котят.
dreesh
00.00.0000 00:00У многих модулей не было монтажных отверстий, поэтому я использовал липкую массу, эластичное вещество толщиной 3 мм, которое меня всегда выручало. Она удерживает детали на месте,
еще странное "эластичное вещество" и "липкая масса"
TheRaven
00.00.0000 00:00Там в оригинале примерно это же написано, как ни странно. Судя по гуглу, речь идёт о какой-то липучке для плакатов, вроде жвачки.
Arhammon
00.00.0000 00:00+1Часто видел непонятную массу в западных роликах, например, для временной фиксации плат на столе при пайке. В живую не видел. Практика подсказывает что через день оно нахватает грязи и станет бесполезным, по этому особо не интересовался.
sim2q
00.00.0000 00:00тоже заинтригован, но на фото ниже видно, что это обычный прозрачный термоклей
фото
vconst
00.00.0000 00:00экструзионный алюминиевый профиль
Все профили экструзионные, просто по технологии. Конкретно этот — конструкционный
pulsatrix
00.00.0000 00:00Все профили экструзионные
Нет не всеvconst
00.00.0000 00:00Ну, это явно не те, что в кофемашине )
Хочу себе подстолье для дубовой столешницы — сделать из конструкционного профиля. Брутальненько так
h1pp0
00.00.0000 00:00Не open-source, а готовый продукт. Что думаете про Decent?
Похоже на идеальный вариант для гика: контроль и мониторинг большого количества параметров, без потерь в качестве.
ministrell
00.00.0000 00:00Машинка классная, Хоффман одобряет. Но почти 4к до таксов - ну его нафиг, я остановился на прикручивании PID к Gaggia Classic Pro. Единственный минус - один бойлер и для кофе и для пара - так что дальше только проф.машины или Breville Dual Boiler. Контроль - это хорошо, но ведь умудряются как-то итальянские бариста готовить эспрессо без всего этого?
lymes
00.00.0000 00:00В барах обычно стоят агрегаты по 10-12 килоевро, ничего себе «без всего этого»)))
ministrell
00.00.0000 00:00+1Вы правы относительно цены, но не насчёт машины. У многих больших машин даже pid нету, так как он не нужен при конского размера бройлере.
Как пример https://www.seattlecoffeegear.com/la-marzocco-linea-av-commercial-espresso-machine
Или вот. В целом индустрия весьма консервативна и вполне норма, когда заведение работает на 20летней машине
https://www.voltagerestaurantsupply.com/products/nuova-simonelli-appia-life-volumetric-espresso-machine
Tabke
00.00.0000 00:00Если есть деньги и желание, то почему нет? Идеальный вариант для обеспеченных гиков.
Для необеспеченных, как я, идеальный вариант - б/у и последующая доработка. Лично я купил б/у машину с группой E61, по тогдашним деньгам где-то 150 евро. У неё был сломанный насос, который я заменил, затем добавил туда ПИД и регулятор мощности на насос с алика. Можно наверно добавить ардуину и довести до уровня проекта из статьи, но не вижу пока в этом нужды, регулирую насос вручную, мне хватает.
Aleksivag
00.00.0000 00:00У профессиональных бариста есть две основных проблемы: выбор помола ; плавающая температура воды в бойлере.
Если первую проблему с несколькими десятками переменных решить пока невозможно , без метода подбора помола , то вторая проблема менее сложная.
Есть предложение заложить в контроль три датчика температуры от разных производителей. Точность а 0,5 градуса дает сильное изменение качества эспрессо.
При наличии трех датчиков средняя температура по их показаниям будет наиболее точна .
Одиночный датчик приводит к большим проблемам с получением качественного эспрессо.
Если речь идет о получении качественного эспрессо , а не кофе с молоком на рабусте
ministrell
00.00.0000 00:00Проблема (в данном конкретном исполнении в частности и у большинства бытовых машин вообще) гораздо сложнее чем просто в датчике. Как обеспечить равномерный догрев жидкости при поступлении воды из помпы? Здесь используется бойлер от gaggia объемом в стакан, в который вливается 20-30мл за пролив. При том распределяется не слишком равномерно. Будет при этом алюминиевый а не медный. Просто датчиком и pid поймать 0.5 градуса? Удачи.
Поставить больше бойлер - так у вас машина на режим будет выходить полчаса, такое себе для утреннего кофе.
Tabke
00.00.0000 00:00Поставить больше бойлер - так у вас машина на режим будет выходить полчаса, такое себе для утреннего кофе.
У меня именно так, это самое простое и финансово адекватное решение. Машина подключена к умной розетке и включается по расписанию заранее.
Кроме бойлера на стабильность влияет масса кофейной группы, она обеспечивает хорошую теплоёмкость. Поэтому, если бы я делал проект из статьи, то использовал бы не gaggia, с её убогой малюсенькой группой, а купил бы б/у профессиональную машину. И собирал бы своего франкенштейна на основе бойлера и кофейной группы от неё.
Mishootk
00.00.0000 00:00А здесь мы имеем уже умную машину, которая будет прогревать сама себя заранее.
Я когда по простому "гиковал" в молодости, на обычную таймерную розетку подключил электроплитку с установленным на нее тазиком с песком. Выходя утром на кухню я просто в раскаленный песок зарывал круглую турку с кофе и через точно подобранное время получал отличный кофе. Если наливать все время одно количество воды комнатной температуры и зарывать турку в песок по одинаковый уровень, то и готовность кофе стабильно плюс-минус пара секунд.
Другое дело, что первая чашка кофе рекомендуется не раньше чем через пару часов после пробуждения (не вступаю здесь в споры, у меня оно так само получается по утреннему графику). Так что этот сценарий на любителя.
Mishootk
00.00.0000 00:00Кто мешает поставить два бойлера? Максимум упремся в потребляемую мощность.
Причем бойлеры можно ставить как параллельно, так и последовательно.
Наверняка гурманы-экспериментаторы найдут зависимость между температурой и этапом заваривания. В цикле пролива разная температура дает разные вкусы. То есть имея возможность плавно регулировать температуру в течение всего цикла пролива можно разнообразить гамму вкусов. Имея два параллельных бойлера можно более тонко (быстрее) осуществлять регулировку и держать стабильную температуру. Если перед каждым бойлером и байпасом поставить управляемый вентиль, то получаем термостатический узел смешивания. Не знаю как это для кофе подойдет, но функционал получится хороший.
nafikovr
00.00.0000 00:00под новую машину все равно нужно подстраиваться так как влияет не только температура, так что нет смысла в колхозе с тремя датчиками, достаточно обеспечить постоянство температуры, а измеряться она может хоть в попугаях
cofein51
00.00.0000 00:00Ещё и воду надо учитывать, имхо.
В нашем городе "крутая кофейня" что сама зерна жарит и не только - покупает воду определенной жёсткости.
Мол наша местная очень мягкая и идеальна для френч пресса и капельных, но ни как не для эспрессо...
sim2q
00.00.0000 00:00По моему тут можно было обойтись только фото.
Как же красиво сделано! Вот эти вот фиолетовые стяжечки и полупрозрачная термоусадка..ммм...) Но всё же стрёмно когда электроника вот так открыта, а сверху жидкости и пар.
fndrey357
00.00.0000 00:00Начинается утро: выбираю программу для кофе. Подбор параметров, температура с точность до полуградуса, помол кофе с точностью до полумикрона, объем жидкости с точностью до получашки.
И, если не угадал - весь день насмарку.
А по теме - по мне кажется, что защиты от перегрева и превышения давления не хватает
Mishootk
00.00.0000 00:00Ну это для извращенцев. Один раз настроил, и хватит. Утром остается выбрать из готовых вариантов что сегодня душа желает: покрепче, послабее, побольше, поменьше.
Защиты штатно смонтированы на бойлере. Перепускной клапан сбрасывает в слив, термопредохранитель последовательно с ТЭНом следит за температурой корпуса. Эта автоматика железная и никакому контроллеру не доверяется. И правильно.
pulsatrix
00.00.0000 00:00Не. Нафиг. Столько возни. Берем терминатора. Говорим — вари кофе. Он варит кофе. Ну или шторы там делает.
ahdenchik
00.00.0000 00:00+1Давно уже жду что-то подобное, но для чая. Существующие "чаеварки" не предлагают нужной степени автоматизации.
Поэтому часто ловлю себя на мысли что стою у кофеварки и жду кофе только из-за простоты его приготовления в виде нажатия одной кнопки. И если бы появилось устройство, которое по нажатию кнопки аналогично кофеварке наливает кружку свежезаваренного чая из листиков - это было бы супер! Лично я полностью отказался бы от кофе в этом случае.
cofein51
00.00.0000 00:00Кстати, у многих проблемы с бойлером, он из черти какого металла, и даже с ультра мягкой водой - накрывается медным тазом.
И судя по интернетам- вода в них аж дырки проедает....
Почему их чем то не покрывают или не делают вставки из условной "нержавейки" как в моторах, что бы оно служило дольше и не портилось от химии что сами производители советуют???
trikot
00.00.0000 00:00
Проблемы с бойлером скорее всего из-за плохого обслуживания. Моей кофемашине 15 лет, на фото количество сваренного кофе. С бойлером все в порядке. Но если бы я сам не ремонтировал, то пришлось бы лет 8-10 назад менять. Менял мультиклапан, помпу, клапан заварного устройства, дырявый шланг.
tormozedison
00.00.0000 00:00"В любом случае, машина работает и в основном состоит из заменяемого оборудования и деталей, напечатанных на 3D‑принтере"
И сама на 3D-принтер похожа.
holodoz
Del, не заметил, что перевод
GrueneGespenst
По крайней мере точно не РФ - "Это защищает пользователя от контакта с проводкой 120 вольт и обеспечивает разгрузку шнура питания."