咖啡烘豆机改Artisan
去年入手了一款丐版热风烘豆机,整体结构比较符合个人使用,但硬件部分实在拉跨,温度、风力都无法直接控制,软件甚至还有bug,属于是“能烘熟”。索性重新做了个控制器,适配了几乎是行业标准的的烘豆软件Artisan,直接一步到位。
拆解
原版的热风烘豆机,只需要¥300+,这个价格简直无可挑剔。
拆开后,主体模块是一个有点像人造卫星返回舱的炉体。
有简单的电路,通过排线与面板上的控制器相连。
一个交流电机(已拆除)向上送风,透过加热电炉丝加热。
升级
升级主要的目标有3个:
- 风力调节
- 火力调节
- 烘焙曲线监测、PID控制
主控
电机
由于TC4+不直接支持原装的交流电机风扇,只支持直流电机风扇,为了提高烘豆的均匀度,我换成了ESC+无刷直流电机的方案。图左侧是拆下来的直流风扇,右边是通过3D打印结构固定的无刷暴力涵道风机。
扇叶
实际测试发现,尽管无刷风扇的风量特别大,功率也增加了一倍,但仍然不能把咖啡豆地吹起来,效果还不如原来80W的交流风扇。这个问题最终定位为两种风扇原理的不同。原装的是离心风扇(centrifugal fan),风量大,风压小;替换为了轴流风扇(axial fan),风压大,风量小。因此,最终采用了无刷电机+离心扇叶的方式解决了这个问题。
温度传感
机器原有的温度传感器在热风口附近,不能准确给出豆温。我在在豆仓顶部开了一个5mm的小孔,正好可以插入一只定制4.8mm的K型热电偶,获得最接近豆子的温度。
豆仓
为了进一步提高热风的对流,我定制一个玻璃管嵌套在原本的豆仓内,缩小了容积,更聚热。
控制柜
试烘成功后,简单设计了一个3D打印的控制柜,将直流电源、TC4+、继电器、ESC、显示屏等集成起来。
软件
软件主要分为TC4+下位机的嵌入式代码部分和上位机的Artisan软件部分。
TC4+
TC4+兼容TC4代码,代码整体比较易懂,理解之后只需要根据需求进行配置即可使用。
Artisan
Artisan功能强大,有很多功能需要探索。从此我的烘豆进入精密化操作阶段。
实战
参考链接:咖啡烘焙