محمصة قهوة ذاتية التحكم من الأردوينو: 13 خطوة (بالصور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

في هذا Instructable ، سنلقي نظرة على تعديل آلة الفشار بالهواء الساخن لتحويلها إلى محمصة قهوة منزلية أوتوماتيكية بالكامل ويمكن التحكم في درجة حرارتها. يعد تحميص القهوة في المنزل أمرًا بسيطًا بشكل مدهش ، وحتى شيء أساسي مثل المقلاة يمكن أن يفعل الحيلة بما يكفي من الصبر والممارسة. في معظم المصطلحات الأساسية ، تتضمن عملية التحميص تسخين حبوب القهوة تدريجيًا إلى حوالي 200 درجة مئوية أو أكثر بقليل. أثناء تسخينها ، تخضع الفاصوليا لتفاعلات كيميائية مختلفة ويتحول لونها من الأخضر إلى الأصفر (العش) إلى البني. تتوسع الفاصوليا ، وتتشقق في النهاية بصوت مسموع.

إن مفتاح الحصول على مذاق القهوة المحمصة بشكل صحيح (والقيام بذلك بشكل متكرر) ذو شقين. أولاً ، نريد التحكم في درجة الحرارة أثناء عملية التحميص بدقة شديدة ، حتى نتمكن من التحكم في مقدار الوقت الذي تقضيه الحبوب في مناطق درجات الحرارة المختلفة. هذا يتحكم في أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث إلى أي مدى ، وفي النهاية النكهات في الحبوب المحمصة. ثانيًا ، نريد التأكد من أن الحبوب تختلط وتتقلب باستمرار ، بحيث تكون درجة الحرارة متساوية طوال الوقت.

تعد آلات الفشار التي تعمل بالهواء الساخن حلاً مثاليًا للإصدار الثاني: فهي تقوم بتفجير مجموعة من الفشار بالهواء الساخن من الأسفل ، بقوة كافية لتحريك حبات الفشار باستمرار حول وعاء صغير. نظرًا لأنه يحدث أن تكون حبوب البن بنفس الحجم والوزن تقريبًا مثل حبات الفشار ، فإن هذا يعمل أيضًا لتحميص القهوة. حتى آلة الفشار غير المعدلة بالهواء الساخن يمكن استخدامها لتحميص القهوة جيدًا بشكل معقول ، ولكن للتحميص المثالي نحتاج أيضًا إلى معالجة المشكلة رقم واحد - التحكم الدقيق في درجة الحرارة. هذا هو ما يدور حوله هذا Instructable: سنقوم بتعديل آلة صنع الفشار الجاهزة لإضافة مسبار درجة الحرارة داخل "غرفة التحميص" ، والحصول على تحكم دقيق في عنصر التسخين ومحرك المروحة ، وربطها مع الكمبيوتر المضيف من خلال متحكم اردوينو. بمجرد الانتهاء من ذلك ، سنتمكن من مراقبة عملية التحميص والتحكم فيها من خلال برنامج مفتوح المصدر متوافق مع معايير الصناعة يسمى Artisan.

يوجد بالفعل عدد من الأدلة المتاحة لهذا ، لكنني وجدت أن هذه كلها خاصة جدًا بطراز واحد معين من آلة الفشار. لذلك اضطررت إلى تجميع المعلومات من عدة مصادر عندما قمت ببناء المحمصة الخاصة بي لأول مرة. لذلك ، أردت إنشاء دليل آمل أن يتم تجريده بعيدًا والعمل على مجموعة واسعة من الإعدادات المحددة. في بعض الأحيان ، سيتطرق هذا إلى الكثير من التفاصيل - لا تتردد في التخطي إلى الأمام في أي مكان يبدو فيه شيء ما غير مناسب لك.

تم تنظيم بقية الدليل على النحو التالي:

في الخطوتين 1 و 2 ، سوف نلقي نظرة على كيفية عمل آلة الفشار. سننظر أولاً في الأجزاء الميكانيكية الرئيسية ، ثم نناقش كيفية توصيل المروحة والسخان كهربائيًا. سوف نولي اهتمامًا خاصًا للاختلافات بين الطرز المختلفة ، وما قد تواجهه في جهازك الخاص.

في الخطوة 3 ، سنقدم نظرة عامة رفيعة المستوى على التعديلات التي سنجريها. مرة أخرى ، سنقوم بتفصيل الاختلافات في ما عليك القيام به لأنواع مختلفة من آلات الفشار.

ستوجهك الخطوات من 4 إلى 10 خلال تعديلات ماكينة الفشار ، ثم من خلال توصيل أسلاك إلكترونيات التحكم. في هذه ، نستخدم نموذجًا معينًا لآلة الفشار للصور الواقعية ، لكننا سنظل ندرج مناقشة عامة عند الاقتضاء.

ستفصل الخطوات من 11 إلى 13 تكوين البرنامج ، وتعطيك مؤشرات لتحميص أول ناجح.

إشعار هام للسلامة:

في هذا الدليل ، سنتعامل مع الكهرباء الرئيسية وطاقة التدفئة الكبيرة. إذا لم تكن متأكدًا من كيفية اتباع هذا الدليل بأمان ، فتوقف أو اطلب المساعدة من كهربائي مؤهل. لا تعمل أبدًا على المحمصة أثناء توصيلها بالكهرباء ، ولا تتركها أبدًا دون رقابة أثناء التشغيل.

اللوازم

فيما يلي قائمة بالأجزاء التي استخدمتها. قد ترغب في القراءة مسبقًا قبل الطلب ، حيث يعتمد البعض على الإعداد الدقيق الخاص بك.

• آلة صنع الفشار بالهواء الساخن ، على سبيل المثال يتوفر Severin PC3751 على Amazon في أوروبا. تتوفر نماذج مماثلة على موقع eBay أو Amazon في أي مكان آخر
• TC4 + Arduino shield ، متاح على Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ أو موقع الويب
• Arduino UNO ، متاح على موقع Arduino الإلكتروني ، Amazon ، eBay.
• اختياريًا شاشة IIC LCD ، 20x4 ، متوفرة على نطاق واسع على eBay ، Amazon.
• مرحل الحالة الصلبة ، DC-AC ، على سبيل المثال فوتيك SSR-40DA.
• لمروحة DC: مروحة مطابقة DC PSU ، على سبيل المثال مزود طاقة 18V LED ، أو لبنة طاقة للكمبيوتر المحمول ، متاح على eBay ، Amazon ، إلخ.
• لمروحة التيار المتردد: وحدة باهتة AC PWM ، على سبيل المثال
• مزدوج حراري ذو طرف مرن من النوع K ، سلك محمي ، على سبيل المثال https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 لكن العديد من الآخرين متاحون على موقع eBay أو ما شابه.
• مزدوج حراري ثاني من النوع K ، طرف عادي ، على سبيل المثال
• شريط لاصق عالي الحرارة ، على سبيل المثال شريط Kapton.
• مدخنة زجاجية مطابقة لقطر غرفة تحميص ماكينة الفشار ، على سبيل المثال https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (تأكد من أن القطر يناسبك!)
• أنبوب عادم من الألومنيوم من نفس القطر
• حاوية الإلكترونيات
• الأسلاك والأسلاك الكهربائية المختلفة
• موصلات الحلقة والأشياء بأسمائها الحقيقية
• غلاف سلك مضفر

أدوات:

• لحام حديد.
• قواطع ومزيلات الأسلاك.
• أداة تجعيد للموصلات الحلقية / الأشياء بأسمائها الحقيقية.
• تدريبات.

الخطوة 1: تشريح آلة الفشار بالهواء الساخن: ميكانيكي

الجائزة الثانية في مسابقة Arduino 2019