DIY Coffee Roaster ที่ควบคุมโดย Arduino: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ในคำแนะนำนี้ เราจะมาดูการปรับเปลี่ยนเครื่องทำป๊อปคอร์นแบบลมร้อนเพื่อเปลี่ยนเป็นเครื่องคั่วกาแฟที่บ้านแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบและควบคุมอุณหภูมิ การคั่วกาแฟที่บ้านเป็นเรื่องง่ายอย่างน่าประหลาดใจ และแม้แต่สิ่งที่พื้นฐานอย่างกระทะก็สามารถทำเคล็ดลับได้ด้วยความอดทนและการฝึกฝนที่เพียงพอ ในแง่พื้นฐานส่วนใหญ่ กระบวนการคั่วเกี่ยวข้องกับการอุ่นเมล็ดกาแฟทีละน้อยจนถึงประมาณ 200 องศาเซลเซียส ขณะที่ร้อนขึ้น เมล็ดถั่วจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆ และสีของถั่วจะเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีเหลืองเป็นสีน้ำตาล ถั่วขยายตัวและแตกในที่สุด

กุญแจสำคัญในการได้รสชาติของกาแฟคั่วที่ถูกต้อง (และทำซ้ำ) คือสองเท่า อันดับแรก เราต้องการควบคุมอุณหภูมิระหว่างกระบวนการคั่วอย่างแม่นยำ ดังนั้นเราจึงสามารถควบคุมเวลาที่เมล็ดถั่วใช้ไปในโซนอุณหภูมิต่างๆ ได้ สิ่งนี้ควบคุมว่าปฏิกิริยาเคมีแบบใดเกิดขึ้นได้มากน้อยเพียงใด และท้ายที่สุดแล้วรสชาติของเมล็ดกาแฟคั่ว อย่างที่สอง เราต้องการให้แน่ใจว่าถั่วผสมและหมุนอยู่ตลอดเวลา เพื่อให้อุณหภูมิเท่ากันตลอด

เครื่องทำป๊อปคอร์นแบบลมร้อนเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบสำหรับปัญหาที่สอง: เครื่องเป่าลมร้อนจากด้านล่างเป็นชุดของป๊อปคอร์น ซึ่งแรงพอที่จะหมุนเมล็ดข้าวโพดคั่วไปรอบๆ ภาชนะขนาดเล็กได้อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากเมล็ดกาแฟมีขนาดและน้ำหนักพอๆ กับเมล็ดข้าวโพดคั่ว จึงใช้สำหรับการคั่วกาแฟได้เช่นกัน แม้แต่เครื่องทำป๊อปคอร์นแบบลมร้อนที่ไม่ผ่านการดัดแปลงก็สามารถนำมาใช้ในการคั่วกาแฟได้ดีพอสมควร แต่เพื่อการคั่วที่สมบูรณ์แบบ เรายังต้องแก้ไขปัญหาอันดับหนึ่งด้วย นั่นคือ การควบคุมอุณหภูมิแบบละเอียด นี่คือสิ่งที่คำแนะนำนี้มีทั้งหมดเกี่ยวกับ: เราจะปรับเปลี่ยนเครื่องทำป๊อปคอร์นที่ไม่มีชั้นวางเพื่อเพิ่มหัววัดอุณหภูมิภายใน "ห้องย่าง" ควบคุมองค์ประกอบความร้อนและมอเตอร์พัดลมได้อย่างแม่นยำ และเชื่อมต่อสิ่งนี้ด้วย โฮสต์คอมพิวเตอร์ผ่านและไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino เมื่อเสร็จแล้ว เราจะสามารถตรวจสอบและควบคุมกระบวนการย่างผ่านซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เรียกว่า Artisan

มีคำแนะนำมากมายสำหรับเรื่องนี้ แต่ฉันพบว่าสิ่งเหล่านี้มีความเฉพาะเจาะจงมากสำหรับเครื่องทำป๊อปคอร์นรุ่นใดรุ่นหนึ่งโดยเฉพาะ ดังนั้นฉันจึงต้องรวบรวมข้อมูลจากหลายแหล่งเมื่อสร้างเครื่องปิ้งขนมปังของตัวเองขึ้นเป็นครั้งแรก ดังนั้นฉันจึงต้องการสร้างคู่มือที่ฉันหวังว่าจะสามารถสรุปผลและทำงานสำหรับการตั้งค่าเฉพาะที่หลากหลายได้ บางครั้งสิ่งนี้จะลงรายละเอียดมากมาย คุณสามารถข้ามไปข้างหน้าได้ทุกที่ที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกับคุณ

คู่มือที่เหลือมีโครงสร้างดังนี้:

ในขั้นตอนที่ 1 และ 2 เราจะมาดูกันว่าเครื่องทำป๊อปคอร์นทำงานอย่างไร อันดับแรก เราจะดูชิ้นส่วนเครื่องจักรกลหลัก จากนั้นเราจะพูดถึงวิธีการเชื่อมต่อพัดลมและเครื่องทำความร้อนด้วยไฟฟ้า เราจะให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความแตกต่างระหว่างรุ่นต่างๆ และสิ่งที่คุณอาจพบในเครื่องของคุณเอง

ในขั้นตอนที่ 3 เราจะให้ภาพรวมระดับสูงของการปรับเปลี่ยนที่เราจะทำ อีกครั้ง เราจะให้รายละเอียดความแตกต่างในสิ่งที่คุณต้องทำสำหรับเครื่องทำป๊อปคอร์นประเภทต่างๆ

ขั้นตอนที่ 4-10 จะแนะนำคุณเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยนเครื่องทำป๊อปคอร์น จากนั้นจึงเดินสายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ในสิ่งเหล่านี้ เราใช้โมเดลเครื่องทำป๊อปคอร์นเฉพาะสำหรับภาพถ่ายในโลกแห่งความเป็นจริง แต่เรายังคงรวมการสนทนาทั่วไปตามความเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 11-13 จะแสดงรายละเอียดการกำหนดค่าซอฟต์แวร์ และให้คำแนะนำสำหรับการคั่วครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จ

ประกาศด้านความปลอดภัยที่สำคัญ:

ในคู่มือนี้ เราจะพูดถึงไฟฟ้าหลักและพลังงานความร้อนที่มีนัยสำคัญ หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับวิธีการปฏิบัติตามคู่มือนี้อย่างปลอดภัย ให้หยุดหรือขอความช่วยเหลือจากช่างไฟฟ้าที่ผ่านการรับรอง ห้ามใช้งานเครื่องปิ้งขนมปังของคุณขณะเสียบปลั๊ก และอย่าปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแลขณะเปิดเครื่อง

เสบียง

ต่อไปนี้เป็นรายการชิ้นส่วนที่ฉันใช้ คุณอาจต้องการอ่านล่วงหน้าก่อนสั่งซื้อ เนื่องจากบางส่วนขึ้นอยู่กับการตั้งค่าที่แน่นอนของคุณ

• เครื่องทำป๊อปคอร์นแบบลมร้อน เช่น เครื่องทำป๊อปคอร์น Severin PC3751 มีอยู่ใน Amazon ในยุโรป รุ่นที่คล้ายกันมีอยู่ใน eBay หรือ Amazon ที่อื่น K
• TC4+ Arduino shield มีให้ใน Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ หรือเว็บไซต์
• Arduino UNO มีอยู่บนเว็บไซต์ Arduino, Amazon, eBay
• ตัวเลือก IIC LCD display, 20x4, มีจำหน่ายบน eBay, Amazon
• โซลิดสเตตรีเลย์ DC-AC เช่น โฟเทค SSR-40DA
• สำหรับพัดลม DC: พัดลม DC PSU ที่เข้าชุดกัน เช่น พัดลม DC แหล่งจ่ายไฟ LED 18V หรืออิฐพลังงานแล็ปท็อป มีจำหน่ายบน eBay, Amazon ฯลฯ
• สำหรับพัดลม AC: โมดูลหรี่ไฟ AC PWM เช่น
• เทอร์โมคัปเปิลทิปแบบยืดหยุ่นชนิด K ลวดหุ้มฉนวน เช่น เทอร์โมคัปเปิล https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 แต่มีอย่างอื่นอีกมาก บนอีเบย์หรือที่คล้ายกัน
• เทอร์โมคัปเปิลชนิด K ตัวที่สอง ปลายธรรมดา เช่น เทอร์โมคัปเปิล
• เทปกาวที่มีอุณหภูมิสูง เช่น เทปกาว เทปแคปตัน.
• เส้นผ่านศูนย์กลางของปล่องไฟแก้วที่เข้าคู่กับเครื่องคั่วข้าวโพดคั่วเช่น https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นผ่านศูนย์กลางพอดี!)
• ท่อไอเสียอะลูมิเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน
• ตู้อิเล็กทรอนิกส์
• สายไฟและสายไฟต่างๆ
• ขั้วต่อแหวนและจอบ
• ปลอกสายถัก

เครื่องมือ:

• หัวแร้ง.
• เครื่องตัดลวดและเครื่องปอก
• เครื่องมือย้ำสำหรับขั้วต่อแหวน/จอบ
• เจาะ.

ขั้นตอนที่ 1: กายวิภาคของเครื่องทำป๊อปคอร์นแบบลมร้อน: กลไก

รางวัลที่สองในการประกวด Arduino 2019