Pračka kávy řízená Arduinem: 13 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

V tomto Instructable se podíváme na úpravu horkovzdušného automatu na popcorn tak, aby se stal plně automatickým a teplotně řízeným domácím pražičem kávy. Pražení kávy doma je překvapivě jednoduché a i něco tak základního, jako je pánev, zvládne s dostatečnou trpělivostí a praxí tento trik. Ve většině základních pojmů proces pražení zahrnuje postupné zahřívání kávových zrn na přibližně 200 stupňů Celsia. Jak se zahřívají, fazole procházejí různými chemickými reakcemi a jejich barva přechází ze zelené přes žlutou (ish) do hnědé. Fazole se rozšiřují a nakonec slyšitelně praskají.

Klíč k získání správné chuti pražené kávy (a to opakovaně) je dvojí. Nejprve chceme velmi přesně řídit teplotu během procesu pražení, abychom mohli řídit, kolik času fazole tráví v různých teplotních pásmech. To řídí, jaké druhy chemických reakcí se v jaké míře dějí, a nakonec chutě v pražených fazolích. Za druhé, chceme zajistit, aby se fazole neustále míchaly a obracely, aby byla teplota rovnoměrná.

Horkovzdušné automaty na popcorn jsou dokonalým řešením problému číslo dvě: zespodu odpalují dávku popcornu horkým vzduchem, dostatečně tvrdým na to, aby neustále obíhaly jádra popcornu kolem malé nádoby. Protože se stane, že kávová zrna mají přibližně stejnou velikost a hmotnost jako jádra popcornu, funguje to také pro pražení kávy. I nemodifikovaný horkovzdušný automat na popcorn lze použít k pražení kávy poměrně dobře, ale pro dokonalé pražení musíme také vyřešit problém číslo jedna-jemně zrnitou regulaci teploty. O tom je tento Instructable: Upravíme běžný automat na popcorn tak, aby do „pražicí komory“přidal teplotní sondu, získal přesnou kontrolu topného tělesa a motoru ventilátoru a propojil jej s hostitelský počítač přes a mikrokontrolér Arduino. Jakmile budeme hotovi, budeme moci monitorovat a řídit proces pražení prostřednictvím standardního open source softwaru s názvem Artisan.

K tomu již existuje řada příruček, ale zjistil jsem, že všechny jsou velmi specifické pro jeden konkrétní model stroje na popcorn. Když jsem poprvé postavil vlastní pekárnu, musel jsem dát dohromady informace z několika zdrojů. Chtěl jsem tedy vytvořit průvodce, který, doufám, může abstrahovat a pracovat pro širokou škálu konkrétních nastavení. Občas to půjde do mnoha detailů - klidně přeskočte vpřed, ať se vám něco nezdá relevantní.

Zbytek příručky je strukturován následovně:

V krocích 1 a 2 se podíváme na to, jak automat na popcorn funguje. Nejprve se podíváme na hlavní mechanické části, poté probereme, jak jsou ventilátor a topení elektricky propojeny. Zvláštní pozornost budeme věnovat rozdílům mezi různými modely a tomu, s čím se můžete setkat na svém vlastním stroji.

V kroku 3 poskytneme přehled na vysoké úrovni o úpravách, které provedeme. Opět podrobně popíšeme rozdíly v tom, co budete muset udělat pro různé typy automatů na popcorn.

Kroky 4-10 vás provedou úpravami automatu na popcorn a poté zapojením řídicí elektroniky. V těchto případech používáme konkrétní model stroje na popcorn pro fotografie v reálném světě, ale případně zahrneme obecnou diskusi.

Kroky 11–13 podrobně popisují konfiguraci softwaru a poskytnou vám rady pro úspěšné první pečení.

Důležité bezpečnostní upozornění:

V této příručce se budeme zabývat síťovou elektřinou a významným topným výkonem. Pokud si nejste jisti, jak se bezpečně řídit touto příručkou, zastavte se nebo požádejte o pomoc kvalifikovaného elektrikáře. Nikdy nepracujte na pekáči, když je zapojený, a nikdy jej nenechávejte bez dozoru, když je zapnutý.

Zásoby

Následuje seznam dílů, které jsem použil. Před objednáním si možná budete chtít přečíst dopředu, protože některé závisí na vašem přesném nastavení.

• Horkovzdušný automat na popcorn, např. Severin PC3751 je k dispozici na Amazonu v Evropě. Podobné modely jsou k dispozici na eBay nebo Amazon jinde
• Štít TC4+ Arduino, dostupný na Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ nebo na webu
• Arduino UNO, dostupné na webových stránkách Arduino, Amazon, eBay.
• Volitelně IIC LCD displej, 20x4, široce dostupný na eBay, Amazon.
• Solid State Relay, DC-AC, např. Fotek SSR-40DA.
• Pro DC ventilátor: DC PSU odpovídající ventilátor, např. 18V LED napájecí zdroj nebo napájecí notebook, dostupný na eBay, Amazon atd.
• Pro ventilátor AC: Modul stmívače AC PWM, např.
• Termočlánek s flexibilním hrotem typu K, stíněný drát, např. 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 nebo podobném.
• Druhý termočlánek typu K s hladkou špičkou, např.
• Lepicí páska pro vysoké teploty, např. Kaptonova páska.
• Skleněný komín odpovídající průměr pražicí komory popcornového stroje, např. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Ujistěte se, že průměr sedí!)
• Hliníkové výfukové potrubí stejného průměru
• Skříň elektroniky
• Různé elektrické dráty a šňůry
• Kruhové a rýčové konektory
• Pletené pouzdro z drátu

Nástroje:

• Páječka.
• Nůžky na drát a odizolovače.
• Krimpovací nástroj pro prstencové/rýčové konektory.
• Vrtat.

Krok 1: Anatomie horkovzdušného automatu na popcorn: Mechanický

Druhá cena v soutěži Arduino 2019