Coffee Roasters үчүн куурулган инфракызыл анализатордун даражасы: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Киришүү

Кофе сезүү жана функционалдык касиеттери үчүн дүйнө жүзү боюнча керектелүүчү суусундук. Кофенин даамы, жыты, кофеин жана антиоксидант мазмуну кофе индустриясын ийгиликтүү кылган бир нече сапаттар. Жашыл буурчактын келип чыгышы, сапаты жана түрлөрү акыркы продукттун сапатына таасир этсе, кофенин куурулушу эң таасирдүү фактор болуп саналат.

Адатта, кууруу учурунда, куурулган мастер (жогорку билимдүү адам) буурчактын температурасын, текстурасын, жытын, үнүн жана түсүн баалайт жана ошого жараша тууралайт. Куургандан кийин кофенин дандары буурчактын сапатын камсыз кылуу үчүн бааланат. Agtron Process Analyzer-жакынкы инфракызыл спектрофотометрияны колдонуп кофенин дандарынын деңгээлин өлчөө үчүн колдонулуучу тармактык инструмент. Куурулгандыктын деңгээли негизинен кофенин сапатын өлчөө болуп саналат, ал куурулган убакта өткөрүлгөн жылуулуктун деңгээлине негизделет жана кофени жеңил, орто жана караңгы бышырылган деп бөлөт.

Жакында чакан куурулган компаниялар бажы үйүндө бышырууну сунушташты. Бул компаниялар куурулган мастерди жалдоого жана окутууга же кымбат Agtron Process Analyzerди колдонууга азыраак альтернатива издеп жатышат. Бул документте сүрөттөлгөн кофе бышыргычтар үчүн куурулган инфракызыл анализатордун деңгээли кофенин буурчактарын кууруу даражасын өлчөө үчүн арзан каражат болуп саналат. Куурулган инфракызыл анализатору кофенин үлгүсүн кармоо үчүн кууруу учурунда кофенин үлгүсүн алуу үчүн колдонулган кофе бышыргычтардан табылган куралды колдонот. Сыноочу AS7263 NIR спектралдык сенсору 6 түрдүү инфракызыл диапазондорду (610, 680, 730, 760, 810 жана 860нм) өлчөө үчүн колдонулган анализаторго киргизилет. Чагылыштыруу өлчөөлөрү Bluetooth аркылуу берилет, андан кийин кууруу даражасына жараша болот. Анализатор адегенде ПВХ ак баланс катары колдонулган кутунун ичиндеги баскычты басуу менен калибрлениши керек, анткени ал сенсор тарабынан аныкталган спектралдык диапазондо салыштырмалуу жалпак чагылууга ээ.

1 -кадам: материалдар

Материалдардын тизмеси

1. SparkFun Qwiic Shield (https://www.sparkfun.com/products/14352)
2. SparkFun Qwiic туташтыргычы (https://www.sparkfun.com/products/14427)
3. SparkFun AS7263 NIR спектралдык сенсор (https://www.sparkfun.com/products/14351)
4. 4 x VCC 6150 чырактары 5V.06A (Жарык берүүчү лампалар) (https://www.mouser.com/)
5. 2 x убактылуу баскычтар
6. 2 x 10kOhm резисторлору
7. DC баррели Джек Аял (https://www.sparkfun.com/products/10288)
8. HC-05 Bluetooth модулу (https://www.amazon.com/)
9. Power Switch
10. Катуу абал релеси (AD-SSR6M12-DC-200D) (https://www.automationdirect.com/)
11. 1/2 "PVC капкагы
12. 1/2 "x 1/2" x 3/4 "PVC Tee
13. Кол өнөрчүлүк кутусу (хобби лобби)
14. Arduino Uno
15. Tryer
16. 5V 2A энергия булагы (https://www.adafruit.com/product/276)

17. USB кабели - стандарт A -B (программалоо кабели)

Материалдар боюнча эскертүүлөр

VCC 6150 чырактары - Бул ысык лампалар, анткени алардын инфракызыл нурлары жогору. Чырак лампалары AS7263 модулунда берилген LED жарыгынын ордуна колдонулат, анткени борттогу LED кофе буурчактарын чагылдыруу үчүн инфракызыл нурун чыгарбайт жана кийин сенсор менен өлчөнөт. Кошумча катары, бул дизайнда лампочкалар 5В 2А кубат булагынан иштейт жана Ардуино тарабынан реле аркылуу башкарыларын белгилей кетүү маанилүү. SparkFun AS7263 модулунда көмөкчү жарык булагын кубаттоо жана көзөмөлдөө максатында эки борттогу ширетүүчү казыкты камсыз кылат, бирок бул казыктар колдонулбайт, анткени алар тандалган лампочкаларды жетишерлик кубаттоо үчүн жетиштүү чыңалууну же амперди камсыз кылбайт.

SparkFun Qwiic Shield - Бул калкан AS7263 сенсоруна Qwicc туташтыргычы аркылуу оңой туташуу жөндөмүнөн улам колдонулат. Калкан ошондой эле логикалык деңгээлдин 3.3V которулушун жана чоң прототиптөө аянтын камсыз кылат.

Катуу абал эстафетасы - Мындай реле тез жана тынч өтүү мүмкүнчүлүгүнөн улам тандалып алынган, бирок бул кымбат жана керексиз, анткени стандарттык электр релеси да иштейт. Эгерде стандарттык электр релесин колдонсоңуз, анда үлгү алуу жана калибрлөө процессин жайлатуу үчүн кодду өзгөртүү керек болушу мүмкүн.

ПВХ өлчөмү - ПВХ өлчөмү колуңуздагы диаметри үчүн тандалган жана башка өлчөмдөгү сыноочу колдонулганда өзгөртүлүшү керек.

HC-05 Bluetooth модулу-Баудду өзгөртүү үчүн көрсөтмөлөр (https://www.instructables.com/id/How-to-Set-AT-Command-Mode-for-HC-05-Bluetooth-Mod/) колдонулган модулдун ылдамдыгы 9600дөн 115200гө чейин AS7263 баынын ылдамдыгына дал келет.

2 -кадам: Кабелдик диаграмма

S1 - Power Switch

SSR1 - Катуу абал эстафетасы

B1 - тандоо үлгүсү

B2 - Калибрлөө баскычы

R1 - 10kOhm резистору

R2 - 10kOhm каршылыгы

L1, L2, L3, L4 - Жарык берүүчү лампалар

3 -кадам: Жараксыз лампаларды AS7263кө орнотуу

Сенсордун тегерегиндеги лампаларды кармап туруу үчүн 3D басылган монтаж шакеги (STL берилген) жасалган. Лампалар параллелдүү түрдө өткөрүлүп, лампалардын учтары бири -бирине тийбеши үчүн ысык желим колдонулган. Суюк резина изоляциясын ысык желимдин ордуна колдонсо болот. Андан кийин, кичинекей зымдар сенсорго бекитилген тешиктер аркылуу зымдарды байлап, сенсорго орнотуу шакегин бекитүү үчүн колдонулган.

4 -кадам: Tryer Port чогултуу

ПВХ капкагынын арткы жагына көз ирмемдик баскычты жайгаштыруу үчүн тешик бургуланган. ПВХнын 3/4 дюймдук тарабы кесилип, зым галстуктары сенсорду порттун портуна бекитүү үчүн колдонулган. Тийдин узундугун сынактын көлөмүнө ылайыкташтырып тууралоо керек болушу мүмкүн. ПВХ портунун тарабы буурчактын үлгүсүн сенсор менен тегиздөө үчүн.

5 -кадам: Катуу абал релесин жана кубаттуулукту которуу

Жарыктар катуу абал релеси жана DC баррелинин уячасы менен бир катарда өткөрүлдү.

Qwiic калканындагы Вин токту күйгүзүүчү аркылуу DC баррелинин уячасына туташтырылган.

Qwiic калканындагы Жер DC баррелинин уячасынын жерге туташтырылган.

6 -кадам: Калибрлөө баскычын зымга өткөрүү

Калибрлөө баскычы бийликке, Digital 2ге жана резистордун жардамы менен жерге туташтырылган.

7 -кадам: Тандоо баскычын зымга өткөрүү

Тандоо баскычы бийликке, Digital 3ке жана жерге резистордун жардамы менен туташкан.

8 -кадам: Катуу абал релесине INPUTту өткөрүү

Катуу абал реленин кирүүчү тарабы Digital 5ке жана жерге туташтырылган.

9 -кадам: Bluetooth модулун туташтыруу

Bluetooth модулу берилген зым схемасына ылайык зымдалган.

VCC - 5V

RXD - Санарип 11

TXD - Санарип 10

GND - GND

10 -кадам: Код

Программалык кабель аркылуу Arduino Unoго берилген кодду жүктөңүз.

Маалымат катары, SparkFun AS726x үчүн стартап көрсөтмөсүн берет (https://learn.sparkfun.com/tutorials/as726x-nirvi)

ЭСКЕРТҮҮ !! Кодду сынап жатканда, Arduino 5V электр булагынан да, программалоо кабелинен да энергия албашын текшериңиз. Бул Arduino кууруу болот

11 -кадам: Bluetooth аркылуу жыйынтыктарды көрсөтүү

Bluetooth жыйынтыктарын көрсөтүү үчүн, Google Play дүкөнүнөн keuwlsoft аркылуу Bluetooth Electronics жүктөп алыңыз. DegreeOfRoastInfraRedAnalyzer.kwl файлын Bluetooth түзмөгүнүн ички сактагычындагы keulsoft папкасына сактаңыз. Kwl файлын жүктөө үчүн колдонмодогу сактоо сүрөтчөсүн колдонуңуз. Андан кийин, HC-05 Bluetooth модулуна туташыңыз жана жүктөлгөн файлды иштетиңиз.

12 -кадам: Жыйынтыктар

Толкун узундугу Легендасы:

• R - 610nm
• S - 680nm
• T - 730nm
• U - 760nm
• V - 810nm
• W - 860nm

AS7263 NIR сенсору куурулбаган кофе үчүн 6 түрдүү толкун узундугунда кофенин буурчактарынын спектралдык чагылышын өлчөө үчүн колдонулган, ошондой эле жарык, орто жана кара куурулган. Сенсордун жыйынтыктары көрсөткөндөй, инфракызыл нурлануу бардык сыналган толкун узундугу боюнча кууруунун жогорку даражасы менен төмөндөйт. Куурулган даражасына жараша эң чоң өзгөрүүлөргө ээ болгон толкун узундугу 860нм деп табылган. Бул система кофенин дандарынын куурулгандыгын оффлайнда өлчөө үчүн тез жана колдонууга оңой негиз берет. Бул сенсордон алынган маалыматтар кофе бышыруучуларга кайталануучу бышырууну камсыз кылуу жана адамдын катасын азайтуу аркылуу сапатты контролдоонун кошумча ыкмасын берет. Инфракызыл маалыматтарды тармактык стандарттарга салыштыруу үчүн мындан аркы иштер жасалышы керек.

13 -кадам: Өзгөчө ыраазычылык…

• Доктор Тимоти Боузер - кеңешчи
• Доктор Нинг Ванг - Комитеттин мүчөсү
• Доктор Пол Веклер - Комитеттин мүчөсү
• Дэн Джоллифф - US Roaster Corp.
• Коннор Кокс - Оклахома илим жана технологияны өнүктүрүү борбору
• Оклахома Мамлекеттик Университетинин Биосистемалар жана Айыл чарба Инженериясы Бөлүмү, Стиллуотер, Ок
• Оклахома мамлекеттик университетинин Тамак -аш жана айыл чарба продуктулары борбору, Стилвотер, ОК