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烘豆機改造計畫

目前烘豆時,會操作到的地方主要是A、B、C三個地方,A區主要是進豆時,垂直的閥門會打開,水平的閥門會關起來,有部分豆子會掉進T型管水平的區域,閥門關起來會好一點,進豆完成後,會把垂直的閥門關起來,水平的打開.

B區的風扇一個用來冷卻咖啡豆,另一個當風門,Huky使用6吋110V的風扇,如果沒有改裝調光器來控制的話,只有開跟關兩種操作.

C區的針閥用來控制瓦斯進來的量,藉以控制紅外線爐火力的大小,實際操作時,依照右邊壓力計的數值來做調整.

目前我自己烘豆的規則大致上分成5個階段,上圖只是示意圖,有些溫度跟說明不太一樣請見諒(因為我自己都喝淺焙居多,很少到二爆):

  • A:進豆階段,爐子預熱到250度左右後開始把咖啡豆倒進去,進豆後,溫度開始往下掉,此時開最大火力,持續一分鐘,一分鐘後,火力調整為3kpa,等到豆溫開始折返.
  • B:脫水階段,折返的溫度控制在100度左右,如果高於這溫度,下次預熱的溫度再低一點.這時候火力降到1kpa,讓這階段控制在6分鐘到達溫度160度,也就是每分鐘升高10度.
  • C:催火階段,此時火力再度全開,並且開風扇開始抽風,抽了30秒左右,把連接漏斗的管子上移些,讓抽風的力道不會那麼大.
  • D:一爆階段:當溫度到達180度,轉小小火(0.5 kpa),等待咖啡豆出現爆聲後,就可以關掉瓦斯,等到此起彼落的暴升結束後,就可以下豆了.

預計調整的方向

火力控制:依照上述的步驟,可以理出大概的瓦斯出力規則,目前打算找尋可以接瓦斯的電磁比例閥,讓Arduino依照監控的溫度,透過PWM的輸出來控制比例閥提供指定壓力的瓦斯.

抽風控制:打算參考「使用Arduino與晶閘管(TRIAC)控制交流風扇的速度」這篇文章的做法去控制風扇的轉速.

溫度監控:搜尋了很久,最後考慮整合MAX31855來監控溫度,參考「MAX31855 Arduino K Thermocouple Sensor: Manual and Tutorial」.

軟體整合:Artisan這套軟體自己也有出一塊Arduino Shield,不便宜,台灣也不好買,現在打算用Modbus的方式來整合Arduino跟Artisan,看了「Getting Artisan to talk to ArduinoHow to Make an Arduino Controlled Coffee Roaster」,大概有了方向,必要時可能還要去看一下Artisan的原始碼.

下一步

所有的源頭都是從溫度監控開始,所以接下來先來搞定MAX31855這部分,看來要來學學怎麼使用電烙鐵焊接了.

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