Arduino-kontrollerad DIY Coffee Roaster: 13 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

I denna instruktionsbok kommer vi att titta på hur du modifierar en varmlufts popcornmaskin för att göra den till en helautomatisk och temperaturkontrollerad kaffebryggare i hemmet. Att rosta kaffe hemma är förvånansvärt enkelt, och till och med något så grundläggande som en stekpanna kan göra susen med tillräckligt tålamod och övning. I de flesta grundläggande termer innebär rostningsprocessen att värma kaffebönor gradvis till runt eller drygt 200 grader Celsius. När de värms upp genomgår bönorna olika kemiska reaktioner och deras färg blir från grönt till gult (ish) till brunt. Bönorna expanderar och spricker så småningom hörbart.

Nyckeln till att få smaken av det rostade kaffet lagom (och göra det upprepat) är tvåfaldigt. Först vill vi kontrollera temperaturen under stekprocessen mycket exakt, så att vi kan styra hur mycket tid bönorna spenderar i olika temperaturzoner. Detta styr vilken sorts kemiska reaktioner som sker i vilken utsträckning, och slutligen smakerna i de rostade bönorna. För det andra vill vi se till att bönorna hela tiden blandas och vänds så att temperaturen blir jämn.

Varmlufts popcornmaskiner är en perfekt lösning för nummer två: De spränger ett parti popcorn med varm luft underifrån, tillräckligt hårt för att hela tiden virvla popcornkärnorna runt en liten behållare. Eftersom det bara händer att kaffebönor är ungefär lika stora och vikt som popcornkärnor, fungerar detta också för rostning av kaffe. Även en omodifierad varmluftspopcornmaskin kan användas för att rosta kaffe ganska bra, men för den perfekta steken måste vi också ta upp problem nummer ett-finkornig temperaturkontroll. Det här är vad den här instruktören handlar om: Vi kommer att modifiera en popcornmaskin på hyllan för att lägga till en temperatursond inuti "stekkammaren", få exakt kontroll över värmeelementet och fläktmotorn och koppla ihop detta med en värddatorn genom och Arduino mikrokontroller. När vi är klara kommer vi att kunna övervaka och styra stekprocessen genom ett branschstandardprogram med öppen källkod som heter Artisan.

Det finns redan ett antal guider för detta, men jag fann att dessa alla är mycket specifika för en viss modell av popcornmaskin. Jag var därför tvungen att sammanställa information från flera källor när jag först byggde min egen grill. Så jag ville skapa en guide som jag hoppas kan ta bort och arbeta för ett brett spektrum av specifika inställningar. Ibland kommer detta att gå in i många detaljer - hoppa gärna över vart som helst som inte verkar relevant för dig.

Resten av guiden är uppbyggd enligt följande:

I steg 1 och 2 kommer vi att titta på hur en popcornmaskin fungerar. Först kommer vi att titta på de viktigaste mekaniska delarna, sedan kommer vi att diskutera hur fläkt och värmare är anslutna elektriskt. Vi kommer att ägna särskild uppmärksamhet åt skillnaderna mellan olika modeller och vad du kan stöta på i din egen maskin.

I steg 3 kommer vi att ge en överblick på hög nivå över de ändringar vi kommer att göra. Återigen kommer vi att beskriva skillnaderna i vad du måste göra för olika typer av popcornmaskiner.

Steg 4-10 leder dig genom modifieringar av popcornmaskinen och sedan genom att koppla upp elektroniken. I dessa använder vi en särskild popcornmaskinmodell för verkliga fotografier, men vi kommer fortfarande att inkludera en allmän diskussion där så är tillämpligt.

Steg 11-13 kommer att beskriva mjukvarukonfigurationen och ge dig tips om en lyckad första stek.

Viktigt säkerhetsmeddelande:

I den här guiden kommer vi att behandla elnät och betydande värmeeffekt. Om du inte är säker på hur du ska följa den här guiden säkert, stanna eller be en behörig elektriker om hjälp. Arbeta aldrig på din grill medan den är inkopplad och lämna den aldrig utan uppsikt medan den är påslagen.

Tillbehör

Följande är en lista över delar jag använde. Du kanske vill läsa i förväg innan du beställer, eftersom vissa beror på din exakta inställning.

• Varmlufts popcornmaskin, t.ex. Severin PC3751 finns på Amazon i Europa. Liknande modeller finns på eBay eller Amazon någon annanstans
• TC4+ Arduino-sköld, tillgänglig på Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ eller webbplats
• Arduino UNO, tillgänglig på Arduinos webbplats, Amazon, eBay.
• Alternativt IIC LCD -skärm, 20x4, allmänt tillgänglig på eBay, Amazon.
• Halvledarrelä, DC-AC, t.ex. Fotek SSR-40DA.
• För likströmsfläkt: Matchande fläkt för likström, t.ex. 18V LED -strömförsörjning eller bärbar dator, tillgänglig på eBay, Amazon, etc.
• För AC -fläkt: AC PWM -dimmermodul, t.ex.
• K-typ flexibel spets termoelement, skärmad tråd, t.ex. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 men många andra tillgängliga på eBay eller liknande.
• Ett andra termoelement av K-typ, vanlig spets, t.ex.
• Klisterband med hög temperatur, t.ex. Kapton -tejp.
• Glasskorstens matchande diameter på popcornmaskinens stekkammare, t.ex. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Se till att diametern passar!)
• Aluminiumrör med samma diameter
• Elektronikskåp
• Olika elektriska ledningar och sladdar
• Ring- och spadekontakter
• Flätad trådhylsa

Verktyg:

• Lödkolv.
• Trådskärare och avskalare.
• Pressverktyg för ring-/spadekontakter.
• Borra.

Steg 1: Anatomi hos en varmlufts popcornmaskin: mekanisk

Andra pris i Arduino -tävlingen 2019