Pražič kávy ovládaný Arduinom: 13 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

V tomto návode sa pozrieme na úpravu teplovzdušného automatu na popcorn tak, aby sa zmenil na plne automatickú a teplotne riadenú domácu pražičku kávy. Praženie kávy doma je prekvapivo jednoduché a aj niečo také základné, ako je panvica, zvládne s dostatočnou trpezlivosťou a cvičením svoje. Proces praženia vo väčšine základných pojmov zahŕňa postupné zahrievanie kávových zŕn na teplotu približne 200 stupňov Celzia alebo o niečo viac. Zrná, ktoré sa zahrievajú, prechádzajú rôznymi chemickými reakciami a ich farba sa mení od zelenej cez žltú (ish) po hnedú. Fazuľa sa rozťahuje, nakoniec počuteľne praskne.

Kľúč k získaniu chuti praženej kávy tak akurát (a robí to opakovane) je dvojnásobný. Najprv chceme veľmi presne regulovať teplotu počas procesu pečenia, aby sme mohli ovládať, koľko času fazuľa strávi v rôznych teplotných zónach. Toto kontroluje, do akej miery dochádza k akým druhom chemických reakcií, a v konečnom dôsledku chute v pražených fazuliach. Za druhé, chceme zabezpečiť, aby sa fazuľa neustále miešala a obracala, aby bola teplota rovnomerná.

Teplovzdušné automaty na popcorn sú dokonalým riešením problému číslo dva: zospodu vyšľahajú dávku popcornu horúcim vzduchom, dostatočne tvrdým na to, aby neustále obiehali zrná popcornu okolo malého kontajnera. Pretože sa stane, že kávové zrná majú rovnakú veľkosť a hmotnosť ako jadrá popcornu, funguje to aj na praženie kávy. Aj neupravený teplovzdušný automat na popcorn je možné použiť na praženie kávy pomerne dobre, ale pre dokonalé praženie musíme tiež vyriešiť problém číslo jedna-jemnozrnnú reguláciu teploty. Práve o tom je tento návod: Upravíme bežný stroj na popcorn tak, aby do „pražiacej komory“bola pridaná teplotná sonda, aby sme získali presnú kontrolu nad vykurovacím telesom a motorom ventilátora a prepojíme to s hostiteľský počítač prostredníctvom a mikrokontroléra Arduino. Akonáhle budeme hotoví, budeme môcť monitorovať a kontrolovať proces pečenia prostredníctvom priemyselne štandardného softvéru s otvoreným zdrojovým kódom s názvom Artisan.

Na to je už k dispozícii niekoľko sprievodcov, ale zistil som, že všetky sú veľmi špecifické pre jeden konkrétny model stroja na popcorn. Keď som prvýkrát postavil vlastnú pražiareň, musel som preto dať dohromady informácie z niekoľkých zdrojov. Preto som chcel vytvoriť sprievodcu, ktorý, dúfam, môže abstrahovať a pracovať pre širokú škálu konkrétnych nastavení. Občas to prejde do detailov - pokojne preskočte dopredu, kdekoľvek sa vám niečo nezdá byť relevantné.

Zostávajúca časť sprievodcu má nasledujúcu štruktúru:

V krokoch 1 a 2 sa pozrieme na to, ako funguje automat na pukance. Najprv sa pozrieme na hlavné mechanické časti, potom budeme diskutovať o tom, ako sú ventilátor a ohrievač elektricky prepojené. Osobitnú pozornosť budeme venovať rozdielom medzi rôznymi modelmi a tomu, s čím sa môžete stretnúť na vlastnom počítači.

V kroku 3 poskytneme prehľad na vysokej úrovni o zmenách, ktoré vykonáme. Opäť podrobne popíšeme rozdiely v tom, čo budete musieť urobiť pre rôzne typy automatov na popcorn.

Kroky 4-10 vás prevedú úpravami stroja na popcorn a potom zapojením riadiacej elektroniky. V nich používame konkrétny model stroja na popcorn pre fotografie v reálnom svete, ale v prípade potreby stále zahrneme všeobecnú diskusiu.

Kroky 11-13 podrobne popíšu konfiguráciu softvéru a poskytnú vám rady pre úspešné prvé pečenie.

Dôležité bezpečnostné upozornenie:

V tejto príručke sa budeme zaoberať sieťovou elektrickou energiou a významným vykurovacím výkonom. Ak si nie ste istí, ako sa bezpečne riadiť týmto sprievodcom, zastavte sa alebo požiadajte o pomoc kvalifikovaného elektrikára. Nikdy nepracujte na pekáči, keď je zapojený, a nikdy ho nenechávajte bez dozoru, keď je zapnutý.

Zásoby

Nasleduje zoznam dielov, ktoré som použil. Pred objednaním si môžete prečítať vopred, pretože niektoré závisia od vášho presného nastavenia.

• Teplovzdušný automat na popcorn, napr. Severin PC3751 je k dispozícii na Amazone v Európe. Podobné modely sú k dispozícii na eBay alebo Amazon inde. K.
• Štít TC4+ Arduino, dostupný na Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ alebo na webovej stránke
• Arduino UNO, dostupné na webových stránkach Arduino, Amazon, eBay.
• Voliteľne IIC LCD displej, 20 x 4, široko dostupný na eBay, Amazon.
• Polovodičové relé, DC-AC, napr. Fotek SSR-40DA.
• Pre ventilátor DC: Ventilátor DC PSU, napr. 18V LED napájací zdroj alebo napájací zdroj pre laptop, dostupné na eBay, Amazon atď.
• Pre ventilátor AC: modul stmievača AC PWM, napr.
• Termočlánok s flexibilným hrotom typu K, tienený drôt, napr. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 but many other available na eBay alebo podobne.
• Druhý termočlánok typu K, obyčajný hrot, napr.
• Lepiaca páska pre vysoké teploty, napr. Kaptonova páska.
• Sklenený komín zodpovedajúci priemer pražiacej komory stroja na popcorn, napr. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Uistite sa, že priemer sedí!)
• Hliníkové výfukové potrubie rovnakého priemeru
• Skriňa elektroniky
• Rôzne elektrické vodiče a šnúry
• Krúžkové a rýľové konektory
• Pletené drôtené puzdro

Náradie:

• Spájkovačka.
• Strihače a odizolovače drôtu.
• Krimpovací nástroj na kruhové/rydlové konektory.
• Vŕtačka.

Krok 1: Anatómia teplovzdušného stroja na popcorn: mechanický

Druhá cena v súťaži Arduino 2019