Sterowana przez Arduino palarnia kawy DIY: 13 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

W tej instrukcji przyjrzymy się, jak zmodyfikować maszynę do popcornu na gorące powietrze, aby przekształcić ją w w pełni automatyczną i sterowaną temperaturą domową palarnię kawy. Palenie kawy w domu jest zaskakująco proste, a nawet coś tak podstawowego jak patelnia może załatwić sprawę z wystarczającą cierpliwością i praktyką. W większości podstawowych terminów proces palenia polega na stopniowym podgrzewaniu ziaren kawy do około 200 stopni Celsjusza. Podczas podgrzewania ziarna przechodzą różne reakcje chemiczne, a ich kolor zmienia się od zielonego przez żółty (jasny) do brązowego. Ziarna rozszerzają się, w końcu słyszalnie pękają.

Klucz do uzyskania odpowiedniego smaku palonej kawy (i robienia tego w sposób powtarzalny) jest dwojaki. Po pierwsze, chcemy bardzo precyzyjnie kontrolować temperaturę podczas procesu palenia, abyśmy mogli kontrolować, ile czasu ziarna spędzają w różnych strefach temperaturowych. Kontroluje to, w jakim stopniu zachodzą reakcje chemiczne, a ostatecznie smak palonej fasoli. Po drugie, chcemy mieć pewność, że ziarna będą stale mieszane i obracane, aby temperatura była przez cały czas jednakowa.

Maszyny do popcornu na gorące powietrze to idealne rozwiązanie w kwestii numer dwa: nadmuchują partię popcornu gorącym powietrzem od dołu, wystarczająco mocno, aby stale wirować ziarna popcornu wokół małego pojemnika. Ponieważ tak się składa, że ziarna kawy są mniej więcej tej samej wielkości i wagi co ziarna popcornu, działa to również w przypadku palenia kawy. Nawet niezmodyfikowana maszyna do popcornu na gorące powietrze może być używana do dość dobrego palenia kawy, ale dla idealnego palenia musimy również zająć się problemem numer jeden - drobnoziarnistą kontrolą temperatury. O to właśnie chodzi w tej instrukcji: zmodyfikujemy gotową maszynę do popcornu, aby dodać sondę temperatury w „komorze pieczenia”, uzyskać precyzyjną kontrolę nad elementem grzewczym i silnikiem wentylatora oraz połączyć to z komputer hosta i mikrokontroler Arduino. Gdy skończymy, będziemy mogli monitorować i kontrolować proces palenia za pomocą standardowego w branży oprogramowania open source o nazwie Artisan.

Istnieje już wiele przewodników na ten temat, ale odkryłem, że wszystkie są bardzo specyficzne dla jednego konkretnego modelu maszyny do popcornu. Dlatego musiałem zebrać informacje z kilku źródeł, kiedy po raz pierwszy zbudowałem własną palarkę. Chciałem więc stworzyć przewodnik, który, mam nadzieję, może abstrahować i pracować dla szerokiej gamy konkretnych konfiguracji. Czasami będzie to wchodzić w wiele szczegółów - możesz przejść do przodu, gdy coś nie wydaje się być dla Ciebie istotne.

Reszta przewodnika ma następującą strukturę:

W krokach 1 i 2 przyjrzymy się, jak działa maszyna do popcornu. Najpierw przyjrzymy się głównym częściom mechanicznym, a następnie omówimy, jak wentylator i nagrzewnica są połączone elektrycznie. Zwrócimy szczególną uwagę na różnice między różnymi modelami oraz na to, co możesz napotkać we własnej maszynie.

W kroku 3 przedstawimy ogólny przegląd zmian, które wprowadzimy. Ponownie opiszemy różnice w tym, co będziesz musiał zrobić dla różnych typów maszyn do popcornu.

Kroki 4-10 przeprowadzą Cię przez modyfikacje maszyny do popcornu, a następnie okablowanie elektroniki sterującej. W nich używamy konkretnego modelu maszyny do popcornu do zdjęć rzeczywistych, ale nadal będziemy zawierać ogólną dyskusję tam, gdzie ma to zastosowanie.

Kroki 11-13 opisują szczegółowo konfigurację oprogramowania i dają wskazówki dotyczące udanego pierwszego pieczenia.

Ważna uwaga dotycząca bezpieczeństwa:

W tym przewodniku będziemy mieli do czynienia z prądem sieciowym i znaczną mocą grzewczą. Jeśli nie masz pewności, jak bezpiecznie postępować zgodnie z tym przewodnikiem, zatrzymaj się lub poproś o pomoc wykwalifikowanego elektryka. Nigdy nie pracuj na palarni, gdy jest podłączona do zasilania i nigdy nie pozostawiaj jej bez nadzoru, gdy jest włączona.

Kieszonkowe dzieci

Poniżej znajduje się lista części, których użyłem. Możesz przeczytać z wyprzedzeniem przed złożeniem zamówienia, ponieważ niektóre z nich zależą od dokładnej konfiguracji.

• Maszyna do popcornu na gorące powietrze, m.in. Severin PC3751 dostępny na Amazon w Europie. Podobne modele dostępne w serwisie eBay lub Amazon gdzie indziej. K
• Nakładka Arduino TC4+, dostępna na Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ lub na stronie
• Arduino UNO, dostępne na stronie Arduino, Amazon, eBay.
• Opcjonalnie wyświetlacz LCD IIC, 20x4, szeroko dostępny w serwisach eBay, Amazon.
• Przekaźnik półprzewodnikowy, DC-AC, m.in. Fotek SSR-40DA.
• W przypadku wentylatora DC: wentylator pasujący do zasilacza DC, np. Zasilacz LED 18 V lub zasilacz do laptopa, dostępny na eBay, Amazon itp.
• Dla wentylatora AC: moduł ściemniacza AC PWM, np.
• Termopara z elastyczną końcówką typu K, przewód ekranowany, np. https://www.ebay.pl/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 ale wiele innych dostępnych w serwisie eBay lub podobnym.
• Druga termopara typu K, zwykła końcówka, np.
• Taśma klejąca wysokotemperaturowa, m.in. Taśma kaptonowa.
• Szklany komin dopasowany do średnicy komory pieczenia maszyny do popcornu, m.in. https://www.ebay.pl/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Upewnij się, że średnica pasuje!)
• Aluminiowy przewód wydechowy o tej samej średnicy
• Obudowa elektroniki
• Różne przewody i przewody elektryczne
• Złącza pierścieniowe i widełkowe
• Pleciony rękaw z drutu

Narzędzia:

• Lutownica.
• Przecinaki do drutu i narzędzia do ściągania izolacji.
• Zaciskarka do złączy pierścieniowych/szpikowych.
• Wiertarka.

Krok 1: Anatomia maszyny do popcornu na gorące powietrze: mechaniczna

II nagroda w konkursie Arduino 2019