Arduino-gesteuerter DIY-Kaffeeröster - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

In diesem Instructable werden wir einen Blick auf die Modifikation einer Heißluft-Popcornmaschine werfen, um sie in einen vollautomatischen und temperaturgesteuerten Kaffeeröster zu verwandeln. Kaffee zu Hause zu rösten ist überraschend einfach, und selbst etwas so Einfaches wie eine Bratpfanne kann mit genügend Geduld und Übung den Zweck erfüllen. Im Grunde genommen beinhaltet der Röstprozess das allmähliche Erhitzen der Kaffeebohnen auf etwa oder etwas über 200 Grad Celsius. Beim Erhitzen durchlaufen die Bohnen verschiedene chemische Reaktionen und ihre Farbe ändert sich von grün über gelb (ish) bis hin zu braun. Die Bohnen dehnen sich aus und knacken schließlich hörbar.

Der Schlüssel, um den Geschmack des gerösteten Kaffees genau richtig zu machen (und dies wiederholbar zu tun), ist zweifach. Erstens wollen wir die Temperatur während des Röstprozesses sehr genau kontrollieren, damit wir kontrollieren können, wie viel Zeit die Bohnen in verschiedenen Temperaturzonen verbringen. Dadurch wird gesteuert, welche Arten von chemischen Reaktionen in welchem Ausmaß ablaufen und letztendlich die Aromen in den gerösteten Bohnen. Zweitens möchten wir sicherstellen, dass die Bohnen ständig gemischt und gewendet werden, damit die Temperatur überall gleichmäßig ist.

Heißluft-Popcorn-Maschinen sind die perfekte Lösung für Problem Nummer zwei: Sie blasen eine Charge Popcorn mit heißer Luft von unten auf, hart genug, um die Popcorn-Körner ständig um einen kleinen Behälter zu wirbeln. Da Kaffeebohnen zufälligerweise ungefähr die gleiche Größe und das gleiche Gewicht wie Popcornkerne haben, funktioniert dies auch zum Rösten von Kaffee. Auch mit einer unveränderten Heißluft-Popcornmaschine lässt sich Kaffee einigermaßen gut rösten, aber für die perfekte Röstung müssen wir uns auch mit Thema Nummer eins beschäftigen – der feinkörnigen Temperaturregelung. Darum geht es in diesem Instructable: Wir werden eine handelsübliche Popcornmaschine modifizieren, um eine Temperatursonde in der "Bratkammer" hinzuzufügen, eine präzise Steuerung des Heizelements und des Lüftermotors zu erhalten und dies mit einem zu verbinden Host-Computer durch und Arduino-Mikrocontroller. Sobald wir fertig sind, können wir den Röstprozess über eine branchenübliche Open-Source-Software namens Artisan überwachen und steuern.

Dafür gibt es bereits eine Reihe von Anleitungen, aber ich habe festgestellt, dass diese alle sehr spezifisch für ein bestimmtes Modell der Popcornmaschine sind. Ich musste daher Informationen aus mehreren Quellen zusammenstellen, als ich zum ersten Mal meinen eigenen Röster baute. Also wollte ich einen Leitfaden erstellen, von dem ich hoffe, dass er abstrahieren und für eine Vielzahl von spezifischen Setups funktionieren kann. Dies wird manchmal sehr ins Detail gehen - überspringen Sie gerne dort, wo Ihnen etwas nicht relevant erscheint.

Der Rest der Anleitung ist wie folgt aufgebaut:

In den Schritten 1 und 2 schauen wir uns an, wie eine Popcornmaschine funktioniert. Zuerst schauen wir uns die wichtigsten mechanischen Teile an, dann besprechen wir, wie Lüfter und Heizung elektrisch verbunden sind. Dabei achten wir besonders auf die Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen und darauf, was Sie bei Ihrer eigenen Maschine finden können.

In Schritt 3 geben wir einen allgemeinen Überblick über die von uns vorgenommenen Änderungen. Auch hier werden wir die Unterschiede in Bezug auf die verschiedenen Arten von Popcornmaschinen detailliert beschreiben.

Die Schritte 4-10 führen Sie durch die Modifikationen der Popcornmaschine und dann durch die Verdrahtung der Steuerelektronik. In diesen verwenden wir ein bestimmtes Popcorn-Maschinenmodell für Fotos aus der realen Welt, werden jedoch gegebenenfalls eine allgemeine Diskussion aufnehmen.

Die Schritte 11-13 beschreiben die Softwarekonfiguration und geben Ihnen Hinweise für einen erfolgreichen ersten Braten.

Wichtiger Sicherheitshinweis:

In diesem Leitfaden beschäftigen wir uns mit Netzstrom und mit erheblicher Heizleistung. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie Sie dieser Anleitung sicher folgen sollen, halten Sie an oder bitten Sie einen qualifizierten Elektriker um Hilfe. Arbeiten Sie niemals an Ihrem Röster, während er eingesteckt ist, und lassen Sie ihn niemals unbeaufsichtigt, wenn er eingeschaltet ist.

Lieferungen

Das Folgende ist eine Liste der Teile, die ich verwendet habe. Vielleicht möchten Sie vor der Bestellung weiterlesen, da einige von Ihrem genauen Setup abhängen.

• Heißluft-Popcornmaschine, z. B. Severin PC3751 bei Amazon in Europa erhältlich. Ähnliche Modelle sind bei eBay oder Amazon anderswo erhältlich. K
• TC4+ Arduino-Schild, erhältlich auf Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ oder auf der Website
• Arduino UNO, verfügbar auf der Arduino-Website, Amazon, eBay.
• Optional IIC LCD-Display, 20x4, weit verbreitet bei eBay, Amazon.
• Halbleiterrelais, DC-AC, z. B. Fotek SSR-40DA.
• Für DC-Lüfter: Passender DC-Netzteillüfter, z. B. 18-V-LED-Netzteil oder Laptop-Netzteil, erhältlich bei eBay, Amazon usw.
• Für AC-Lüfter: AC-PWM-Dimmermodul, z. B.
• K-Typ Thermoelement mit flexibler Spitze, abgeschirmter Draht, z. B. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Thermocouple-/382878838907 aber viele andere verfügbar bei eBay oder ähnlichem.
• Ein zweites Thermoelement vom Typ K, glatte Spitze, z. B.
• Hochtemperaturklebeband, z. B. Kaptonklebeband.
• Glaskamin passender Durchmesser der Röstkammer der Popcornmaschine, z. B. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Achten Sie darauf, dass der Durchmesser passt!)
• Abluftkanal aus Aluminium gleichen Durchmessers
• Elektronikgehäuse
• Verschiedene elektrische Drähte und Kabel
• Ring- und Flachsteckverbinder
• Geflochtene Drahthülse

Werkzeuge:

• Lötkolben.
• Drahtschneider und Abisolierer.
• Crimpzange für Ring-/Flachstecker.
• Bohren.

Schritt 1: Anatomie einer Heißluft-Popcorn-Maschine: Mechanisch

Zweiter Preis beim Arduino Contest 2019