DIY Coffee Roaster ελεγχόμενο με Arduino: 13 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σε αυτό το Instructable θα ρίξουμε μια ματιά στην τροποποίηση μιας μηχανής ποπ κορν ζεστού αέρα για να την μετατρέψουμε σε ένα πλήρως αυτόματο και ελεγχόμενο με τη θερμοκρασία οικιακό καβουρδιστή καφέ. Το ψήσιμο καφέ στο σπίτι είναι εκπληκτικά απλό και ακόμη και κάτι τόσο βασικό όσο ένα τηγάνι μπορεί να κάνει το κόλπο με αρκετή υπομονή και εξάσκηση. Με τους πιο βασικούς όρους, η διαδικασία ψησίματος περιλαμβάνει τη θέρμανση των κόκκων του καφέ σταδιακά στους περίπου 200 βαθμούς Κελσίου. Καθώς θερμαίνονται, τα φασόλια υφίστανται διάφορες χημικές αντιδράσεις και το χρώμα τους μετατρέπεται από πράσινο σε κίτρινο (πρώην) σε καφέ. Τα φασόλια διαστέλλονται, τελικά σπάνε.

Το κλειδί για να πάρετε τη γεύση του καβουρδισμένου καφέ σωστά (και αυτό επαναλαμβανόμενα) είναι διπλό. Πρώτον, θέλουμε να ελέγξουμε τη θερμοκρασία κατά τη διαδικασία ψησίματος με μεγάλη ακρίβεια, ώστε να μπορούμε να ελέγξουμε πόσο χρόνο περνούν τα φασόλια σε διαφορετικές ζώνες θερμοκρασίας. Αυτό ελέγχει ποια είδη χημικών αντιδράσεων συμβαίνουν σε ποιο βαθμό και τελικά τις γεύσεις στα ψημένα φασόλια. Δεύτερον, θέλουμε να βεβαιωθούμε ότι τα φασόλια αναμειγνύονται και γυρίζονται συνεχώς, έτσι ώστε η θερμοκρασία να είναι ομοιόμορφη.

Οι μηχανές ποπ κορν ζεστού αέρα είναι μια τέλεια λύση για το νούμερο δύο: Εκτοξεύουν μια παρτίδα ποπ κορν με ζεστό αέρα από κάτω, αρκετά σκληρά για να περιστρέφουν συνεχώς τους πυρήνες ποπ κορν γύρω από ένα μικρό δοχείο. Δεδομένου ότι τυχαίνει οι κόκκοι του καφέ να έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος και βάρος με τους πυρήνες ποπ κορν, αυτό λειτουργεί επίσης για το ψήσιμο του καφέ. Ακόμη και ένα μη τροποποιημένο μηχάνημα ποπ κορν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ψήσει τον καφέ αρκετά καλά, αλλά για το τέλειο ψήσιμο πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουμε το νούμερο ένα θέμα-λεπτομερής έλεγχος θερμοκρασίας. Αυτό είναι το περιεχόμενο αυτού του Instructable: Θα τροποποιήσουμε μια μηχανή ποπ κορν εκτός ράφι, έτσι ώστε να προσθέσουμε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας μέσα στον "θάλαμο ψητού", να αποκτήσουμε ακριβή έλεγχο του θερμαντικού στοιχείου και του κινητήρα του ανεμιστήρα και να το συνδέσουμε με ένα κεντρικό υπολογιστή μέσω και μικροελεγκτή Arduino. Μόλις τελειώσουμε, θα είμαστε σε θέση να παρακολουθούμε και να ελέγχουμε τη διαδικασία ψησίματος μέσω ενός βιομηχανικού προτύπου λογισμικού ανοιχτού κώδικα που ονομάζεται Artisan.

Υπάρχουν ήδη αρκετοί οδηγοί για αυτό, αλλά διαπίστωσα ότι όλοι αυτοί είναι πολύ συγκεκριμένοι για ένα συγκεκριμένο μοντέλο μηχανής ποπ κορν. Ως εκ τούτου, έπρεπε να συγκεντρώσω πληροφορίες από διάφορες πηγές όταν έφτιαξα για πρώτη φορά το δικό μου ψητό. Έτσι, ήθελα να δημιουργήσω έναν οδηγό που ελπίζω να μπορεί να αφαιρεθεί και να λειτουργήσει για ένα ευρύ φάσμα συγκεκριμένων ρυθμίσεων. Μερικές φορές αυτό θα μπει σε πολλές λεπτομέρειες - μη διστάσετε να παραλείψετε μπροστά όπου κάτι δεν σας φαίνεται σχετικό.

Ο υπόλοιπος οδηγός είναι δομημένος ως εξής:

Στα βήματα 1 και 2, θα ρίξουμε μια ματιά στον τρόπο λειτουργίας μιας μηχανής ποπ κορν. Πρώτα θα δούμε τα κύρια μηχανικά μέρη, στη συνέχεια θα συζητήσουμε πώς συνδέονται ηλεκτρικά ο ανεμιστήρας και ο θερμαντήρας. Θα δώσουμε ιδιαίτερη προσοχή στις διαφορές μεταξύ των διαφορετικών μοντέλων και στο τι μπορεί να συναντήσετε στο δικό σας μηχάνημα.

Στο βήμα 3, θα δώσουμε μια επισκόπηση υψηλού επιπέδου των τροποποιήσεων που θα κάνουμε. Και πάλι, θα αναφέρουμε λεπτομερώς τις διαφορές στο τι θα πρέπει να κάνετε για διαφορετικούς τύπους μηχανών ποπ κορν.

Τα βήματα 4-10 θα σας καθοδηγήσουν στις τροποποιήσεις της μηχανής ποπ κορν και στη συνέχεια στην καλωδίωση των ηλεκτρονικών στοιχείων ελέγχου. Σε αυτά, χρησιμοποιούμε ένα συγκεκριμένο μοντέλο μηχανής ποπ κορν για φωτογραφίες του πραγματικού κόσμου, αλλά θα συνεχίσουμε να συμπεριλαμβάνουμε μια γενική συζήτηση, όπου ισχύει.

Τα βήματα 11-13 θα αναφέρουν λεπτομερώς τη διαμόρφωση του λογισμικού και θα σας δώσουν δείκτες για ένα επιτυχημένο πρώτο ψήσιμο.

Σημαντική σημείωση ασφαλείας:

Σε αυτόν τον οδηγό θα ασχοληθούμε με το ηλεκτρικό δίκτυο και με σημαντική θερμαντική ισχύ. Εάν δεν είστε σίγουροι για το πώς να ακολουθήσετε με ασφάλεια αυτόν τον οδηγό, σταματήστε ή ζητήστε βοήθεια από έναν ειδικευμένο ηλεκτρολόγο. Ποτέ μην εργάζεστε στο ψήστη σας ενώ είναι συνδεδεμένο και μην το αφήνετε χωρίς επίβλεψη ενώ είναι ενεργοποιημένο.

Προμήθειες

Ακολουθεί μια λίστα με τα μέρη που χρησιμοποίησα. Μπορεί να θέλετε να διαβάσετε εκ των προτέρων πριν από την παραγγελία, καθώς ορισμένα εξαρτώνται από την ακριβή ρύθμιση.

• Μηχανή ποπ κορν θερμού αέρα, π.χ. Το Severin PC3751 διατίθεται στο Amazon στην Ευρώπη. Παρόμοια μοντέλα διαθέσιμα σε eBay ή Amazon αλλού. Κ
• TC4+ Arduino shield, διαθέσιμο στο Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ ή στον ιστότοπο
• Arduino UNO, διαθέσιμο στον ιστότοπο Arduino, Amazon, eBay.
• Προαιρετικά οθόνη LCD IIC, 20x4, ευρέως διαθέσιμη στο eBay, Amazon.
• Ρελέ στερεάς κατάστασης, DC-AC, π.χ. Fotek SSR-40DA.
• Για ανεμιστήρα DC: Ανεμιστήρας αντιστοίχισης DC PSU, π.χ. Τροφοδοτικό LED 18V, ή τούβλο τροφοδοσίας φορητού υπολογιστή, διαθέσιμο σε eBay, Amazon κ.λπ.
• Για ανεμιστήρα AC: μονάδα dimmer AC PWM, π.χ.
• Θερμοστοιχείο εύκαμπτου άκρου τύπου Κ, θωρακισμένο σύρμα, π.χ. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 αλλά πολλά άλλα διαθέσιμα στο eBay ή παρόμοια.
• Ένα δεύτερο θερμοστοιχείο τύπου Κ, απλό άκρο, π.χ.
• Κολλητική ταινία υψηλής θερμοκρασίας, π.χ. Ταινία Kapton.
• Γυάλινη καμινάδα που ταιριάζει με διάμετρο ψησίματος μηχανής ποπ κορν, π.χ. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Βεβαιωθείτε ότι η διάμετρος ταιριάζει!)
• Αγωγός εξάτμισης αλουμινίου ίδιας διαμέτρου
• Περίβλημα ηλεκτρονικών
• Διάφορα ηλεκτρικά καλώδια και καλώδια
• Συνδέσεις δακτυλίου και φτυάρι
• Πλεκτό μανίκι από σύρμα

Εργαλεία:

• Συγκολλητικό σίδερο.
• Κόφτες και απογυμνωτές σύρματος.
• Εργαλείο σύσφιξης για συνδέσμους δακτυλίου/φτυάρι.
• Τρυπάνι.

Βήμα 1: Ανατομία μιας μηχανής ποπ κορν θερμού αέρα: Μηχανική

Δεύτερο Βραβείο στο Διαγωνισμό Arduino 2019