Arduino-kontrolleret DIY Coffee Roaster: 13 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

I denne Instructable vil vi se på at ændre en varmlufts popcornmaskine for at gøre den til en fuldautomatisk og temperaturkontrolleret hjemmebrygger. Ristning af kaffe derhjemme er overraskende enkelt, og endda noget så grundlæggende som en bradepande kan gøre tricket med nok tålmodighed og øvelse. I de fleste grundlæggende termer involverer stegeprocessen gradvist opvarmning af kaffebønner til omkring eller lidt over 200 grader Celsius. Når de varmes op, undergår bønnerne forskellige kemiske reaktioner, og deres farve går fra grønt til gult (ish) til brunt. Bønnerne ekspanderer og til sidst høres revner.

Nøglen til at få smagen af den ristede kaffe helt rigtigt (og gøre det gentagne gange) er todelt. For det første vil vi kontrollere temperaturen under stegningsprocessen meget præcist, så vi kan styre, hvor meget tid bønnerne bruger i forskellige temperaturzoner. Dette styrer, hvilken slags kemiske reaktioner der sker i hvilket omfang og i sidste ende smagene i de ristede bønner. For det andet vil vi sikre, at bønnerne konstant blandes og vendes, så temperaturen er jævn hele vejen igennem.

Varmlufts popcornmaskiner er en perfekt løsning til problem nummer to: De sprænger et parti popcorn med varm luft nedenfra, hårdt nok til konstant at hvirvle popcornkernerne rundt om en lille beholder. Da det bare er tilfældet, at kaffebønner er omtrent samme størrelse og vægt som popcornkerner, fungerer dette også til ristning af kaffe. Selv en uændret varmluftspopcornmaskine kan bruges til at stege kaffe rimelig godt, men for den perfekte steg skal vi også tage fat på problem nummer et-finkornet temperaturkontrol. Dette er, hvad denne instruktør handler om: Vi vil ændre en popcornmaskine på hylden for at tilføje en temperatursonde inde i "stegt kammer", få præcis kontrol over varmeelementet og blæsermotoren og grænseflade dette med en værtscomputer igennem og Arduino mikrokontroller. Når vi er færdige, vil vi være i stand til at overvåge og styre stegeprocessen gennem en branchestandard open source-software kaldet Artisan.

Der er allerede et antal guider til rådighed til dette, men jeg fandt ud af, at disse alle er meget specifikke for en bestemt model af popcornmaskine. Jeg var derfor nødt til at sammensætte oplysninger fra flere kilder, da jeg første gang byggede min egen rister. Så jeg ville lave en guide, som jeg håber kan abstrahere væk og arbejde for en lang række specifikke opsætninger. Til tider vil dette gå ind i mange detaljer - spring gerne videre, når noget ikke virker relevant for dig.

Resten af guiden er struktureret som følger:

I trin 1 og 2 vil vi se på, hvordan en popcornmaskine fungerer. Først vil vi se på de vigtigste mekaniske dele, derefter vil vi diskutere, hvordan ventilator og varmelegeme er forbundet elektrisk. Vi vil være særligt opmærksomme på forskellene mellem forskellige modeller, og hvad du kan støde på i din egen maskine.

I trin 3 giver vi et overblik på højt niveau over de ændringer, vi foretager. Igen vil vi beskrive forskellene i, hvad du skal gøre for forskellige typer popcornmaskiner.

Trin 4-10 fører dig gennem ændringer af popcornmaskinen og derefter gennem tilslutning af kontrolelektronikken. I disse bruger vi en bestemt popcornmaskinemodel til fotografier i virkeligheden, men vi vil stadig inkludere en generel diskussion, hvor det er relevant.

Trin 11-13 beskriver detaljeret softwarekonfiguration og giver dig tip til en vellykket første steg.

Vigtig sikkerhedsmeddelelse:

I denne guide vil vi beskæftige os med netstrøm og med betydelig varmekraft. Hvis du ikke er sikker på, hvordan du skal følge denne vejledning sikkert, skal du stoppe eller bede en kvalificeret elektriker om hjælp. Arbejd aldrig på din brænder, mens den er tilsluttet, og lad den aldrig stå uden opsyn, mens den er tændt.

Forbrugsvarer

Følgende er en liste over dele, jeg brugte. Du vil måske læse forud, før du bestiller, da nogle afhænger af din nøjagtige opsætning.

• Varmlufts popcornmaskine, f.eks. Severin PC3751 tilgængelig på Amazon i Europa. Lignende modeller fås på eBay eller Amazon andre steder
• TC4+ Arduino-skjold, tilgængeligt på Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ eller websted
• Arduino UNO, tilgængelig på Arduino -webstedet, Amazon, eBay.
• Eventuelt IIC LCD -skærm, 20x4, bredt tilgængelig på eBay, Amazon.
• Solid State Relay, DC-AC, f.eks. Fotek SSR-40DA.
• Til DC blæser: DC PSU matchende blæser, f.eks. 18V LED -strømforsyning eller laptop -mursten, tilgængelig på eBay, Amazon osv.
• Til AC blæser: AC PWM lysdæmper modul, f.eks.
• K-type fleksibelt spids termoelement, afskærmet ledning, f.eks. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 men mange andre tilgængelige på eBay eller lignende.
• Et andet termoelement af K-typen, almindelig spids, f.eks.
• Klæbebånd ved høj temperatur, f.eks. Kapton tape.
• Glas skorstens matchende diameter på popcornmaskinstekammer, f.eks. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Sørg for at diameteren passer!)
• Udstødningskanal i aluminium med samme diameter
• Elektronik kabinet
• Forskellige elektriske ledninger og ledninger
• Ring og spade stik
• Flettet trådmuffe

Værktøjer:

• Loddekolbe.
• Trådskærere og strippere.
• Krympeværktøj til ring/spade stik.
• Bore.

Trin 1: Anatomi af en varmlufts popcornmaskine: Mekanisk

Anden pris i Arduino -konkurrencen 2019