Automatizzare macchina del caffe'

Buongiorno a tutti,

Questo e' il mio primo messaggio sul forum. Dopo aver giocato un po' con i vari starter kit e aver preso confidenza con l'hardware, ho pensato di iniziare un vero e proprio progetto che potessi usare nella vita di tutti i giorni.

La mia idea e' quella di automatizzare la preparazione del caffe' (nespresso) tramite comando inviato dal web.

A tal proposito, i componenti che ho a disposizione sono:

• Arduino Uno
• WiFi module ESP8266

Per quanto riguarda la parte di programmazione non ho problemi, mentre per l'hardware sono davvero ignorante. Ho seguito qualche corso all'universita' relativi a elettrotecnica, elettronica e programmazione, ma purtroppo non ho mai avuto modo di mettere le mani su qualcosa di reale (in piu' sono passati alcuni lustri da quelle lezioni).

Il primo step e' quello di rendere automatica l'accensione della macchina e la preparazione del caffe', in particolare sono presenti due tasti: caffe' corto e caffe' lungo. La pressione di uno dei due causa l'uscita da uno stato di sleep, che porta al lampeggio del bottone stesso per circa 1 minuto (in cui la macchina porti a temperatura ottimale l'acqua). Una seconda pressione del bottone triggera la preparazione del caffe'.

Ora, mi e' chiaro che devo in qualche modo mettere in parallelo all'interruttore (pensavo per ora di concentrarmi su quello del caffe' corto) un azionamento comandato da arduino, per esempio un rele' o un MOSFET, che chiuda il circuito simulando una pressione. Quello che non mi e' chiaro e' come si scelgono e dimensionano questi sistemi e soprattutto come si collegano e in quali rischi si puo' incorrere.

In piu', mi chiedevo come alimentare Arduino (batteria o e' possibile ricavare corrente dalla macchinetta stessa?) e come collegarlo alla macchina del caffe' in caso venga alimentato dall'esterno. Immagino che il GND di Arduino vada messo in comune con quello della macchina del caffe', ma anche qui vorrei evitare di fare cose a caso e capire se sono necessari sistemi per rendere l'insieme piu' sicuro.

Purtroppo in rete non ho trovato tutorial comprensivi di schemi, o almeno non sono riuscito a capire quello che avrei voluto sapere. Ho dato un'occhiata qui:

• https://www.quora.com/How-do-I-control-a-coffee-Nespresso-machine-with-a-Raspberry-Pi
• DIY Coffee Alarm Clock | Hackaday.io

Dal secondo, pare che l'interruttore lavori a 16 V e non sia direttamente connesso a 220 V.

Vi ringrazio per il vostro aiuto, spero di riuscire a capire da che parte iniziare E soprattutto mi scuso per eventuali domande troppo banali.

Buongiorno,
essendo il tuo primo post, nel rispetto del regolamento (… punto 13, primo capoverso), ti chiedo cortesemente di presentarti QUI (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione ... possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con MOLTA attenzione il su citato REGOLAMENTO ... Grazie.

Guglielmo

P.S.: Qui una serie di link utili, NON necessariamente inerenti alla tua domanda:
- serie di schede by xxxPighi per i collegamenti elettronici vari: ABC - Arduino Basic Connections
- pinout delle varie schede by xxxPighi: Pinout
- link generali utili: Link Utili

... detto questo, porto la tua attenzione proprio sul punto 15 del suddetto REGOLAMENTO segnalandoti che, se per caso si parlasse di 220V (... e non di bassissima tensione), sarei costretto a chiudere il thread.

Guglielmo

Buonasera Guglielmo,
Grazie per la risposta velocissima. Mi scuso per aver postato frettolosamente.

Spero di poter trovare qualche informazione in merito al progetto. Se venissi a conoscenza che tutta la macchina lavora a 220V, compresa la parte che mi interessa, sarei il primo a interrompere il progetto e chiedere la chiusura del post. E' proprio per capire se il progetto e' fattibile che sto cercando di raccogliere esperienze e pareri.

Saluti

marciTy:
... caffe' corto e caffe' lungo. La pressione di uno dei due causa l'uscita da uno stato di sleep, che porta al lampeggio del bottone stesso per circa 1 minuto (in cui la macchina porti a temperatura ottimale l'acqua). Una seconda pressione del bottone triggera la preparazione del caffe'...

Questo mi fa pensare che all'interno ci sia dell'elettronica, le macchinette "tutto a 220" di solito non hanno piu opzioni ne funzionano premendo due volte il pulsante, le accendi, quando l'acqua e' calda premi il pulsante per accendere la pompa, e lo molli quando e' uscita la quantita' di caffe' che vuoi ... il che mi porta a pensare che con un paio di rele' reed, o comunque di mini rele', con il contatto NA collegato in parallelo ai rispettivi pulsanti, dovresti riuscire a gestire quello che vuoi, dal lato hardware ... per sicurezza controlla il tutto prima (ovviamente a spina staccata, se devi aprire la macchina), ma non ho mai sentito di macchine senza elettronica che andassero in "sleep", per cui al 90% e' probabilmente un circuito elettronico che controlla il tutto ...

Secondo me non puoi farlo NEMMENO se la macchina andasse a 9 volt

Non si tratta di un impianto, ma di un apparecchio, coperto dalla en60335 apparecchi elettrici di uso domestico o similare

Serve che lo faccia un CAT, nemmeno un elettricista per impianti elettrici

La butto lì, invece di modificare la macchina si potrebbe ipotizzare l'utilizzo di un servo o similare che prema fisicamente il pulsante presente sulla macchina, a questo punto basta trovare il modo di fissare il tutto sopra la macchina e non modificandola può automatizzare, potrebbe essere un idea per non incappare in problematiche di legge/regolamento del forum no?

Grazie a tutti per le risposte! Effettivamente quella di mettere un servo potrebbe essere un'idea molto valida, meno rischiosa e nel rispetto delle regole del forum. Ci pensero' su, devo controllare se ho gia' qualcosa a disposizione a casa.

Vi aggiornero' a breve

Purtroppo niente servo a casa. Ho trovato un servo 28BYJ-48 con una shield ULN2003, che devo aver comprato in un momento di shopping selvaggio.
Potrei adattare questo?

Ho dato una rapida occhiata su internet e ho trovato questo datasheet:

• datasheet/28BYJ-48

da cui leggo:

• In-traction Torque >34.3mN.m(120Hz)
• Self-positioning Torque >34.3mN.m
• Friction torque 600-1200 gf.cm
• Pull in torque 300 gf.cm

Mi chiedevo cosa significasse il valore 120 Hz posto tra parentesi.

Quello non é un servo ma un motore Passopasso con riduttore di giri.

marciTy:
Purtroppo niente servo a casa. Ho trovato un servo

Lapsus.

E' possibile usare uno stepper senza encoder per avere un risultato simile? Da cosa capisco posso dire di quanti passi ruotare e in che direzione. Potrei mettere un sensore di home in modo che si riposizioni sempre allo stesso posto ed eventualmente uno di fine rotazione consentita?

A ogni accensione posso cercare la home facendolo rotare in un senso finche' non raggiungo la home. Se non la trovo ma sono arrivato a "fine corsa" torno indietro fino alla home.

Se non ho capito male si, puoi mettere due fine corsa per sapere se la rotazione è stata completata in un senso o nell'altro.
All'avvio riporti lo stepper in posizione di "riposo", lo mandi all'altro fine corsa (pulsante premuto) e dopo un tempo prestabilito torni alla posizione "riposo". La cosa che dovresti valutare prima di tutto è se la spia è già accesa o no ovvero se fai caffè a raffica una sola pressione altrimenti una prima pressione, attesa che la spia sia accesa e poi seconda pressione, altrimenti una sola pressione.
Per verificare la spia dovresti verificare l'emissione di luce dalla stessa con un sensore di luminosità ma credo potrebbe essere disturbato dalla luce ambientale, dovresti quindi isolare la spia con un tubetto che schermi la luce ambientale.
Potrebbe essere un idea mettere il tubo della dimensione del pulsante come "dito" che preme il pulsante sullo stepper.
Provo a spiegarmi meglio... lo stepper farà ruotare un disco dove darà fissato un tubetto con all'estremità il sensore di luce, si avvia il tutto:

• il servo va nella posizione di riposo attivando il primo fine corsa, poi si sposta all'altro fine corsa che sarà in posizione di lettura (ovvero pulsante non premuto ma tubo che appoggia sul pulsante)
• Se la luce non viene rilevata lo stepper avenzerà di un certo numero di passi in modo che il tubetto stesso preme il pulsante e dopo il necessario tempo (Es. 1 secondo) torna in posizione di lettura
• Finché la luce lampeggia si attende in posizione di lettura
• Quando la luce è accesa (dopo il prediscaldamento o già dalla prima lettura in caso di caffé a raffica) lo stepper avenzerà di un certo numero di passi in modo da premere il pulsante e erogare il caffè, trascorso il tempo necessario (Es. il solito secondo o meno) lo stepepr viene riportato in posizione di riposo

Un incubo meccanico insomma

... ed usare dei banali solenoidi di tipo push ? ...

Etemenanki:
... ed usare dei banali solenoidi di tipo push ? ...

Sicuramente meglio ma ha detto di voler utilizzare quello che ha... resta il problema della lettura della spia, con il solenoide come faresti?

... fotodiodo o fotoresistenza in tubetto di plastica nero ...

... oppure una telecamera ad alta risoluzione con DSP in grado di distinguere la tonalita' e la frequenza della luce emessa dal pulsante, discriminarla dalla luce ambiente, elaborarla con una CPU i7, e generare un segnale per pilotarci il pin di arduino ... (scherzo :D)

Resto comunque dell'idea che se la macchina e' sua e la usa in casa propria, anche i rele' in parallelo ai pulsanti non comportino alcun rischio, ne violino il regolamento, poiche' di fatto non si tratta di un progetto rischioso, normative a parte ... diverso sarebbe il discorso se volesse farci qualcosa di commerciale o da vendere a qualcuno, ma mi sembra di capire che non sia cosi ... quindi puo essere equiparata ad un "prototipo, realizzato in proprio, per uso proprio" ...

Etemenanki:
... fotodiodo o fotoresistenza in tubetto di plastica nero ...

quello ok ma come lo monteresti? sulla verticale del pulsante e il solenoide in asse con il pulsante stesso? Pura curiosità la mia a livello meccanico sono una schiappa e a volte per uccidere una formica mi invento il carroarmato

Etemenanki:
... oppure una telecamera ad alta risoluzione con DSP in grado di distinguere la tonalita' e la frequenza della luce emessa dal pulsante, discriminarla dalla luce ambiente, elaborarla con una CPU i7, e generare un segnale per pilotarci il pin di arduino ... (scherzo :D)

Mi metti un link di una telecamera così seriale da usarla con arduino uno o con la mega se la uno non basta? ;D (non ho resistito)

Etemenanki:
Resto comunque dell'idea che se la macchina e' sua e la usa in casa propria, anche i rele' in parallelo ai pulsanti non comportino alcun rischio, ne violino il regolamento, poiche' di fatto non si tratta di un progetto rischioso, normative a parte ... diverso sarebbe il discorso se volesse farci qualcosa di commerciale o da vendere a qualcuno, ma mi sembra di capire che non sia cosi ... quindi puo essere equiparata ad un "prototipo, realizzato in proprio, per uso proprio" ...

Concordo ... e finché NON mette le mani sulla parte a 220V per me non c'è problema.

Guglielmo

fabpolli:
quello ok ma come lo monteresti? sulla verticale del pulsante e il solenoide in asse con il pulsante stesso? Pura curiosità la mia a livello meccanico sono una schiappa e a volte per uccidere una formica mi invento il carroarmato

Dipende dalla formica ... a volte il carro armato potrebbe non bastare

Scherzi a parte ... dato che comunque dovrebbe farsi un sistema di supporto, potrebbe rialzare il solenoide piazzando uno spessore di plastica sopra il pulsante, e dentro lo spessore metterci il fotodiodo ... o metterlo inclinato in parte al solenoide ... oppure mettere il solenoide di fianco, che preme il pulsante con una leva ... ci sono parecchi sistemi ...

Mi metti un link di una telecamera così seriale da usarla con arduino uno o con la mega se la uno non basta? ;D (non ho resistito)

Penso che questa possa bastare ... non costa neppure troppo, 109.000$ in versione base, 164.000$ con tutte le opzioni installate ...

Tutto bello, bello il solenoide, bella 'a boiserie, bello l'armadio, belle 'e cassapanche, ma alla fine te manca un braccio robotico altrimenti chi minchia ti mette la capsula nella macchinetta? 8) Insomma, ok sbizzarrirsi per divertimento proprio, ma se magari lo applichi a qualche esigenza pratica non è meglio?

Io ad esempio alla mia macchinetta del caffè ho aggiunto un sensore che misura il livello dell'acqua nel serbatoio visto che il serbatoio è un contenitore interno e non si vede nulla dall'esterno per cui spesso arrivo a metà di un caffè e finisce l'acqua. Arduino quindi mi mostra su un display LCD una barra che rappresenta l'acqua rimanente, la sua percentuale, ed un led RGB che da blu diventa verde al 50% e rosso sotto al 20%, e un buzzer per quando scende a meno del 2%. Non è una cosa essenziale, ma almeno realmente utile..

Be', se la macchinetta e' di quelle "faso tuto mi", che basta inserire la capsula dall'alto e premere il pulsante, e poi le capsule esaurite le butta fuori dal basso in un contenitore, puoi farti anche un "caricatore" di capsule stile "vecchia gatling", a caduta (o con il braccetto, se serve premerle) ... e magari il nastro con i bicchierini per automatizzare pure quelli ... ovvio che se e' una di quelle vecchie con la leva, c'e' poco da fare ...