Torradora de cafè DIY controlada per Arduino: 13 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

En aquest instructiu farem un cop d’ull a la modificació d’una màquina de crispetes d’aire calent per convertir-la en un torrador de cafè casolà completament automàtic i amb temperatura controlada. Torrar cafè a casa és sorprenentment senzill, i fins i tot una cosa tan bàsica com una paella pot fer el truc amb prou paciència i pràctica. En termes més bàsics, el procés de torrat consisteix a escalfar els grans de cafè gradualment fins a aproximadament o poc més de 200 graus centígrads. En escalfar-se, les mongetes experimenten diverses reaccions químiques i el seu color passa de verd a groc (ish) a marró. Les mongetes s’expandeixen i finalment s’esquerden audiblement.

La clau per obtenir el sabor del cafè torrat bé (i fer-ho de manera repetida) és doble. En primer lloc, volem controlar la temperatura durant el procés de rostit amb molta precisió, de manera que podem controlar el temps que passen les mongetes a les diferents zones de temperatura. Això controla quins tipus de reaccions químiques succeeixen fins a quin punt i, en última instància, els sabors de les mongetes torrades. En segon lloc, volem assegurar-nos que les mongetes es mesclen i es tornen constantment, de manera que la temperatura sigui uniforme.

Les màquines de crispetes d’aire calent són una solució perfecta per al número dos: fan saltar un lot de crispetes amb aire calent des de baix, prou dures per remolinar constantment els grans de crispetes de blat de moro al voltant d’un contenidor petit. Com que passa que els grans de cafè tenen la mateixa mida i pes que els grans de crispetes de blat de moro, això també funciona per torrar cafè. Fins i tot una màquina de crispetes de blat de moro d’aire calent sense modificar es pot fer servir per torrar el cafè raonablement bé, però per al torrat perfecte també hem d’abordar el problema número u: el control de temperatura de gra fi. D’això tracta aquest Manual: Modificarem una màquina de crispetes a la venda per afegir una sonda de temperatura dins de la "cambra rostida", obtenir un control precís de l’element de calefacció i del motor del ventilador i ordinador host mitjançant microcontrolador Arduino. Un cop hàgim acabat, podrem controlar i controlar el procés de rostit mitjançant un programari de codi obert estàndard de la indústria anomenat Artisan.

Ja hi ha diverses guies disponibles per a això, però he trobat que totes són molt específiques per a un model concret de màquina de crispetes. Per tant, vaig haver de reunir informació de diverses fonts quan vaig construir el meu propi torrador. Per tant, volia crear una guia que espero que pugui abstraure i treballar per a una àmplia gamma de configuracions específiques. De vegades, això entrarà en molts detalls; no dubteu a saltar endavant allà on alguna cosa no us sembli rellevant.

La resta de la guia s’estructura de la següent manera:

Als passos 1 i 2, veurem com funciona una màquina de crispetes. Primer veurem les principals parts mecàniques, després analitzarem com es connecten el ventilador i l’escalfador elèctricament. Prestarem especial atenció a les diferències entre diferents models i al que pugueu trobar a la vostra pròpia màquina.

Al pas 3, oferirem una visió general d’alt nivell de les modificacions que farem. Una vegada més, detallarem les diferències en què haureu de fer per als diferents tipus de màquines de crispetes.

Els passos 4-10 us guiaran a través de les modificacions de la màquina de crispetes i, a continuació, mitjançant el cablejat de l'electrònica de control. En aquestes, fem servir un model particular de màquina de crispetes per a fotografies del món real, però inclourem una discussió general, si escau.

Els passos 11-13 detallaran la configuració del programari i us proporcionaran indicacions per a un primer rostit amb èxit.

Avís de seguretat important:

En aquesta guia tractarem l’electricitat de la xarxa elèctrica i la potència de calefacció important. Si no esteu segur de com seguir aquesta guia amb seguretat, atureu-vos o demaneu ajuda a un electricista qualificat. No treballeu mai el vostre torrador mentre està endollat i no el deixeu mai sense vigilància mentre estigueu engegat.

Subministraments

A continuació es mostra una llista de les parts que he fet servir. És possible que vulgueu llegir amb antelació abans de fer la comanda, ja que alguns depenen de la vostra configuració exacta.

• Màquina de crispetes a l'aire calent, per exemple Severin PC3751 disponible a Amazon a Europa. Models similars disponibles a eBay o Amazon a qualsevol altre lloc
• Escut TC4 + Arduino, disponible a Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ o al lloc web
• Arduino UNO, disponible al lloc web Arduino, Amazon, eBay.
• Opcionalment, pantalla LCD IIC, 20x4, àmpliament disponible a eBay i Amazon.
• Relé d'estat sòlid, DC-AC, p. Fotek SSR-40DA.
• Per al ventilador de CC: ventilador de PS DC que coincideix, per exemple Font d'alimentació LED de 18 V o maó per a ordinadors portàtils, disponible a eBay, Amazon, etc.
• Per al ventilador de corrent altern: mòdul de regulador de corrent altern PWM, p.
• Termoparell de punta flexible tipus K, filferro apantallat, p. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 però molts altres disponibles a eBay o similar.
• Un segon termoparell tipus K de punta plana, per exemple
• Cinta adhesiva a alta temperatura, p. Cinta Kapton.
• Xemeneia de vidre que coincideix amb el diàmetre de la cambra de torrefacta de les crispetes, per exemple https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Assegureu-vos que el diàmetre encaixi!)
• Conducte d’escapament d’alumini del mateix diàmetre
• Armari electrònic
• Diversos cables i cables elèctrics
• Connectors d'anell i pala
• Funda de filferro trenat

Eines:

• Soldador.
• Talladors de filferro i peladors.
• Eina de crimpat per a connectors anell / pala.
• Trepant.

Pas 1: Anatomia d'una màquina de crispetes a l'aire calent: mecànica

Accèssit al Concurs Arduino 2019