Onsen Eierkocher

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Von Nuuk

Onsen Eier werden im Wasserbad bei einer Temperatur von 64..68 Grad C 45 bis 60 Minuten gegart. Die Temperatur ist so gewaehlt, dass das Eigelb nach dem garen eine cremige Konsistenz hat. Das Eiweiß bleibt fluessig.

Glaubt man den einschlaegigen Koch-Foren, dann ist ein gelungenes das Leckerste was ein Huhn hervorbringen kann. Allemal Grund genug fuer eine Bastel-Aktion.

Sicherheitshinweis

Das Geraet arbeitet mit Netzspannung - 230V. Also - nur nachbauen wenn man ueber entsprechende Kenntnisse verfuegt. Nichts fuer Kinder. Die Sicherheitsvorschriften muessen eingehalten werden.

Einleitung

Fuer den Aufbau habe ich soweit als moeglich auf Teile zurueckgegriffen, die man einfach nur "zusammenstecken" muss:

  • fuer das Wasserbad wird ein Kochtopf verwendet
  • als Waermequelle dient eine einzelne E-Herd Platte (ca 1000-2000W)
  • der Temperatursensor ist ein DS18B20 (wasserdicht, keine Eichung erforderlich)
  • die Steuerung uebernimmt ein Arduino

Los geht's

Heizplatte regeln

Die Temperatur (ich habe mich fuer 'meine' Eier auf 66 Grad C festgelegt) muss sehr exakt eingehalten werden. Ziel ist +/- 1 Grad. Da die Regelung einer 2KW Last zu aufwendig ist steuere ich die Heizplatte mit einem Relais etwa wie bei einer Plus-Breiten Modulation: Onsen pbm.jpg

Bei der Traegheit der gesamten Regelstrecke geht das in Ordnung.

Relais

Um den Aufwand mit der Verkabelung gering zu halten gibts ein fuer den Arduino ein "Shield" mit 4 Relais - Kosten ca. 20 Taler. Einzelne Relais mit dem zugehoerigen Optokoppler sind fuer ca. 5 Taler zu haben.

Onsen relais.jpg

Temperatursensor

Der Temperatursensor DS18B20 kommt mit 3 Anschluessen:

  • blau - Masse
  • rot - Spannungsversorgung ueber einen 4.7k Widerstand
  • gelb - Messwert

Onsen sensor small.jpg


Das Ding ist wasserdicht verbaut und kann bis 100 Grad verwendet werden. Die Verbindung zum Arduino laeuft ueber einen One-Wire-Bus den ich auf den digitalen I/O "2" geschaltet haben. Kosten: ca. 10 Taler. Fuer die Ansteuerung gibt es einen fertige Library.

Regler

Den PID Regler gibt es fuer den Arduino als fertig Library. Die erforderlichen Parameter kann mit der "Schwingungsmethode" nach Ziegler/Nichols bestimmen. Eine gute Beschreibung dazu gibt es hier. Bei mir sind folgende Werte rausgekommen:

  • Kp = 13.0
  • Kd = 230.0
  • Ki = 0.01

Die Abtastzeit ist auf 10s festgelegt - das reicht fuer eine so langsame Stecke aus.

Anzeige

So - nun braucht es noch eine Anzeige mit der ich den Vorgang ueberwachen kann. Folgendes wird angezeigt:

  • "Onsen" zu kalt
  • "Onsen" genau richtig
  • "Onsen" zu warm
  • Eier fertig (nach 45 Minuten)
  • time-out (nach 90 Minuten wird abschaltet, sollte man das "Geraet" mal vergessen haben...)
  • Fehler

Ich habe fuer die Anzeige einen beleuchteten Taster verwendet (ca. 1 Taler) - das spart Aufwand bei der Verkabelung und man muss nicht so viele Loecher bohren. Die Information wird ueber einen "Blink-Code" ausgegeben: Onsen blinkcode 1.jpg Onsen blinkcode 2.jpg

Wenn die Eier fertig sind, leuchtet die LED durchgehend - nach 90 Minuten (time-out) geht sie aus.


Bedienelement

Einziges "Bedienelement" ist ein Taster, der einen Timer im Arduino startet. Man startet den Timer wenn man die Eier in den "Onsen" gelegt hat. Nach 45 Minuten wird das Geraet dann ueber die Anzeige "Eier fertig" melden.

Schaltplan

Hier nun der gesamte Schaltplan: Onsen schaltplan.jpg

Programm

Das Programm fuer den Arduino macht in seine endlos-Schleife folgendes:

  • Temperatur vom DS18B20 einlesen
  • PID Regeler rechnen
  • Relais ansteuern

Zusaetzlich ist noch ein kleiner Monitor-Teil vorhanden ueber den man - sofern man ueber den USB Stecker einen PC angeschlossen hat - noch einige Funktion ausfuehren kann:

Usage: <command>:<parameter>CR Commands:

  • ? - Help.
  • D:value - set Kd
  • I:value - set Ki
  • P:value - set Kp
  • L:0|1 - enable(1) or disable(0) logging
  • M:0|1 - Manual power control (1)
  • O:0..100 - Main Power)
  • R - Reset PID
  • S:0..100 - Enter setpoint
  • W - Write PID settings to EEPROM
  • X - Display status

Source Code

Library fuer 1-wire Devices

Library fuer DS18B20

Library fuer den PID Regeler


Fotostrecke

Onsen innenleben.jpg Onsen zusammenbau.jpg Onsen einmessen.jpg Onsen auf bohnen.jpg