Arduino-kontrollert DIY Coffee Roaster: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

I denne instruksen vil vi se på hvordan du endrer en varmlufts popcornmaskin for å gjøre den til en helautomatisk og temperaturkontrollert hjemmebryterist. Å steke kaffe hjemme er overraskende enkelt, og til og med noe så grunnleggende som en stekepanne kan gjøre susen med nok tålmodighet og øvelse. I de fleste grunnleggende termer innebærer stekeprosessen å varme kaffebønner gradvis til rundt eller litt over 200 grader Celsius. Når de varmes opp, gjennomgår bønnene forskjellige kjemiske reaksjoner, og fargen blir fra grønn til gul (ish) til brun. Bønnene ekspanderer, til slutt sprekker de hørbart.

Nøkkelen til å få smaken av den brente kaffen akkurat (og gjenta det) er todelt. Først vil vi kontrollere temperaturen under stekeprosessen veldig presist, slik at vi kan kontrollere hvor mye tid bønnene bruker i forskjellige temperatursoner. Dette styrer hvilken slags kjemiske reaksjoner som skjer i hvilken grad, og til slutt smakene i de stekte bønnene. For det andre vil vi sørge for at bønnene stadig blir blandet og snudd, slik at temperaturen blir jevn hele tiden.

Varmluftspopcornmaskiner er en perfekt løsning for å utstede nummer to: De sprenger en mengde popcorn med varm luft nedenfra, hardt nok til å hele tiden virvle popkornkjernene rundt en liten beholder. Siden det bare skjer at kaffebønner har omtrent samme størrelse og vekt som popcornkjerner, fungerer dette også for steking av kaffe. Selv en uendret varmluftspopcornmaskin kan brukes til å steke kaffe rimelig godt, men for den perfekte steken må vi også ta opp problem nummer én-finkornet temperaturkontroll. Dette er hva denne instruksen handler om: Vi vil modifisere en popcornmaskin på hyllen for å legge til en temperatursonde inne i "stekekammeret", få presis kontroll over varmeelementet og viftemotoren, og grensesnitt dette med en vertsdatamaskin gjennom og Arduino mikrokontroller. Når vi er ferdige, vil vi kunne overvåke og kontrollere stekeprosessen gjennom en bransjestandard åpen kildekode-programvare kalt Artisan.

Det er allerede en rekke guider tilgjengelig for dette, men jeg fant ut at disse alle er veldig spesifikke for en bestemt modell av popcornmaskin. Jeg måtte derfor sette sammen informasjon fra flere kilder da jeg først bygde min egen roaster. Så jeg ønsket å lage en guide som jeg håper kan abstrahere bort og jobbe for et bredt spekter av spesifikke oppsett. Noen ganger vil dette gå inn i mange detaljer - hoppe gjerne fremover der noe som ikke virker relevant for deg.

Resten av guiden er strukturert som følger:

I trinn 1 og 2 vil vi se på hvordan en popcornmaskin fungerer. Først skal vi se på de viktigste mekaniske delene, deretter vil vi diskutere hvordan vifte og varmeapparat er koblet elektrisk. Vi vil være spesielt oppmerksom på forskjellene mellom forskjellige modeller, og hva du kan støte på i din egen maskin.

I trinn 3 vil vi gi en oversikt på høyt nivå over endringene vi vil gjøre. Igjen vil vi detaljere forskjellene på hva du må gjøre for forskjellige typer popcornmaskiner.

Trinn 4-10 vil lede deg gjennom modifikasjoner av popcornmaskinen, og deretter gjennom å koble opp kontrollelektronikken. I disse bruker vi en bestemt popcornmaskinmodell for virkelige fotografier, men vi vil fortsatt inkludere en generell diskusjon der det er aktuelt.

Trinn 11-13 beskriver detaljert programvarekonfigurasjon, og gir deg tips om en vellykket første stek.

Viktig sikkerhetsmerknad:

I denne veiledningen vil vi behandle nettstrøm og betydelig varmekraft. Hvis du ikke er sikker på hvordan du skal følge denne veiledningen trygt, må du stoppe eller be en kvalifisert elektriker om hjelp. Aldri arbeide på grillen mens den er tilkoblet, og aldri la den være uten tilsyn mens den er slått på.

Rekvisita

Følgende er en liste over deler jeg brukte. Det kan være lurt å lese på forhånd før du bestiller, da noen avhenger av det nøyaktige oppsettet ditt.

• Varmlufts popcornmaskin, f.eks. Severin PC3751 tilgjengelig på Amazon i Europa. Lignende modeller tilgjengelig på eBay eller Amazon andre steder
• TC4+ Arduino-skjold, tilgjengelig på Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ eller nettsted
• Arduino UNO, tilgjengelig på Arduino nettsted, Amazon, eBay.
• Eventuelt IIC LCD -skjerm, 20x4, allment tilgjengelig på eBay, Amazon.
• Solid State Relay, DC-AC, f.eks. Fotek SSR-40DA.
• For DC -vifte: Matchende PSU -vifte, f.eks. 18V LED -strømforsyning, eller strømforsyning til bærbar datamaskin, tilgjengelig på eBay, Amazon, etc.
• For AC -vifte: AC PWM -dimmermodul, f.eks.
• K-type fleksibel spiss termoelement, skjermet 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 tilgjengelige på eBay eller lignende.
• Et andre termoelement av K-typen, vanlig spiss, f.eks.
• Klebebånd med høy temperatur, f.eks. Kapton tape.
• Glassskorsteins matchende diameter på popcornmaskinens stekekammer, f.eks. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Pass på at diameteren passer!)
• Eksosrør i aluminium med samme diameter
• Elektronikkskap
• Ulike elektriske ledninger og ledninger
• Ring- og spadekontakter
• Flettet wirehylse

Verktøy:

• Loddejern.
• Wire cutters og strippere.
• Krympeverktøy for ring/spade -kontakter.
• Bore.

Trinn 1: Anatomi av en varmlufts popcornmaskin: Mekanisk

Andre pris i Arduino -konkurransen 2019