Technische Beeinflussbarkeit der Geschmacksache Kaffee - Letzte Änderungen [de]

Kommunikation per UART

Felix Kerner — Fri, 12 Jun 2026 09:23:04 GMT

Botschaften vom Display der 1. BG zum STM32

Systemelektronik

Armin Rohnen — Fri, 12 Jun 2026 06:46:32 GMT

Armin Rohnen, 04.05.2026

← Nächstältere Version		Version vom 12. Juni 2026, 08:46 Uhr
Zeile 3:		Zeile 3:

	= Armin Rohnen, 04.05.2026 =		= Armin Rohnen, 04.05.2026 =
	Aufgrund der guten Verfügbarkeit des NUCLEO-H753ZI, welches PINgleich und Firmwarecompatible zum NUCLEO-H743ZI2 ist, wurde entschieden, die nächste Prototypenelektronik mit diesem MCU-Board zu erstellen. Dadurch reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Platinen auf eine. zusätzlich wird ein Touch-Display mit RP2350 MCU verbaut werden. Die Kommunikation zwischen STM32 und Display erfolgt über UART. Auch dies reduziert den ~~HArdwareaufwand~~. Als maximale Ausbaustufe wird aktuell die 2-Zylinder-Glasboilermaschine betrachtet. Hierfür wird die PIN-Belegung des STM32 sowie das Softwaregrundkonzept ausgelegt. Realisiert werden auf Basis vorhandener Basis, SSR und Messplatinen zwei Musterplatinen zum Entwickeln und Testen der Betriebssoftware.		Aufgrund der guten Verfügbarkeit des NUCLEO-H753ZI, welches PINgleich und Firmwarecompatible zum NUCLEO-H743ZI2 ist, wurde entschieden, die nächste Prototypenelektronik mit diesem MCU-Board zu erstellen. Dadurch reduziert sich die Anzahl der erforderlichen Platinen auf eine. zusätzlich wird ein Touch-Display mit RP2350 MCU verbaut werden. Die Kommunikation zwischen STM32 und Display erfolgt über UART. Auch dies reduziert den Hardwareaufwand. Als maximale Ausbaustufe wird aktuell die 2-Zylinder-Glasboilermaschine betrachtet. Hierfür wird die PIN-Belegung des STM32 sowie das Softwaregrundkonzept ausgelegt. Realisiert werden auf Basis vorhandener Basis, SSR und Messplatinen zwei Musterplatinen zum Entwickeln und Testen der Betriebssoftware.

	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"

Kommunikation per UART

Loic Aboufiras — Thu, 11 Jun 2026 15:04:51 GMT

Botschaften vom Display der 1. BG zum STM32

Änderungen zeigen

Systemsoftware

Armin Rohnen — Thu, 11 Jun 2026 13:13:19 GMT

ToDo-Liste: MCUs - Verlagerung der Regelkreise aus der MATLAB®-GUI auf die Mikrocontroller der Steuerungselektronik

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juni 2026, 15:13 Uhr
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	\| [[Kommunikation per UART\|UART Kommunikation zwischen den einzelnen MCUs]] \|\| Loic Aboufiras		\| [[Kommunikation per UART\|UART Kommunikation zwischen den einzelnen MCUs]] \|\| Loic Aboufiras
	Felix Kerner		Felix Kerner
	\| 1 \|\| 30 \|\|12.06.2026		\| 1 \|\| 70 \|\|12.06.2026
	\|-		\|-
	\| [[Evaluation STM32H7 \|Umstellung auf STM32H7]] \|\| \|\| 1 \|\| 10 \|\|		\| [[Evaluation STM32H7 \|Umstellung auf STM32H7]] \|\| \|\| 1 \|\| 10 \|\|

Kommunikation per UART

Armin Rohnen — Thu, 11 Jun 2026 13:08:09 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juni 2026, 15:08 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
			= Felix Kerner, Loic Aboufiras, 10.06.2026, Initialisierungs- und Antworttoken =
			Zur Initialisierung der UART-Kommunikation sendet die STM32 das Byte 0x0A an die Display-MCU und die Maschinensimulator-MCU. Beide MCUs senden das Byte 0x0B zurück. Darüber wird die Kommunikationsbereitschaft erkannt.

			= Felix Kerner, 10.06.2026, Haupttoken vom STM32 zum Maschinensimulator =

			== Haupttoken von STM32 zu Maschinensimulator-MCU ==
			{\| class="wikitable"
			\|+ Haupttoken von STM32 zu Maschinensimulator-MCU
			\|-
			! Byte-Nr !! Bits !! Beschreibung !! Wertebereich !! Anmerkung
			\|-
			\| 0 \|\| 8 \|\| Startzeichen \|\| \|\| 0x0F Standardtoken
			\|-
			\| 1,2 \|\| 16 \|\| Leitwert \|\| 0 - 3,3 V \|\| Spannungsteiler von 0 bis 5 V, 0,2 - 20 mS/cm
			\|-
			\| 3,4 \|\| 16 \|\| Boilerdruck \|\| 0 - 3,3 V \|\| Spannungsteiler von 0,5 bis 4,5 V, 0 bis 4 bar
			\|}

			= Felix Kerner, 10.06.2026, Botschaften vom Maschinensimulator zum STM32 =

			== Botschaften von Wartungs-APP zu STM32 ==
			{\| class="wikitable"
			\|+ Botschaften von Wartungs-APP zum STM32
			\|-
			! Startzeichen !! Bits !! Beschreibung !! Wertebereich !! Anmerkung
			\|-
			\| 0x20 \|\| 32 \|\| Boilerheizung Soll 1. BG \|\| PWM 0 - 100 % \|\|
			\|-
			\| 0x21 \|\| 32 \|\| Boilerheizung Soll 2. BG \|\| PWM 0 - 100 % \|\|
			\|-
			\| 0x22 \|\| 32 \|\| Sollwert Boilerdruck \|\| 1100 - 1500 mbar \|\| Integerwert in mbar
			\|}

			= Loic Aboufiras, 10.06.2026, Haupttoken vom STM32 zum Display der 1. BG =

			== Haupttoken von STM32 zu Display-MCU 1. BG ==
			{\| class="wikitable"
			\|+ Haupttoken von STM32 zu Display-MCU 1. BG
			\|-
			! Byte-Nr !! Bits !! Beschreibung !! Wertebereich !! Anmerkung
			\|-
			\| 0 \|\| 8 \|\| Startzeichen \|\| \|\| 0x0D Standardtoken
			\|-
			\| 1,2 \|\| 16 \|\| Leitwert \|\| 0 - 3,3 V \|\| Spannungsteiler von 0 bis 5 V, 0,2 - 20 mS/cm
			\|-
			\| 3,4 \|\| 16 \|\| Boilerdruck \|\| 0 - 3,3 V \|\| Spannungsteiler von 0,5 bis 4,5 V, 0 bis 4 bar
			\|}

			= Loic Aboufiras, 10.06.2026, Botschaften vom Display der 1. BG zum STM32 =

			== Botschaften vom Display der 1. BG zum STM32 ==
			{\| class="wikitable"
			\|+ Botschaften vom Display der 1. BG zum STM32
			\|-
			! Startzeichen !! Bits !! Beschreibung !! Wertebereich !! Anmerkung
			\|-
			\| 0x50 \|\| 32 \|\| Bezugswassertemperatur 1. BG \|\| 30 - 98 °C \|\| Integerwert in 1/10 °C, damit Wertebereich 300 bis 980
			\|-
			\| 0x51 \|\| 32 \|\| Bezugsmenge 1. BG \|\| 20 - 300 g bzw. ml \|\| Integerwert in 1/10 ml, damit Wertebereich 200 bis 3000
			\|-
			\| 0x52 \|\| 32 \|\| Bezugszeit 1. BG \|\| 0 - 120 Sekunden \|\| Integerwert in 1/10 Sekunde, damit Wertebereich 0 bis 1200
			\|}

	= Armin Rohnen, 31.05.2026, UART-Tester =		= Armin Rohnen, 31.05.2026, UART-Tester =
	Für die erforderlichen Tests der UART-Kommunikation wurden aus zwei Platinen der früheren Multi-MCU-Steuerung UART-Tester hergestellt.		Für die erforderlichen Tests der UART-Kommunikation wurden aus zwei Platinen der früheren Multi-MCU-Steuerung UART-Tester hergestellt.

Systemsoftware

Loic Aboufiras — Wed, 10 Jun 2026 18:17:02 GMT

ToDo-Liste: MCUs - Verlagerung der Regelkreise aus der MATLAB®-GUI auf die Mikrocontroller der Steuerungselektronik

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juni 2026, 20:17 Uhr
(Eine dazwischenliegende Version desselben Benutzers wird nicht angezeigt)
Zeile 70:		Zeile 70:
	\| [[Startprozedur]] \|\| \|\| 1 \|\| 100 \|\|		\| [[Startprozedur]] \|\| \|\| 1 \|\| 100 \|\|
	\|-		\|-
	\| [[Kommunikation per UART\|UART Kommunikation zwischen den einzelnen MCUs]] \|\| ~~Konstantin Rupprecht\|~~\| 1 \|\| 30 \|\|		\| [[Kommunikation per UART\|UART Kommunikation zwischen den einzelnen MCUs]] \|\| Loic Aboufiras
			Felix Kerner
			\| 1 \|\| 30 \|\|12.06.2026
	\|-		\|-
	\| [[Evaluation STM32H7 \|Umstellung auf STM32H7]] \|\| ~~Konstantin Rupprecht~~\|\| 1 \|\| 10 \|\|		\| [[Evaluation STM32H7 \|Umstellung auf STM32H7]] \|\| \|\| 1 \|\| 10 \|\|
	\|-		\|-
	\| [[Mehrkernnutzung und/oder Multitasking]] \|\| ~~Konstantin Rupprecht~~\|\| 1 \|\| 100 \|\|		\| [[Mehrkernnutzung und/oder Multitasking]] \|\| \|\| 1 \|\| 100 \|\|
	\|-		\|-
	\| [[Integration eines Displays mit Touchfunktion]] \|\| Loic Aboufiras\|\| 1 \|\| 30 \|\|29.05.2026		\| [[Integration eines Displays mit Touchfunktion]] \|\| Loic Aboufiras\|\| 1 \|\| 30 \|\|19.06.2026
	\|-		\|-
	\| [[Integration eines Vertikalhebels]] \|\| Loic Aboufiras\|\| 1 \|\| 30 \|\|12.06.2026		\| [[Integration eines Vertikalhebels]] \|\| Loic Aboufiras\|\| 1 \|\| 30 \|\|19.06.2026
	\|-		\|-
	\| [[Maschinensimulator]] \|\| Felix Kerner\|\| 1 \|\| 30 \|\|12.06.2026		\| [[Maschinensimulator]] \|\| Felix Kerner\|\| 1 \|\| 30 \|\|19.06.2026
	\|-		\|-
	\| [[Visualisierung und Interaktion über die MATLAB®-GUI\|Wartungs-App]] \|\| Felix Kerner\|\| 1 \|\| 30 \|\|29.05.2026		\| [[Visualisierung und Interaktion über die MATLAB®-GUI\|Wartungs-App]] \|\| Felix Kerner\|\| 1 \|\| 30 \|\|03.07.2026
	\|-		\|-
	\| [[Verlagerung des Füllstandsreglers auf das Basisboard\|Verlagerung des Füllstandsreglers]] \|\| \|\| 1 \|\| 30 \|\|		\| [[Verlagerung des Füllstandsreglers auf das Basisboard\|Verlagerung des Füllstandsreglers]] \|\| \|\| 1 \|\| 30 \|\|

Startprozedur

Armin Rohnen — Sun, 07 Jun 2026 12:14:55 GMT

Kommunikationsaufbau mit der Maschinensimulator-MCU

← Nächstältere Version		Version vom 7. Juni 2026, 14:14 Uhr
(7 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 4:		Zeile 4:
	Die Kommunikation zwischen STM32-Maschinensteuerung, dem Display und ggf. dem Maschinensimulator erfolgt über getrennte UART-Schnittstellen.		Die Kommunikation zwischen STM32-Maschinensteuerung, dem Display und ggf. dem Maschinensimulator erfolgt über getrennte UART-Schnittstellen.

	[[Datei:~~20260505 Rohnen Startprozedur 1~~.001.png\|thumb\|~~350~~\|right\|]]		[[Datei:20260505_Rohnen_Startprozedur_1.001.png\|thumb\|350px\|right]]

	== Initialisierung der Maschinensteuerung ==		== Initialisierung der Maschinensteuerung ==
Zeile 11:		Zeile 11:
	Danach erfolgt die Initialisierung der verwendeten PINs und der Messwerterfassung sowie die Aktivierung der Interrupt-Service-Routinen (ISRs) für die Durchflussmessung(en) über die FLowmeter. Zu dieser Initialisierung gehört auch die Initialisierung der Schrittmotoren der Dosierventile. Diese Initialisierung wird mehrere Sekunden in Anspruch nehmen. Es wird ein Counter (Maschinen_Counter) angelegt, der während der Startprozedur und später während des Maschinenbetriebs die jeweils aktuelle Situation des Maschinenzustands beschreibt. Damit ist die Initialisierung der Maschinensteuerung abgeschlossen, der Maschinen_Counter wird mit 0 angelegt. Es folgt der Kommunikationsaufbau mit der Peripherie.		Danach erfolgt die Initialisierung der verwendeten PINs und der Messwerterfassung sowie die Aktivierung der Interrupt-Service-Routinen (ISRs) für die Durchflussmessung(en) über die FLowmeter. Zu dieser Initialisierung gehört auch die Initialisierung der Schrittmotoren der Dosierventile. Diese Initialisierung wird mehrere Sekunden in Anspruch nehmen. Es wird ein Counter (Maschinen_Counter) angelegt, der während der Startprozedur und später während des Maschinenbetriebs die jeweils aktuelle Situation des Maschinenzustands beschreibt. Damit ist die Initialisierung der Maschinensteuerung abgeschlossen, der Maschinen_Counter wird mit 0 angelegt. Es folgt der Kommunikationsaufbau mit der Peripherie.

	== Kommunikationsaufbau mit Display ==		== Kommunikationsaufbau mit der Display-MCU ==
	Für den Kommunikationsaufbau mit dem Display wird das Byte "0x0A" über UART an ~~das~~ Display gesendet. Es wird im Programmablauf sofort eine UART-Leseanweisung durchgeführt, für den Fall keiner oder zu sehr verzögerter Antwort wird über eine Timer-Funktion abgebrochen. Im Fall TimeOut wird ohne Display-Ausgabe der Maschinenstart weiter durchgeführt. Ohne die angeschlossene Wartungs-App ist dann aber keine Maschinennutzung möglich.		Für den Kommunikationsaufbau mit dem Display wird das Byte "0x0A" über UART an die Display-MCU gesendet. Es wird im Programmablauf sofort eine UART-Leseanweisung durchgeführt, für den Fall keiner oder zu sehr verzögerter Antwort wird über eine Timer-Funktion abgebrochen. Im Fall TimeOut wird ohne Display-Ausgabe der Maschinenstart weiter durchgeführt. Ohne die angeschlossene Wartungs-App ist dann aber keine Maschinennutzung möglich.

	Ist das Display kommunikationsbereit, wird für den kontinuierlich zu sendenden Display-Token ein Timer mit Timer-Funktion angelegt. Für die Kommunikation von Display zu STM32 erfolgt die Initialisierung einer ISR auf die entsprechende UART RX-Leitung. Der Maschinen_Counter wird auf 1 erhöht.		Ist das Display kommunikationsbereit, wird für den kontinuierlich zu sendenden Display-Token ein Timer mit Timer-Funktion angelegt. Für die Kommunikation von Display-MCU zu STM32 erfolgt die Initialisierung einer ISR auf die entsprechende UART RX-Leitung. Der Maschinen_Counter wird auf 1 erhöht.

	== Kommunikationsaufbau mit Maschinensimulator ==		== Kommunikationsaufbau mit der Maschinensimulator-MCU ==
	Für den Kommunikationsaufbau mit ~~dem~~ Maschinensimulator wird das Byte "0x0A" über UART an ~~dan~~ Maschinensimulator gesendet. Es wird im Programmablauf sofort eine UART-Leseanweisung durchgeführt, für den Fall keiner oder zu sehr verzögerter Antwort wird über eine Timer-Funktion abgebrochen. Im Fall TimeOut wird ohne Wartungs-App ~~/ Mschinensimulator~~ der Maschinenstart weiter durchgeführt.		'''(Änderung: Armin Rohnen, 07.06.2026 - keine Unterscheidung Wartungs-APP Maschinensimulator-APP)'''<br>
			Für den Kommunikationsaufbau mit der Maschinensimulator-MCU wird das Byte "0x0A" über UART an die Maschinensimulator-MCU gesendet. Es wird im Programmablauf sofort eine UART-Leseanweisung durchgeführt, für den Fall keiner oder zu sehr verzögerter Antwort wird über eine Timer-Funktion abgebrochen. Im Fall TimeOut wird ohne Maschinensimulator-MCU und Wartungs-App der Maschinenstart weiter durchgeführt.

	Ist ~~der~~ Maschinensimulator angeschlossen, wird für den kontinuierlich zu sendenden Simulator-Token ein Timer mit Timer-Funktion angelegt. ~~Zur Sicherheit wird~~ für die Kommunikation von Maschinensimulator zu STM32 eine ISR auf der entsprechenden UART RX-Leitung initialisiert. Es erfolgt ~~normal keine Kommunikation von Maschinensimulator zu STM32. Hierüber wäre eine Umschaltung von Maschinensimulator auf Wartungs-App möglich~~.		Ist die Maschinensimulator-MCU angeschlossen, wird für den kontinuierlich zu sendenden Simulator-Token ein Timer mit Timer-Funktion angelegt. Die Maschinensimulator-MCU dient als Gateway zur Wartungs/Maschinensimulator-APP. Es erfolgt jedoch keine Unterscheidung für die Funktionalitäten als Wartungs oder Maschinensimulator-APP seitens der SMT32-Steuerungs-MCU. Für Kommunikation von Maschinensimulator-MCU zu STM32 eine ISR auf der entsprechenden UART RX-Leitung initialisiert. Alle für die Reglersteuerung erforderlichen Flags werden in diesem Fall 0 gesetzt und es erfolgt der Übergang in die Reglerschleife und es erfolgt entsprechendes Logging am Display.

	~~Alle für~~ die ~~Reglersteuerung erforderlichen Flags werden 1 gesetzt und es erfolgt der weitere Ablauf des Maschinenstarts.~~		Wird die Wartungs/Maschinensimulator-APP lediglich als Maschinensimulator verwendet, müssen ausgehend von der Maschinensimulator-APP alle Regler-Flags auf 1 gesetzt werden.

	~~Ist der~~ Maschinensimulator ~~als Gateway zur Wartungs~~-APP ~~angeschlossen~~, ~~wird für den kontinuierlich zu sendenden Wartungs-Token ein Timer mit Timer-Funktion angelegt. Für die Kommunikation~~ von ~~Wartungs~~-~~App über Maschinensimulator an STM32 wird eine ISR auf der entsprechenden UART RX~~-~~Leitung initialisiert. Alle für die Reglersteuerung erforderlichen~~ Flags werden ~~in diesem Fall 0 gesetzt und es erfolgt der Übergang in die Reglerschleife.~~

	~~Es erfolgt entsprechendes Logging am Display~~.

	[[Datei:20260505 Rohnen Startprozedur2.001.png\|thumb\|350\|right\|]]		[[Datei:20260505 Rohnen Startprozedur2.001.png\|thumb\|350\|right\|]]
Zeile 45:		Zeile 42:

	Ist das Flag für den Bezug auf 1 gesetzt und ist die Mischtemperatur erreicht (Maschinen_Counter = 6) wird er Programmablauf für den Durchflussregler durchlaufen. Darin enthalten sind die erforderlichen Ventilschaltungen für den Kaffeebezug bzw. Teewasserbezug. Im Fall des Kaffeebezugs wird nach einer definierten Totzeit der Istwert für den Mischtemperaturregler auf den Temperatursensor in der Brühgruppe umgeschaltet. Wird der Bezug durch Nutzeraktion oder durch erreichen der Bezugsmenge beendet, wird der Maschinen_Counter = 5 gesetzt. Dies deaktiviert die beiden, für den Wasserbezug erforderlichen Regelkreise. Es werden alle geschalteten Magnetventile zurück, die Pumpensteuerung auf 0 V und der Istwert für den Mischtemperaturregler wieder auf den Mischwassertemperatursensor gesetzt.		Ist das Flag für den Bezug auf 1 gesetzt und ist die Mischtemperatur erreicht (Maschinen_Counter = 6) wird er Programmablauf für den Durchflussregler durchlaufen. Darin enthalten sind die erforderlichen Ventilschaltungen für den Kaffeebezug bzw. Teewasserbezug. Im Fall des Kaffeebezugs wird nach einer definierten Totzeit der Istwert für den Mischtemperaturregler auf den Temperatursensor in der Brühgruppe umgeschaltet. Wird der Bezug durch Nutzeraktion oder durch erreichen der Bezugsmenge beendet, wird der Maschinen_Counter = 5 gesetzt. Dies deaktiviert die beiden, für den Wasserbezug erforderlichen Regelkreise. Es werden alle geschalteten Magnetventile zurück, die Pumpensteuerung auf 0 V und der Istwert für den Mischtemperaturregler wieder auf den Mischwassertemperatursensor gesetzt.


	= Philipp Schiebel, 13.11.2025 - Aufgabenanalyse =		= Philipp Schiebel, 13.11.2025 - Aufgabenanalyse =

Datei:20260505 Rohnen Startprozedur 1.001.png

Armin Rohnen — Sun, 07 Jun 2026 11:58:00 GMT

Armin Rohnen löschte die Seite Datei:20260505 Rohnen Startprozedur 1.001.png alte Version 20260607115705!20260505_Rohnen_Startprozedur_1.001.png gelöscht: Duplikat

Datei:20260505 Rohnen Startprozedur 1.001.png

Armin Rohnen — Sun, 07 Jun 2026 11:57:05 GMT

Armin Rohnen lud eine neue Version von Datei:20260505 Rohnen Startprozedur 1.001.png hoch

Neue Seite

Startprozedur Teil 1, (c) Armin Rohnen

Mikrocontroller Programmierung in MicroPython SoSe 2026

Armin Rohnen — Sat, 06 Jun 2026 10:13:44 GMT

Besprechungsprotokolle und weitere Unterlagen

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juni 2026, 12:13 Uhr
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	* [[Projektrücksprache 08.05.2026]]		* [[Projektrücksprache 08.05.2026]]
	* [[Projektrücksprache 22.05.2026]]		* [[Projektrücksprache 22.05.2026]]
	* [[Projektrücksprache ~~05.06.2026]]~~		* [[Projektrücksprache 12.06.2026]]
	* [[Projektrücksprache 19.06.2026]]
	* [[Projektrücksprache 03.07.2026]]		* [[Projektrücksprache 03.07.2026]]
	* [[Projektrücksprache 17.07.2026]]		* [[Projektrücksprache 17.07.2026]]
	* [[Abschlusspräsentation 31.07.2026]]		* [[Abschlusspräsentation 31.07.2026]]