Uređaj za pečenje kave DIY pod kontrolom Arduina: 13 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

U ovom Instructableu ćemo pogledati modifikaciju aparata za kokice s vrućim zrakom kako bi se pretvorio u potpuno automatizirano domaće pržilicu kave s temperaturom. Prženje kave kod kuće iznenađujuće je jednostavno, pa čak i nešto osnovno poput tave može uspjeti s dovoljno strpljenja i vježbe. U najosnovnijem smislu, proces prženja uključuje zagrijavanje zrna kave postupno na oko 200 stupnjeva Celzijusa ili nešto više od njih. Dok se zagrijava, grah prolazi kroz različite kemijske reakcije i njegova boja prelazi iz zelene u žutu (smeđu) u smeđu. Grah se širi i na kraju zvučno pukne.

Ključ za postizanje dobrog okusa pržene kave (i to ponavljajući) je dvojak. Prvo, želimo vrlo precizno kontrolirati temperaturu tijekom procesa pečenja, tako da možemo kontrolirati koliko vremena grah provodi u različitim temperaturnim zonama. Time se kontrolira koje se vrste kemijskih reakcija događaju u kojoj mjeri, a na kraju i okusi pečenog graha. Drugo, želimo se pobrinuti da se grah stalno miješa i okreće, tako da temperatura bude ujednačena tijekom cijelog vremena.

Strojevi za kokice s vrućim zrakom savršeno su rješenje za izdavanje broja dva: Razbijaju hrpu kokica vrućim zrakom odozdo, dovoljno jako da stalno okreću zrna kokica oko male posude. Budući da se zrno kave zrna približno iste veličine i težine kao zrna kokica, to vrijedi i za prženje kave. Čak se i nemodificirani stroj za kokice s vrućim zrakom može koristiti za prženje kave razumno dobro, ali za savršeno prženje moramo se pozabaviti i pitanjem broj jedan-sitnozrnom kontrolom temperature. O tome govori ovaj Instructable: Izmijenit ćemo aparat za kokice koji je u prodaji tako da doda temperaturnu sondu unutar "komore za pečenje", stekne preciznu kontrolu nad grijaćim elementom i motorom ventilatora te to poveže sa glavno računalo putem i Arduino mikrokontroler. Kad završimo, moći ćemo pratiti i kontrolirati proces pečenja putem industrijski standardnog softvera otvorenog koda pod nazivom Artisan.

Za to su već dostupni brojni vodiči, ali otkrio sam da su svi vrlo specifični za jedan određeni model aparata za kokice. Stoga sam morao prikupiti podatke iz nekoliko izvora kada sam prvi put izgradio vlastitu pečenjaru. Dakle, htio sam stvoriti vodič za koji se nadam da može apstrahirati i raditi za širok raspon specifičnih postavki. S vremena na vrijeme ovo će ići u mnogo detalja - slobodno preskočite naprijed gdje god vam se nešto ne čini relevantnim.

Ostatak vodiča strukturiran je na sljedeći način:

U koracima 1 i 2 ćemo pogledati kako radi aparat za kokice. Prvo ćemo pogledati glavne mehaničke dijelove, zatim ćemo razgovarati o tome kako su ventilator i grijač električno spojeni. Posebno ćemo obratiti pozornost na razlike između različitih modela i na ono što biste mogli naići na vlastitom stroju.

U koraku 3 dat ćemo pregled na visokoj razini izmjena koje ćemo napraviti. Opet ćemo detaljno prikazati razlike u tome što ćete morati učiniti za različite vrste aparata za kokice.

Koraci 4-10 proći će vas kroz modifikacije aparata za kokice, a zatim kroz ožičenje upravljačke elektronike. U njima koristimo određeni model stroja za kokice za fotografije u stvarnom svijetu, ali ćemo ipak uključiti opću raspravu gdje je primjenjivo.

Koraci 11-13 detaljno će opisati konfiguraciju softvera i dati vam upute za uspješno prvo pečenje.

Važna sigurnosna napomena:

U ovom vodiču ćemo se baviti električnom energijom iz mreže i značajnom snagom grijanja. Ako niste sigurni kako sigurno slijediti ovaj vodič, zaustavite se ili zatražite pomoć od kvalificiranog električara. Nikada ne radite na svom pekaču dok je uključen i nikada ga ne ostavljajte bez nadzora dok je uključen.

Pribor

Slijedi popis dijelova koje sam koristio. Možda ćete htjeti čitati unaprijed prije naručivanja jer neki ovise o vašem točnom postavljanju.

• Stroj za kokice s vrućim zrakom, npr. Severin PC3751 dostupan na Amazonu u Europi. Slični modeli dostupni su na eBayu ili Amazonu drugdje. K
• TC4+ Arduino štit, dostupan na Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ ili web stranici
• Arduino UNO, dostupan na Arduino web stranici, Amazon, eBay.
• Po izboru IIC LCD zaslon, 20x4, široko dostupan na eBayu, Amazon.
• Solid State Relej, DC-AC, na pr. Fotek SSR-40DA.
• Za istosmjerni ventilator: DC PSU odgovarajući ventilator, npr. 18V LED napajanje ili opeka za prijenosno računalo, dostupno na eBayu, Amazonu itd.
• Za AC ventilator: AC PWM prigušivački modul, npr.
• Termoelement sa fleksibilnim vrhom tipa K, oklopljena žica, npr. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907, ali mnogi drugi dostupni na eBayu ili slično.
• Drugi termoelement tipa K, običnog vrha, na pr.
• Ljepljiva traka za visoke temperature, npr. Kapton traka.
• Stakleni dimnjak odgovarajućeg promjera komore za pečenje kokica, npr. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Provjerite odgovara li promjer!)
• Aluminijski ispušni kanal istog promjera
• Elektroničko kućište
• Razne električne žice i kabeli
• Priključci prstena i lopate
• Rukava od pletene žice

Alati:

• Lemilica.
• Rezači i skidači žice.
• Alat za stezanje za spojnice prstena/lopatice.
• Bušilica.

Korak 1: Anatomija stroja za kokice s vrućim zrakom: mehanička

Druga nagrada na Arduino natjecanju 2019