Warum baut man eigentlich ein temperiertes Wasserbad selbst? Nur um ein paar Schweinbacken zu garen obwohl man so etwas sogar zu kaufen kriegt? Klar, Fleisch soll rein ins Bad, der Grund liegt aber mehr darin, dass ich wissen will, wie das alles funktioniert: Vom PID-Regler über die Umwälzpumpe bis hin zur Isolierung. Okay, als Ingenieur habe ich ohnehin vieles gelernt, was bei diesem Projekt verwendet wird. Dennoch ist das Zusammenspiel von allen Komponenten, und vor allen Dingen beim ersten Anfahren, immer wieder spannend zu beobachten.
Fangen wir mal mit den Komponenten an, die ich mir aussuchte:
Bain Marie mit 200er Tiefe (85 EUR incl. Versand)
Hier will ich gleich mal anmerken, dass ich von Anfang an plante, die interne Heizung mit 1200 W zu verwenden. Mit dieser experimentierte ich natürlich rum. Allerdings habe ich es nie geschaft, ein komplett stabiles System zu erhalten. Die Heizschlange der Marie hat einen relativ schlechten Wärmeübergang zum Wasserbad. Dadurch schwingte mein System immer um die Solltemperatur. Erst mit dem Verwenden von zwei Tauchsiedern klappte es ziemlich schnell ziemlich gut!
Zwei Tauchsieder à 1000 W als Heizquelle (19 EUR incl. Versand)
Umwälzpumpe von Hella für PKW/LKW-Standheizungen, 12 V, 2,5 A (38 EUR incl. Versand)
Technische Daten:
Der einzige Nachteil der Pumpe ist, dass sie nicht selbst ansaugt. Man muss also die Luft weitgehend aus dem Ansaugtrakt eliminieren, damit die Pumpe fördert.
Temperatursteuerung auf Basis eines Arduino Uno, Protoshield, DS18B20-Tempfühler und RGB-LCD (25 EUR, 12 EUR, 9,41 EUR, 22,84 EUR)
Das ganze Projekt mag ich jetzt nicht Widerkäuen; es kann hier nachgelesen werden:
https://learn.adafruit.com/sous-vide-powered-by-arduino-the-sous-viduino/sous-vide
Solid-State-Relais zum Schalten der Heizstäbe (17,15 EUR)
(anstatt des Powerswitch-Tail im Adafruit-Link)
Netzteil für den Arduino (ca. 6 EUR)
Netzteil für die Pumpe 12 V, 5 A (ca. 27 EUR)
Schlauch für die Pumpe (ca. 5 - 10 EUR im Obi)
Steckdose (Fundus)
Das wär's eigentlich schon. Allerdings meinte ich, ich müsste noch einen Drehzahlregler für die Pumpe bauen. Dieses Bastelmaterial hatte ich zum Teil noch in meinem Fundus:
http://www.mikrocontroller.net/arti...tensteller_mit_Halbbr.C3.BCcken_Mosfettreiber
Ach ja: Nötig ist es nicht, nur es machte halt unheimlich Spaß...
Anfangs war mein Arrangement der ganzen Bauteile recht salopp angeordnet.
Abhilfe schafften ein paar gelaserte Edelstahlbleche von unserem Forenkollegen @holler80. Vielen Dank für die tollen Teile, super Service und die schnelle Bearbeitung! (ca. 63 EUR)
Zur Isolierung wählte ich eine 5 mm Kautschukmatte, die auch in der Solarthermie eingesetzt wird (35,50 EUR für 1 m2 - ist natürlich viel zu groß, aber nicht kleiner zu erhältich)
Fangen wir mal mit dem Display an. Dieses musste noch zusammengelötet werden:
Mehr will ich davon gar nicht zeigen. Bei dem Adafruit-Link oben sieht man den Zusammenbau viel besser...
Deshalb zeige ich Euch einen Blick in die Box - hier noch ohne Motordrehzahlsteuerung.
Hier von Vorne mit Drehzahlsteuerung. Man beachte die gekonnte Verlötung der Motorsteuerung incl. BAR-Graph für die Visualisierung der Drehzahl!
Die gelaserten Brocken bestehen aus:
Als erstes wurde die Isolierung aus- und die Gewinde geschnitten sowie
die Tauchsieder kastriert. Danach passten diese perfekt in der vorgesehenen Positionen.
Also gleich mal die beiden Brennstäbe fixiert.
Aha, die beiden Abschirmungen müssen noch umgebogen werden.
Auch diese passen nun ganz genau. :sk_genauso:
Für die Halterung der Pumpe sah ich eine normale 2"-Rohrschelle vor.
Der Deckel musste ebenfalls zusammengebaut werden. Ein handelsüblicher Möbelgriff aus Edelstahl vom Obi dient als Griff.
Das Schlaucharrangement im Wasserbad ist noch etwas leger. Das soll heißen, die Boa liegt halt drin rum. Das hatte man noch in meinem letzten SV-Thread http://www.grillsportverein.de/forum/threads/lachs-ohne-planke-aber-mit-tuete.212771/ gesehen.
Der Temperaturfühler wird ebenfalls durch ein Loch in der Nähe der Brennstäbe durchgeführt und ist locker in die Schlitze der Abschirmungen gesteckt. Das passt so, denn wo soll das auch hin?
Die PID-Parameter wurden mal P=5500, I=0,08 und D=0,1 eingestellt. Das passt für das Erste soweit.
Wer es ganz genau wissen will, kann mit folgenden Softwarepaketen ganz tief in die Optimierung des PIDs einsteigen:
https://www.processing.org/
http://playground.arduino.cc/Code/PIDLibrary
Ist die aktuelle Temperatur noch mehr als 1 °C von der Zieltemperatur entfernt, dann ist das Display rot,
unter 1 °C grün und
unter 0,2 °C schließlich blau.
Die Farben könnte man auch im Source-Code ändern.
Die Prozentzahlen rechts unten geben die aktuelle Heizleistung wider. Zur Zeit habe ich etwas Protein im Vakumbeutel bei 56 °C drin. Die Leistung beträgt dabei ca. 4 %, was von 2 kW ca. 80 W sind. Hinzu kommt die Pumpenleistung von ca. 30 Watt. Untschlägt man den Arudino, kommt man somit auf einen Gesamtverbrauch von 110 W. Mich tät mal interessieren, was andere Selbstbauten oder die kommerziellen Geräte so an Strom verbrauchen.
Jo, das war's erst mal. Weitere Optimierungen werde ich hier veröffentlichen....
Fangen wir mal mit den Komponenten an, die ich mir aussuchte:
Bain Marie mit 200er Tiefe (85 EUR incl. Versand)
Hier will ich gleich mal anmerken, dass ich von Anfang an plante, die interne Heizung mit 1200 W zu verwenden. Mit dieser experimentierte ich natürlich rum. Allerdings habe ich es nie geschaft, ein komplett stabiles System zu erhalten. Die Heizschlange der Marie hat einen relativ schlechten Wärmeübergang zum Wasserbad. Dadurch schwingte mein System immer um die Solltemperatur. Erst mit dem Verwenden von zwei Tauchsiedern klappte es ziemlich schnell ziemlich gut!
Zwei Tauchsieder à 1000 W als Heizquelle (19 EUR incl. Versand)
Umwälzpumpe von Hella für PKW/LKW-Standheizungen, 12 V, 2,5 A (38 EUR incl. Versand)
Technische Daten:
- Hella Vergleichsnummer: 8TW 007 121-101.
- Bauart Kreiselpumpe
- Betriebsspannung 12 Volt
- Elektrische Leistungsaufnahme ca. 30 W
- Pumpenleistung (Arbeitspunkt) 700 ±100 l/h bei ≥ 0,3 bar
- Betriebstemperatur -40 °C bis +60 °C
- Abgeprüfte Mediumstemperatur (max.) 110 °C
- Einbaulage beliebig
- Druckfestigkeit bis 9 bar Überdruck
- Pumpbare Medien Wasser-Kühlmittel-Gemische
- Trockenlauffestigkeit (max.) 30 min.
- Lebensdauerfestigkeit 4.000 h bei 60 °C Umgebungstemperatur und wechselnden Mediumstemperaturen
Der einzige Nachteil der Pumpe ist, dass sie nicht selbst ansaugt. Man muss also die Luft weitgehend aus dem Ansaugtrakt eliminieren, damit die Pumpe fördert.
Temperatursteuerung auf Basis eines Arduino Uno, Protoshield, DS18B20-Tempfühler und RGB-LCD (25 EUR, 12 EUR, 9,41 EUR, 22,84 EUR)
Das ganze Projekt mag ich jetzt nicht Widerkäuen; es kann hier nachgelesen werden:
https://learn.adafruit.com/sous-vide-powered-by-arduino-the-sous-viduino/sous-vide
Solid-State-Relais zum Schalten der Heizstäbe (17,15 EUR)
(anstatt des Powerswitch-Tail im Adafruit-Link)
Netzteil für den Arduino (ca. 6 EUR)
Netzteil für die Pumpe 12 V, 5 A (ca. 27 EUR)
Schlauch für die Pumpe (ca. 5 - 10 EUR im Obi)
Steckdose (Fundus)
Das wär's eigentlich schon. Allerdings meinte ich, ich müsste noch einen Drehzahlregler für die Pumpe bauen. Dieses Bastelmaterial hatte ich zum Teil noch in meinem Fundus:
http://www.mikrocontroller.net/arti...tensteller_mit_Halbbr.C3.BCcken_Mosfettreiber
Ach ja: Nötig ist es nicht, nur es machte halt unheimlich Spaß...
Anfangs war mein Arrangement der ganzen Bauteile recht salopp angeordnet.
Abhilfe schafften ein paar gelaserte Edelstahlbleche von unserem Forenkollegen @holler80. Vielen Dank für die tollen Teile, super Service und die schnelle Bearbeitung! (ca. 63 EUR)
Zur Isolierung wählte ich eine 5 mm Kautschukmatte, die auch in der Solarthermie eingesetzt wird (35,50 EUR für 1 m2 - ist natürlich viel zu groß, aber nicht kleiner zu erhältich)
Fangen wir mal mit dem Display an. Dieses musste noch zusammengelötet werden:
Mehr will ich davon gar nicht zeigen. Bei dem Adafruit-Link oben sieht man den Zusammenbau viel besser...
Deshalb zeige ich Euch einen Blick in die Box - hier noch ohne Motordrehzahlsteuerung.
Hier von Vorne mit Drehzahlsteuerung. Man beachte die gekonnte Verlötung der Motorsteuerung incl. BAR-Graph für die Visualisierung der Drehzahl!
Die gelaserten Brocken bestehen aus:
- zwei Platten für die Abdeckung. In die Unteren habe ich Gewinde in die ausgelaserten Löcher geschnitten, um per Schraube von oben komfortabel fixieren zu können.
- vier Bleche für die Fixierung der Tauchsieder. Zwei davon wieder mit Gewinden
- zwei unterschiedlich große Bleche für den Deckel.
- zwei geschlitzte Bleche für die Abschirmung der Tauchsieder; Gewinde nachgeschnitten.
Als erstes wurde die Isolierung aus- und die Gewinde geschnitten sowie
die Tauchsieder kastriert. Danach passten diese perfekt in der vorgesehenen Positionen.
Also gleich mal die beiden Brennstäbe fixiert.
Aha, die beiden Abschirmungen müssen noch umgebogen werden.
Auch diese passen nun ganz genau. :sk_genauso:
Für die Halterung der Pumpe sah ich eine normale 2"-Rohrschelle vor.
Der Deckel musste ebenfalls zusammengebaut werden. Ein handelsüblicher Möbelgriff aus Edelstahl vom Obi dient als Griff.
Das Schlaucharrangement im Wasserbad ist noch etwas leger. Das soll heißen, die Boa liegt halt drin rum. Das hatte man noch in meinem letzten SV-Thread http://www.grillsportverein.de/forum/threads/lachs-ohne-planke-aber-mit-tuete.212771/ gesehen.
Der Temperaturfühler wird ebenfalls durch ein Loch in der Nähe der Brennstäbe durchgeführt und ist locker in die Schlitze der Abschirmungen gesteckt. Das passt so, denn wo soll das auch hin?
Die PID-Parameter wurden mal P=5500, I=0,08 und D=0,1 eingestellt. Das passt für das Erste soweit.
Wer es ganz genau wissen will, kann mit folgenden Softwarepaketen ganz tief in die Optimierung des PIDs einsteigen:
https://www.processing.org/
http://playground.arduino.cc/Code/PIDLibrary
Ist die aktuelle Temperatur noch mehr als 1 °C von der Zieltemperatur entfernt, dann ist das Display rot,
unter 1 °C grün und
unter 0,2 °C schließlich blau.
Die Farben könnte man auch im Source-Code ändern.
Die Prozentzahlen rechts unten geben die aktuelle Heizleistung wider. Zur Zeit habe ich etwas Protein im Vakumbeutel bei 56 °C drin. Die Leistung beträgt dabei ca. 4 %, was von 2 kW ca. 80 W sind. Hinzu kommt die Pumpenleistung von ca. 30 Watt. Untschlägt man den Arudino, kommt man somit auf einen Gesamtverbrauch von 110 W. Mich tät mal interessieren, was andere Selbstbauten oder die kommerziellen Geräte so an Strom verbrauchen.
Jo, das war's erst mal. Weitere Optimierungen werde ich hier veröffentlichen....
