A resistência da caldeira de café ficou assim:
Originalmente essas resistências costumam vir com um revestimento preto, que provavelmente é oxidação negra. Se não me engano, o nome comercial dessa oxidação em cobre é Ebonol C. Apesar de resistente em meios mais agressivos, imagino que nos testes, mesmo só havendo água na caldeira, mas por ter sido colocada carga elétrica na carcaça, o óxido migrou para a água. De fato, havia fragmentos pretos na água da caldeira.
É possível utilizar essa resistência assim mesmo ou colocar uma nova. Também medi a resistividade do elemento que resultou em 62 Ohms. Em nossas redes de 220V, que normalmente chegam no máximo a 230V, deve resultar em uma potência de 780W a 850W. Na verdade, ao aquecer a resistividade aumenta um pouco e a potência pode cair até uns 5%. Podemos estimar 750W em 220V...
A caldeira contém aproximadamente 450ml de água, somado ao peso de latão que é de aproximadamente 4kg. Mas a capacidade térmica do latão é aproximadamente 10% da capacidade da água, ou seja, a caldeira/grupo se comporta como 400g de água.
Portanto, fazendo contas grosseiras e arredondando bem pra cima, o sistema todo se comporta termicamente como 1 kg de água. São necessários aproximadamente 294000 J para aquecer tudo de 25°C a 95°C. Isso dá, considerando 750W de potência da resistência, aproximadamente 6,5 minutos (294000 J / 750 W = 390 s). Certamente há perdas e o sistema leva um pouco mais de tempo, além do tempo necessário para aquecer as partes adjacentes como chassi, porta-filtro etc.
Tudo isso para dizer que pensei em colocar uma resistência mais potente, se encontrasse, mas não faria tanta diferença no tempo de aquecimento total, até mesmo porque o tempo de transferir o calor para as adjacências não depende da potência da resistência. Esse valor só é importante para a rampa de 25°C a 95°C bem como para o tempo de recuperação entre as extrações, quando temos em média 100 ml (pensemos sempre em duplos) de água fria entrando na caldeira em 30s. Supondo que o sistema leve, hoje, 15 minutos para ficar estável, uma resistência de 1500W apenas reduziria em uns 3,5 minutos esse total.
Quanto à recuperação entre as extrações, a estimativa de 100 ml nos leva a 1/10 do cálculo anterior, ou seja, a água que entra precisa de aproximadamente 39 s para ser aquecida. Certamente o sistema perde um pouco mais e a resistência tem sua inércia, mas mesmo pouco mais de 1 minutos para recuperar o equilíbrio não é crítico, ainda mais se considerarmos o uso doméstico da máquina. Quanto à eficiência do controle de temperatura em equilibrar rapidamente o sistema sem passar muito do limite (
overshoot), veremos a minha capacidade em adaptar as implementações de PID do Arduino ao sistema...