IronForge เครื่องปิ้งขนมปัง NetBSD: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

โครงการนี้ไม่ได้เริ่มต้นเป็นเครื่องปิ้งขนมปัง แต่ในที่สุดก็กลายเป็นหนึ่งเดียว

แนวคิดนี้เกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์ในครัวของฉัน (Windows CE PDA รุ่นเก่า) ซึ่งใช้แสดงสูตรการทำอาหารของฉันเสียชีวิต อันดับแรก ฉันกำลังคิดที่จะสร้างจอแสดงผลพลังงานต่ำที่ใช้หมึกอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งจะติดตู้เย็นของฉันด้วยแม่เหล็กและแบตเตอรี่จะหมดเป็นเวลานานมาก แต่แล้วฉันก็นำระบบเสียงรอบทิศทาง 2.1 แบบเก่าไปที่ห้องครัวเพื่อฟังเพลง ฉันก็เลยคิดว่าบางทีมันควรจะเป็นคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำได้ทั้งสองอย่างเช่นกัน จากนั้นฉันก็นึกถึงโปรเจ็กต์เก่าอีกอันหนึ่ง:

www.embeddedarm.com/blog/netbsd-toaster-powered-by-the-ts-7200-arm9-sbc/

เครื่องปิ้งขนมปัง NetBSD ดั้งเดิม โครงการนี้เป็นเพียงเรื่องตลกสำหรับผู้ที่ไม่รู้:

“เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าระบบปฏิบัติการ NetBSD ที่คล้ายกับ UNIX นั้นพกพาได้กับเครื่องทุกประเภท ยกเว้นเครื่องปิ้งขนมปังในครัวของคุณ”

มาสร้างเครื่องปิ้งขนมปังที่ใช้ NetBSD และ:

• ผู้ใช้สามารถปรับอุณหภูมิและเวลาในการปิ้งได้อย่างสมบูรณ์
• แม้ว่าจะไม่ได้ปิ้งขนมปัง แต่จะแสดงข้อมูลสภาพอากาศจากสถานีตรวจอากาศ 2 แห่งบนแดชบอร์ดที่มีสไตล์
• เมื่อปิ้งขนมปังจะแสดงเวลาและอุณหภูมิที่เหลืออยู่ทั้งบนกราฟและตัวเลข
• เมื่อไม่ปิ้งขนมปัง ยังสามารถใช้เป็นนาฬิกาปลุก ฟังเพลง หรือแม้แต่เล่นภาพยนตร์ได้อีกด้วย
• แสดงสูตรการทำอาหารหรือสามารถใช้สำหรับการเรียกดูปกติ

ขั้นตอนที่ 1: การทำงานของเครื่องปิ้งขนมปังและการเลือกฮาร์ดแวร์

ฉันไม่เชื่อว่าฉันเลือกเครื่องปิ้งขนมปังได้ดี ฉันจึงแนะนำการทำงานภายในของเครื่องปิ้งขนมปังคร่าวๆ โดยเลือกเกณฑ์และประสบการณ์ด้วยตัวเอง และให้ผู้อ่านเลือกเครื่องปิ้งขนมปังเอง สำหรับแฮ็คนี้

เกณฑ์หลักประการหนึ่งของฉันที่มีต่อเครื่องปิ้งขนมปังคือการทำขนมปังได้ 4 ชิ้นพร้อมกันและทำงานโดยอัตโนมัติ ดังนั้นหลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมงในการอ่านผ่าน Ebay ของเยอรมัน ฉันจึงตัดสินใจถัดจาก

เครื่องปิ้งขนมปัง Severin AT 2509 (1400W)

www.severin.de/fruehstueck/toaster/automati…

นี่เป็นแบรนด์ที่แพร่หลายในเยอรมนี โดยมีราคาประมาณ 40-50 ยูโรในขณะที่เขียนว่าใหม่เอี่ยม

คุณลักษณะสำคัญที่ผู้ผลิตโฆษณา:

● ตัวเรือนสแตนเลสหุ้มฉนวนความร้อน

● สิ่งที่แนบมากับการคั่วกลิ้งแบบบูรณาการ

● ก้านย่างแบบสล็อตยาว 2 อันสำหรับขนมปัง 4 แผ่น

● อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เวลาย่างพร้อมเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

● ปรับระดับการฟอกหนังได้

● ระดับการละลายน้ำแข็งพร้อมไฟแสดงสถานะ

● ขั้นตอนการวอร์มอัพโดยไม่ต้องฟอกเพิ่มเติมด้วยไฟควบคุม

● ปุ่มปลดล็อคแบบแยกพร้อมไฟแสดงสถานะ

● ตัวแบ่งส่วนข้อมูลขนมปังวางตรงกลางเพื่อให้ด้านทั้งสองด้านเป็นสีน้ำตาลเท่ากัน

● ปิดเครื่องอัตโนมัติเมื่อแผ่นขนมปังติดขัด

● ถาดรองเศษขนมปัง

● กรอสายเคเบิล

แม้ว่าผู้ผลิตไม่ได้อ้างว่าสามารถปรับอุณหภูมิได้ แต่ก็ทำให้เกิดความเข้าใจผิด 2 จุด:

● ขั้นตอนการวอร์มอัพโดยไม่ต้องฟอกเพิ่มเติมด้วยไฟควบคุม

● อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เวลาย่างพร้อมเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

เพื่ออ้างถึงการอ้างสิทธิ์เหล่านี้ มาดูกันว่าเครื่องทำงานอย่างไร:

1 ในสถานะปกติ 230V หลักจะถูกตัดการเชื่อมต่ออย่างสมบูรณ์ ไม่มีส่วนใดของเครื่องปิ้งขนมปังถูกขับเคลื่อน

2 เมื่อผู้ใช้ดึงคันโยกลง (ซึ่งดึงขนมปังลงมาด้วย) อุปกรณ์จะเชื่อมต่อองค์ประกอบความร้อนทั้งสองด้าน

สิ่งที่พวกเขาทำในที่นี้คือการออกแบบที่ราคาถูกแต่ยังฉลาดอีกด้วย ไม่มีหม้อแปลงอยู่ภายในเครื่องปิ้งขนมปัง ดังนั้นคุณอาจสงสัยว่ามันได้รับแรงดันไฟต่ำ (10V AC ~) ได้อย่างไร มีขดลวดแยกต่างหากพร้อมกับองค์ประกอบความร้อนตัวใดตัวหนึ่งที่ด้านซ้ายของเครื่องปิ้งขนมปังที่ทำหน้าที่เหมือนหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ที่สร้าง 10V AC

จากนั้นจะใช้วงจรเรียงกระแสไดโอดตัวเดียวเพื่อสร้าง 10V DC ซึ่งจ่ายไฟให้กับแผงควบคุมหลักของเครื่องปิ้งขนมปัง

3, สิ่งแรกที่ฉันคิด - นั่นคือโซลินอยด์ + หม้อแปลงไฟฟ้า - กลายเป็นโซลินอยด์เดี่ยวที่อยู่ใต้คันโยกซึ่งตอนนี้ขับเคลื่อนโดยวงจรควบคุมและรับผิดชอบเพียงสิ่งเดียวเท่านั้น (เพื่อให้คันโยกนั้นดึงลง)

ทันทีที่โซลินอยด์นี้ปล่อยขนมปัง มันก็หมดสิ้น โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องปิ้งขนมปังจะตัดกระแสไฟฟ้าของตัวเองออก ซึ่งจะทำให้กระบวนการปิ้งขนมปังเสร็จสิ้น

ดังนั้นคุณสามารถถามได้อย่างถูกต้องว่าปุ่มแฟนซีและข้อเรียกร้องในแผ่นข้อมูลมีอะไรบ้างที่สามารถละลายน้ำแข็ง อุ่นเครื่อง อุ่นเครื่อง และอะไรก็ตาม… ฉันจะบอกว่ามันเป็น BS การตลาดล้วนๆ พวกเขาสามารถใส่ตัวปรับเวลาและปุ่มเดียวได้ 1 ปุ่มเพราะในตอนท้ายของวันวงจรนี้ไม่มีอะไรมากไปกว่าตัวจับเวลา เนื่องจากวงจรนี้ป้อนจากแหล่งพลังงานเดียวกับตัวทำความร้อน และมันก็ไม่สามารถควบคุมสิ่งเดียวที่สำคัญในเครื่องนี้ (ฮีตเตอร์) ดังนั้นฉันจึงไม่ใส่ใจที่จะดัดแปลงวงจรนี้เพิ่มเติม เพียงแค่โยนมันไปในที่ที่มันอยู่ ถังขยะ

ตอนนี้วงจรควบคุมระดับทหารหมดหนทางแล้ว มาควบคุมเต็มรูปแบบบนเครื่องปิ้งขนมปังกันดีกว่า

ขั้นตอนที่ 2: รายการฮาร์ดแวร์

นี่ไม่ใช่ full bom อีกครั้ง ไม่รวมพื้นฐานทั้งหมดเช่นสายไฟและสกรู:

• เครื่องปิ้งขนมปัง 1x AT 2509 (1400W) หรือเครื่องปิ้งขนมปังอื่น ๆ ที่คุณเลือก
• 1x Arduino Pro Micro
• 1x5 นิ้วหน้าจอสัมผัสแบบ Resistive LCD แสดงผล HDMI สำหรับ Raspberry Pi XPT2046 BE
• 1x Raspberry PI 2 หรือ Raspberry PI 3
• 1x SanDisk 16GB 32GB 64GB การ์ด Ultra Micro SD SDHC 80MB/s UHS-I Class10 w Adapter (สำหรับ PI)
• 2x SIP-1A05 รีเลย์สวิตช์กก
• 1x1PCS MAX6675 โมดูล + K Type Thermocouple Temperature Sensor สำหรับ Arduino (แนะนำให้ซื้ออะไหล่)
• 1x เอาต์พุต 24V-380V 25A SSR-25 DA โซลิดสเตตรีเลย์ PID Temperature Controller
• 1x Mini DC-DC Buck Converter ขั้นตอนลงโมดูลพาวเวอร์ซัพพลายสำหรับ aeromodelling (ซื้อมากกว่านี้เพื่อทดแทน)
• 2x Rotary Encoder Module Brick Sensor Development Board สำหรับ Arduino (สวิตช์โรตารี่ + กลาง แนะนำให้ซื้อมากกว่านี้เพื่อทดแทน)
• 2x WS2812B 5050 RGB LED Ring 24บิตRGB LED
• 1x1mm A5 โปร่งใส Perspex แผ่นอะคริลิคพลาสติก Plexiglass Cut 148x210mm Lot
• อะแดปเตอร์ 1x12V 2A DC (1A ก็น่าจะเพียงพอสำหรับ Pi+Screen+Ardu แต่จะดีกว่าในกรณีที่คุณจะเชื่อมต่ออุปกรณ์เพิ่มเติมผ่าน USB ซึ่งจะทำให้กระแสไฟไหลออกมากเกินไป)
• 1x PCS HC-SR501 IR อินฟราเรดแบบไพโรอิเล็กทริก IR PIR Motion เซนเซอร์ โมดูลตรวจจับ
• 2x Jumper Wire 5 Pin Female to Female Dupont Cable 20cm for Arduino (สำหรับโรตารี่ควรซื้อมากกว่านี้)
• 2x อลูมิเนียมอัลลอยด์ Volume KNOB 38x22mm สำหรับ 6mm Potentiometer SHAFT Silver
• รีเลย์ 230V 1x
• กลุ่มตัวเมียแถวเดี่ยว 2.54 มม. + ตัวเชื่อมต่อส่วนหัวที่แตกหักได้สำหรับการเชื่อมต่อ
• อุปกรณ์เสริมสำหรับ Xbee mod: 1X10P 10pin 2mm Female Single Row Straight Pin Header Strip XBee Socket
• ตัวเลือกสำหรับ Xbee mod: 1 Xbee
• อุปกรณ์เสริมสำหรับ Xbee mod: 1x Jumper Wire 4 Pin Female to Female Dupont Cable 20 ซม. สำหรับ Arduino (ระหว่าง Xbee Raspi)

สำหรับแหล่งจ่ายไฟ คุณต้องใช้ 12V แทน 5V เนื่องจากโซลินอยด์จะไม่อยู่ที่ระดับแรงดันต่ำนั้น อย่าลืมเพิ่มฟลายแบ็คไดโอดบนโซลินอยด์

หากคุณตัดสินใจที่จะใช้ส่วนประกอบอื่นๆ เช่น โมดูลบั๊กที่แตกต่างกันสำหรับการลดแรงดันไฟฟ้าจาก 12V->5V คุณต้องออกแบบบอร์ดใหม่ บอร์ดนี้ถูกสร้างขึ้นสำหรับตัวแปลงบั๊กสี่เหลี่ยมขนาดเล็กเฉพาะตัวนั้น

ขั้นตอนที่ 3: การดัดแปลงเคส: ด้านหลังคือด้านหน้า

หลังจากถอดวงจรควบคุมหลักออกแล้ว ยังมีรูน่าเกลียดขนาดใหญ่ที่มองออกไปที่ตำแหน่งของสวิตช์ ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจว่าจะใช้ด้านนั้นเป็นด้านหลังและแก้ไขกล่องรวมสัญญาณที่มี SSR (Solid State Relay -> สำหรับ การควบคุมความร้อน) + รีเลย์ 230V AC (สำหรับการตรวจจับพลังงาน) + อะแดปเตอร์ 12V ที่ให้พลังงานทั้งวงจร

เครื่องปิ้งขนมปังรุ่นนี้ค่อนข้างยากที่จะถอดประกอบและประกอบใหม่ ฉันไม่พบวิธีอื่นในการถอดเคสออก แต่ตัดด้วยเดรมเมลด้านขวาใต้คันโยกดึงหลักเพื่อให้สามารถยกปลอกขึ้นได้หลังจากคลายเกลียวและถอดคันโยก (โชคดีที่มีการเคลือบพลาสติกด้านนอกอยู่ในส่วนนั้น นี้จะไม่สังเกตเห็น)

ฉันได้เสียบปลายเครื่องตรวจจับของเทอร์โมคัปเปิล MAX6675 ที่ด้านล่างของเครื่องปิ้งขนมปังบนขอบตรงข้ามกับคันโยกหลัก (ซึ่งมันจะขัดแย้งกับกลไกของคันโยก)

ตัวเคสด้านในเป็นอะลูมิเนียมอย่างดีที่คุณไม่จำเป็นต้องเจาะด้วยซ้ำ สามารถเจาะรูเล็กๆ ให้กว้างขึ้นได้ง่ายๆ ด้วยไขควง จากนั้นจึงใส่เซ็นเซอร์เข้าไป ส่วนที่ทำได้ยากก็คือการไขเกลียวจากด้านใน ฉันต้องหาวิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาดในการทำเช่นนั้น ดังแสดงในรูปภาพ

การแยกชิ้นส่วนเครื่องปิ้งขนมปังภายในหลักที่มีองค์ประกอบความร้อนนั้นมีไว้สำหรับผู้ที่มีเส้นประสาทแข็งแรงเท่านั้น และไม่แนะนำเป็นอย่างยิ่ง ไม่มีอะไรอื่นที่คุณต้องทำในนั้นอยู่แล้ว

สายไฟของ MAX6675 นั้นยาวพอที่จะป้อนผ่านด้านล่างของเครื่องไปยังรูที่นำสายเคเบิลออกได้อย่างง่ายดาย

การนำสายเคเบิลที่จำเป็นทั้งหมดจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเป็นงานม็อดที่ท้าทายที่สุดงานหนึ่ง ฉันไม่ต้องเจาะรูอีกรูที่ด้านข้าง (ตอนนี้ด้านหลัง) เพราะสายเคเบิลสามารถใช้รูจากสวิตช์ได้ จากนั้นจึงจำเป็นต้องยึดสายเคเบิลไว้กับผนังของเคส นำลงไปด้านล่างผ่านพื้นที่แคบๆ ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันด้วยสายไฟพิเศษอีกสองสามเส้นจากบอร์ดควบคุมไฟฟ้าแรงสูง ได้แก่:

• 1 สายจากองค์ประกอบความร้อน -> ไปที่SSR
• 1 สายจาก 230V (ควรจุดสีน้ำตาลร้อน) -> ไปที่SSR
• 2 สายจาก 230V พร้อมสถานะปิดสวิตช์ -> ไปที่ Start Relay
• 2 สายจาก 230V หลักใน -> ไปที่อะแดปเตอร์ 12V ที่ด้านหลัง
• สายไฟหุ้มฉนวนจากเทอร์โมเซนเซอร์

และนั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องใช้ในการควบคุมเครื่องปิ้งขนมปัง

เนื่องจากการบัดกรีในอุตสาหกรรม ฉันจึงตัดสินใจตัดลวดระหว่างตัวทำความร้อนและปลายด้านหนึ่งของสายหลัก (ตามหลังสวิตช์) และต่อด้วยแถบขั้วต่อเข้ากับ SSR

ต้องใช้รีเลย์ที่ทำงานจาก 230V (แรงดันไฟหลัก) นี่คือรีเลย์สตาร์ทซึ่งจะทำให้ Arduino รู้ว่าผู้ใช้ได้ดึงคันโยกลงหรือเริ่มกระบวนการปิ้งขนมปัง อย่าลืมว่าวงจรควบคุมไม่เข้าที่แล้ว โซลินอยด์ไม่ได้รับพลังงานซึ่งจะกดคันโยกลงและเครื่องทำความร้อนก็ถูกตัดการเชื่อมต่อเช่นกัน (ควบคุมผ่าน SSR) จากนี้ไปจะเป็นงานของ Arduino ทั้งหมด

อะแดปเตอร์ DC 12V ต่อเข้ากับสายไฟหลักโดยตรง (ฉันได้เพิ่มสวิตช์เปิด/ปิดพิเศษที่ด้านหลัง) สิ่งนี้จะให้พลังงานคงที่สำหรับวงจร เครื่องปิ้งขนมปังในโหมดสแตนด์บายใช้พลังงานเพียง: 5.5 W เมื่อเปิดหน้าจอ และ 5.4W เมื่อปิดอยู่

ขั้นตอนที่ 4: Front Arcyclic Board

ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในการทำงานกับวัสดุนี้ ฉันได้รับคำแนะนำในการเจาะมันด้วยเดรมเมลรอบต่อนาทีสูงใต้น้ำไหล แต่ฉันไม่ต้องการทำให้มันสมบูรณ์แบบเกินไป ดังนั้นสิ่งที่ฉันทำคือการเจาะตามปกติ หลุม ยอมแพ้โดยสมบูรณ์ด้วยการ dremmeling ส่วนระหว่าง Raspi กับหน้าจอ แต่ฉันเจาะรูเฉพาะที่ spacers ของหน้าจอและที่ตัวเชื่อมต่อของ Raspi จากนั้นฉันก็ยื่นสารที่เหลือเป็นสี่เหลี่ยมเพื่อให้ตัวเชื่อมต่อพอดี ผ่าน.

คุณจะเห็นว่าแผ่นเพล็กซี่มีรอยร้าวเล็กๆ รอบการเจาะ ดังนั้นคุณจึงรู้ว่าควรหลีกเลี่ยงสิ่งใดหากต้องการออกแบบให้สมบูรณ์แบบ

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความร้อน คุณจึงไม่สามารถใส่สิ่งของใดๆ ในกล่องของเครื่องปิ้งขนมปังได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดจะต้องติดตั้งไว้ในระยะที่ปลอดภัยจากเครื่องทำความร้อน

ฉันไม่ได้ทำแบบร่างการออกแบบที่เหมาะสมสำหรับแผ่น Plexiglass ขนาด 148x210 มม. แค่พยายามปรับทุกอย่างให้สมมาตรและอยู่ในแนวเดียวกัน ดังนั้นฉันขอโทษที่ฉันไม่สามารถจัดทำโครงร่างใดๆ สำหรับส่วนนี้ที่คุณต้องทำเองได้ อย่างไรก็ตาม ฉันมี 1 คำแนะนำ:

ก่อนที่จะติดกาววงแหวน LED ให้เปิดใช้งานด้วย Arduino และสว่างขึ้นและทำเครื่องหมายด้วยปากกาที่ไฟ LED FIRST และ LAST ที่ด้านหลัง ดังนั้นคุณจะไม่ลงเอยด้วยการติดตั้งโดยหมุนเล็กน้อยเหมือนที่ฉันทำ (แต่สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้จากซอฟต์แวร์)

มีตัวเว้นวรรค 6 ตัวที่ออกแบบมาเพื่อยึดแผงด้านหน้าทั้งหมดให้เข้าที่ แต่ในตอนท้ายเนื่องจากตัวหมุนที่มีความยาวสั้น ตัวหมุนด้านล่าง 2 ตัวจะไม่ถูกป้อนผ่านแผง

ฉันใช้ตัวเว้นวรรคสำหรับเมนบอร์ดพีซีปกติระหว่างโรตารี่และแผง plexi และยังเพิ่มอีก 2-2 หลังโรตารีเพื่อเพิ่มความเสถียรเมื่อกดปุ่ม

ขั้นตอนที่ 5: วงจรควบคุมเครื่องปิ้งขนมปัง

นี่เป็นหนึ่งในโครงการที่ขยายพิน Arduino ทั้งหมดให้เต็มจริง ๆ:) RX และ TX ถูกสงวนไว้สำหรับส่วนขยายโมดูลการสื่อสารในอนาคต

แผงวงจรหลักจ่ายไฟให้กับทุกสิ่งผ่านตัวแปลงบั๊ก (Arduino, Raspi, Screen, SSR, รีเลย์) ที่นี่ฉันจะทราบว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้ไม่ทันสมัยอย่างแน่นอน ไม่สามารถผ่านแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 12V DC มากเกินไปได้ หากคุณตัดสินใจที่จะใช้ประเภทเดียวกันทุกประการ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอะแดปเตอร์ของคุณมีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 12V ที่เสถียร (ไม่เหมือนอะแดปเตอร์ WRT54G โดยที่คุณจะเห็นควันวิเศษออกมาในไม่กี่วินาที)

ฉันทำให้บอร์ดเป็นแบบโมดูลาร์มากที่สุดโดยใช้ซ็อกเก็ตที่ฉันทำได้ นอกเหนือจากรีเลย์ 2 กก. ทุกอย่างสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดาย

รีเลย์กกที่ยอดเยี่ยมทั้งสองนี้มาพร้อมกับฟลายแบ็คไดโอดและกินไฟไม่เกิน 7mA เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับพิน Arduino ใดๆ (ฉันจะแนะนำสิ่งเหล่านี้ต่อไปในโครงการในอนาคตของฉันด้วย) หน้าที่ของรีเลย์:

หนึ่งคือการเปิดโซลินอยด์เมื่อเริ่มกระบวนการปิ้งขนมปัง (เพื่อดึงคันโยกลง)

หนึ่งคือการเปิดและปิดหน้าจอโดยอัตโนมัติในกรณีที่ตรวจพบการเคลื่อนไหว

ฉันคิดว่าการรันหน้าจอ HDMI ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันไม่ได้ให้อายุการใช้งานที่ยาวนาน (โดยเฉพาะสิ่งที่ฉันใช้นั้นเป็นเพียงของปลอมราคาถูก ไม่ใช่ WaveShare ดั้งเดิม:

และพีซีของคุณสามารถเปิดหน้าจอเมื่อคุณเข้าห้องได้หรือไม่ ฉันไม่คิดอย่างนั้น เครื่องปิ้งขนมปัง BSD ทำได้!

โดยทั่วไปแล้วหน้าจอจะจับเวลาค้างไว้ 10 นาทีซึ่งจะชนโดยอัตโนมัติทุกครั้งที่มีการเคลื่อนไหวอีกครั้ง สมมุติว่าเปิดเครื่องแล้วมีการเคลื่อนไหวอีกครั้งในอีก 9 นาทีต่อมา ซึ่งหมายความว่าเครื่องจะเปิดต่อไปอีก 10 นาที การเปิดและปิดไม่ดีต่อสุขภาพสำหรับวงจรใดๆ ยกเว้น SSR

ซึ่งนำเราไปสู่องค์ประกอบควบคุมที่ 3 และสุดท้ายสำหรับการควบคุมฮีตเตอร์ อุปกรณ์เล็กๆ เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะสำหรับการเปิดและปิดจำนวนมากเพื่อควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ภายใต้การควบคุม สิ่งที่ฉันเลือกจะทำงานได้ดีโดยตรงจากพินเอาต์พุต Arduino

ในการออกแบบดั้งเดิม น่าจะมีรีเลย์อีกตัวบนบอร์ดสำหรับเปิดชุดลำโพง 2.1 ก่อนที่ Raspberry pi จะส่งเสียงเตือนในตอนเช้า (นอกจากนี้ยังเพิ่มเพลงได้ง่ายมากเมื่อการปิ้งขนมปังเสร็จสิ้น) แต่เนื่องจากนี่คือเหตุผล IoT รบกวน? มันแค่ขอให้ raspi อื่นในเครือข่ายของฉันทำสิ่งนั้นให้ฉันด้วย RCSwitch มาตรฐาน 433Mhz

ตามปกติแล้วจะมีข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ เกิดขึ้นกับบอร์ดเวอร์ชัน 0.4 สิ่งที่สามารถเห็นได้จากรูปภาพ คือตัวเชื่อมต่อ 5V อีก 2 ตัวและตัวเชื่อมต่อสำหรับรีเลย์อินพุตบน Arduino pin 10 ถูกทิ้งไว้

ฉันได้แก้ไขสิ่งเหล่านี้ในเวอร์ชัน 0.5 และฉันยังสร้างเวอร์ชันที่ไม่ใช่ Xbee ด้วย

เนื่องจากนี่เป็นบอร์ด 2 ชั้นเพียงแค่ดาวน์โหลดเลย์เอาต์เหล่านี้และ DIY จะยาก คุณจะต้องพิมพ์ทั้ง 2 ด้านให้แม่นยำ แกะสลักบอร์ดและหาวิธีเชื่อมต่อด้านข้าง ดังนั้นฉันจะเชื่อมโยงในภายหลังในโปรเจ็กต์ที่แชร์ของ Easyeda. ขอแนะนำให้สั่งซื้อโดยตรงจากพวกเขา

ขั้นตอนที่ 6: Xbee Mod

Xbee อยู่ที่นี่เพียงเพื่อควบคุมเครื่องชงกาแฟโดยตรงผ่านมัน เพราะมันค่อนข้างใกล้กับในระยะไกลและไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างทั้งสอง

มันไม่เกี่ยวอะไรกับเครื่องปิ้งขนมปังหรือรหัสเครื่องปิ้งขนมปังเลย

เกี่ยวกับม็อด Xbee: นี่เป็นทางเลือกโดยสมบูรณ์ นั่นคือเหตุผลที่ฉันรวมแผนผังสำหรับบอร์ดนี้ทั้งที่มีและไม่มี Xbee Xbee ถูกบัดกรีโดยตรงในพอร์ต UART ฮาร์ดแวร์ RX/TX ของ Raspberry PI (ttyAMA0) ซึ่งแม้จะนำออกไปที่ขั้วต่อของหน้าจอ แต่หน้าจอไม่ได้ใช้งาน (ใช้อินเทอร์เฟซ SPI เพื่อสื่อสารพิกัดสัมผัสระหว่าง PI กับตัวมันเอง).

ฉันทุ่มเทพอร์ตอนุกรมแยกต่างหากบน PI สำหรับการสื่อสาร Xbee แทนที่จะส่งข้อความผ่าน Raspberry -> Arduino -> ตัวแปลง 5v3v -> Xbee -> อุปกรณ์อื่น ๆ วิธีนี้ไม่ใช่ปัญหาที่กระบวนการปิ้งขนมปังจะบล็อก MCU ทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 7: รหัสควบคุมเครื่องปิ้งขนมปัง

โค้ดนี้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากมีการสื่อสารทางเดียวระหว่าง Arduio -> Raspberry PI

อุปกรณ์นี้ไม่เหมือนกับเครื่องชงกาแฟที่ไม่สามารถควบคุมจากโทรศัพท์หรือคอมพิวเตอร์ได้ด้วยตนเองด้วยการควบคุมแบบแฟนซี

หน้าที่เดียวของ PI ที่นี่คือการบันทึกข้อมูลและแสดงกราฟที่ดี ไม่ใช่ขวดสำหรับการทำงานของเครื่องปิ้งขนมปัง มันสามารถปิดอย่างสมบูรณ์หรือลบออกจากโครงการนี้ Arduino ทำงานทั้งหมด

ในตอนเริ่มต้น โค้ดจะรีเซ็ตวงแหวนนำ เริ่มตัวจับเวลาพักแบบต่างๆ และในแต่ละลูปจะดูจากอินพุตจากสวิตช์แบบหมุน 2 ตัว อินพุตนี้อาจหมายถึงการหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาหรือกดสวิตช์ 2 ตัว (ซึ่งในโหมดไม่ได้ใช้งานเพียงแค่ส่งคำสั่งพื้นฐาน IRONFORGE_OFF_ALARM ไปยังคอมพิวเตอร์แล้วตั้งค่ากลับเป็นสถานะ IRONFORGE_OFF ปกติ)

ภายใน rotary_read_temp() และ rotary_read_time() จะมีการเปลี่ยนแปลงตัวแปร global_temp และ global_time นี่เป็นที่เดียวในโค้ดที่ค่าเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และจะเก็บค่าไว้ระหว่างเหตุการณ์การฉลอง

ภายในฟังก์ชันทั้งสองนี้ rotary_memory() จะถูกเรียกเมื่อตรวจพบการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่ง ทั้งนี้เพื่อวัตถุประสงค์ในการโหลดสถานะนำบนวงแหวนกลับคืน เนื่องจากหลังจากกระบวนการปิ้งแล้ว สถานะจะถูกรีเซ็ตกลับเป็นสีดำ เพื่อไม่ให้สิ้นเปลืองพลังงานและยืดอายุการใช้งาน

ไฟ LED จะถูกปิดเป็นระยะทุกๆ 10 นาทีในกรณีที่ไม่มีเหตุการณ์การหมุนล่าสุด

การรวมกันของ 2 ฟังก์ชันนี้จะส่งผลให้:

1, สมมติว่าสถานะว่าง

2, โรตารี่ใด ๆ ที่ย้าย (หากมีการปรับก่อนหน้านี้ ค่าเหล่านี้จะถูกเรียกคืนจากหน่วยความจำและแสดงบนไฟ LED)

3, หากกระบวนการปิ้งขนมปังไม่เริ่มต้นและไม่มีเหตุการณ์การปรับแต่งเพิ่มเติม ไฟจะดับลงอีกครั้ง

ฉันยังย้ายพวกมันไปยังตัวจับเวลาพักแยกจากหน้าจอเพราะคอมพิวเตอร์จะใช้มากในการแสดงข้อมูลสภาพอากาศ แต่ฉันไม่ต้องการให้ไฟ LED แบบหมุนถูกเรียกคืนตลอดเวลาเพราะฉันไม่ต้องการทำขนมปังปิ้งเป็นล้าน วัน.

กระบวนการปิ้งขนมปังหลัก (ด้าน Arduino):

สิ่งนี้จะเริ่มต้นเมื่อระบบถูกทริกเกอร์จากรีเลย์อินพุตเริ่มต้น (230V) (และทั้งเวลาและอุณหภูมิจะแตกต่างจากศูนย์) การไหลของโปรแกรมมีดังต่อไปนี้ที่ด้าน Arduino:

1, เปิดโซลินอยด์เพื่อกดคันโยก

2, เปิด SSR เพื่อให้ความร้อนขึ้น

3 ขึ้นอยู่กับเวลาที่เริ่มการปิ้งแบบวนซ้ำซึ่งนับถอยหลัง ในแต่ละลูปส่งข้อมูลต่อไปนี้ไปยังคอมพิวเตอร์:

-TEMPERATURE (เดิมเป็นค่าทศนิยม แต่ถูกส่งเป็น 2 สตริง CSV)

-TIME ยังคงอยู่ (เป็นวินาที ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นรูปแบบ mm:ss อีกด้านหนึ่ง)

4, ในแต่ละวงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ตั้งไว้เปิดหรือปิด SSR เพื่อควบคุมกระบวนการปิ้ง

5 เมื่อสิ้นสุดลูปปิ้ง คำสั่ง IRONFORGE_OFF จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์

6, ปิด SSR แล้วปล่อยโซลินอยด์

7, เล่นเกม LED เพื่อโชว์ออฟ (ที่นี่คุณสามารถเพิ่มเล่นเพลงหรือการกระทำอื่น ๆ ที่คุณต้องการได้)

8, ไฟ LED ดับ

อย่างที่ฉันพูดไปก่อนหน้านี้ว่าการวนรอบการปิ้งหลักนั้นบล็อก MCU อย่างสมบูรณ์ ไม่มีงานอื่นใดที่สามารถทำได้ในช่วงเวลานี้ นอกจากนี้ยังจะละเว้นอินพุตแบบหมุนในช่วงเวลานี้ด้วย

กระบวนการปิ้งหลัก (Raspberry PI Side):

raspberry pi รันโปรแกรมควบคุม head C กับผู้ใช้ที่ไม่ได้รับสิทธิพิเศษซึ่งรับผิดชอบการโต้ตอบทั้งหมดบนเดสก์ท็อป

ฉันตัดสินใจใช้ Conky สำหรับการแสดงกราฟทั้งหมดเพราะฉันใช้มันมานับสิบปีแล้วและดูเหมือนว่าจะใช้งานง่ายที่สุดสำหรับงาน แต่ก็มีบางอย่างที่น่าสนใจ:

-ความละเอียดของกราฟไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ กราฟมีเกรนที่ละเอียดเกินไป แม้หลังจากเวลาปิ้งสูงสุด (5 นาที) กราฟก็จะเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของแถบ

-Conky ชอบที่จะพังโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณฆ่าและโหลดซ้ำ

ด้วยเหตุผลประการที่สอง ฉันตัดสินใจวางไข่ลูกไก่ทั้งหมดผ่านกระบวนการควบคุมที่แยกจากกันเพื่อเฝ้าระวัง

lua ที่ไม่ได้ใช้งานพื้นฐานใช้ 2 conkies แยกกัน (1 สำหรับข้อมูลสภาพอากาศและอีกอันสำหรับนาฬิกา)

เมื่อการปิ้งเริ่มต้น:

1, Arduino ส่งสัญญาณโปรแกรมราสเบอร์รี่ pi C ผ่านซีเรียลด้วย IRONFORGE_ON

2, โปรแกรมควบคุม C หยุด 2 เธรด conky และโหลดใน conky lua ที่ 3 สำหรับการปิ้ง

3, โปรแกรมควบคุม C เขียนทั้งค่าอุณหภูมิและเวลาเพื่อแยกไฟล์ข้อความที่อยู่ใน ramdisk (เพื่อไม่ให้ดำเนินการ RW ที่ไม่จำเป็นใน SDcard) สิ่งที่ conkies กำลังอ่านและแสดงโดยอัตโนมัติ โปรแกรมมีหน้าที่สร้างเวลาที่เหลือให้อยู่ในรูปแบบ MM:SS เช่นกัน

4 เมื่อสิ้นสุดการปิ้งโปรแกรม C จะหยุดเธรดการปิ้งปัจจุบันและรีสตาร์ท 2 conkies เพื่อกลับไปที่การแสดงสภาพอากาศและเวลาอีกครั้ง

5, สำหรับการตรวจจับสัญญาณเตือนโปรแกรม C สามารถหยุดกระบวนการเล่นเพลงจาก cron ได้โดยตรงเมื่ออยู่ในสถานะไม่ได้ใช้งานใด ๆ ของโรตารี่จะถูกผลักเข้ามา

ขั้นตอนที่ 8: ขนมปังปิ้งทั้งหมดของคุณเป็นของเรา: NetBSD Vs Raspbian

แม้ว่าเครื่องปิ้งขนมปังจะทำขึ้นเพื่อใช้งาน NetBSD และการแสดงผลหน้าจอเป็นหลัก แต่ Arduino ก็ใช้งานได้ทั้งหมดโดยไม่มีการรองรับหน้าจอสัมผัส ฉันขอขอบคุณความช่วยเหลือจากทุกคนที่สนใจเขียนไดรเวอร์สำหรับสิ่งนี้

ชิปสัมผัสของ LCD คือ XPT2046 หน้าจอใช้ SPI เพื่อส่งพิกัดอินพุตเคอร์เซอร์กลับไปที่ Raspberry

www.raspberrypi.org/documentation/hardware…

• 19 อินพุตข้อมูล TP_SI SPI ของ Touch Panel
• 21 TP_SO SPI เอาต์พุตข้อมูลของ Touch Panel
• 22 TP_IRQ Touch Panel ขัดจังหวะ ระดับต่ำในขณะที่ TouchPanel ตรวจพบการสัมผัส
• 23 TP_SCK SPI นาฬิกาของ Touch Panel
• 26 TP_CS การเลือกชิปจอสัมผัส ใช้งานต่ำ

ในขณะที่เขียนนี้ฉันไม่ทราบหน้าจอสัมผัส (โล่) ที่เข้ากันได้กับ Raspberry PI ซึ่งมีไดรเวอร์ NetBSD ที่ใช้งานได้สำหรับทัชแพด

ขั้นตอนที่ 9: ปิดรายการและสิ่งที่ต้องทำ

ยินดีต้อนรับความช่วยเหลือ การสนับสนุน การแก้ไขในโค้ดเช่นเคย

นี่เป็นแฮ็คที่เพิ่งเสร็จสิ้น ดังนั้นฉันจะอัปเดตโปรเจ็กต์ด้วยโค้ดที่หายไปในภายหลัง (โค้ดควบคุม Raspberry pi C, Conky luas เป็นต้น) นอกจากนี้ ฉันวางแผนที่จะสร้างอิมเมจ sdcard ขนาด 8GB/16GB ที่ปรับขนาดได้อัตโนมัติซึ่งมีทุกอย่าง เนื่องจาก Raspberry PI เป็นฮาร์ดแวร์มาตรฐาน ใครก็ตามที่ตัดสินใจสร้างโปรเจ็กต์ก็สามารถดาวน์โหลดรูปภาพ เขียนมันลงใน sdcard และเครื่องปิ้งขนมปังจะทำงานได้หลังจากบูทเครื่องเหมือนกับของฉัน การตั้งค่าเครือข่ายจำเป็นสำหรับเวลาที่ถูกต้อง (NTP) และการแสดงอุณหภูมิเท่านั้น

ขั้นตอนที่เหลืออีกขั้นตอนหนึ่งคือการวัดอุณหภูมิภายในด้วย FLIR และเพิ่มการปรับค่าที่อ่านได้ของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ MAX เพราะฉันเชื่อว่าอุณหภูมิจะอุ่นขึ้นช้าเกินไปสำหรับระยะเวลาปิ้งสูงสุด 5 นาทีที่เล็กที่สุด

นอกจากนี้ ยังวางแผนที่จะเพิ่มระยะเวลาการปรับขนาดอัตโนมัติตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้สามารถขยายกรอบเวลาสูงสุด 5 นาทีนี้หากอุณหภูมิลดลง