Кофе шарагчийн шарсан хэт улаан туяаны анализаторын зэрэг: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Танилцуулга

Кофе бол мэдрэхүйн болон үйл ажиллагааны шинж чанараараа дэлхий даяар хэрэглэдэг ундаа юм. Кофены амт, үнэр, кофейн, антиоксидант агууламж нь кофены үйлдвэрлэлийг амжилтанд хүргэсэн цөөн хэдэн чанар юм. Ногоон шошны гарал үүсэл, чанар, төрөл зүйл нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанарт нөлөөлдөг бол кофе шарах нь хамгийн нөлөөтэй хүчин зүйл болдог.

Ихэвчлэн шарах явцад шарсан мастер (өндөр боловсролтой хүн) шарсан махыг зохих ёсоор үнэлэх, тохируулахын тулд температур, бүтэц, үнэр, дуу чимээ, өнгө гэх мэт шинж чанарыг ашигладаг. Шарж дууссаны дараа кофены шошны чанарыг үнэлэхийн тулд шошны чанарыг үнэлдэг. Agtron Process Analyzer нь кофены шошны түвшинг хэт улаан туяаны ойролцоо товчилсон спектрофотометр ашиглан хэмжихэд ашигладаг үйлдвэрлэлийн стандарт хэрэгсэл юм. Шарсан махны зэрэг нь үндсэндээ кофены чанарыг хэмжиж, шарах явцад дамжуулж буй дулааны хэмжээнд үндэслэн кофег хөнгөн, дунд, хар шарсан гэж ангилдаг.

Сүүлийн үед жижиг шарагч компаниуд захиалгат шарсан мах санал болгодог. Эдгээр компаниуд шарсан мастер ажилд авах, сургах эсвэл үнэтэй Agtron Process Analyzer -ийг ашиглахаас өөр хямд хувилбар хайж байна. Энэхүү баримт бичигт дурдсан кофе шарагчийн хэт улаан туяаны анализаторын зэрэг нь кофены шошны шарсан махыг хэмжих хямд хэрэгсэл болох зорилготой юм. Хэт улаан туяаны анализаторын зэрэг нь кофены дээжийг хадгалахын тулд кофе шарах явцад олж авсан кофе шарагч дээр байдаг багажийг ашигладаг. Туршилтыг AS7263 NIR спектрийн мэдрэгч ашиглан 6 өөр хэт улаан туяаны долгион (610, 680, 730, 760, 810, 860нм) хэмжих зориулалттай анализаторт оруулсан болно. Цацруулагч хэмжилтийг Bluetooth -ээр дамжуулж, дараа нь шарсан махны зэрэгтэй харьцуулж болно. Анализаторыг эхлээд мэдрэгчийн илрүүлсэн спектрийн мужид харьцангуй хавтгай тусгалтай тул PVC -ийг цагаан өнгийн баланс болгон ашигладаг хайрцагны дотор талын товчлуурыг дарж тохируулах ёстой.

Алхам 1: Материал

Материалын жагсаалт

1. SparkFun Qwiic Shield (https://www.sparkfun.com/products/14352)
2. SparkFun Qwiic холбогч (https://www.sparkfun.com/products/14427)
3. SparkFun AS7263 NIR спектрийн мэдрэгч (https://www.sparkfun.com/products/14351)
4. 4 x VCC 6150 чийдэн 5V.06A (улайсгасан чийдэн) (https://www.mouser.com/)
5. 2 x Түр зуурын товчлуур
6. 2 x 10kOhm эсэргүүцэл
7. DC баррель Жак эмэгтэй (https://www.sparkfun.com/products/10288)
8. HC-05 Bluetooth модуль (https://www.amazon.com/)
9. Цахилгаан унтраалга
10. Хатуу төлөвт буухиа (AD-SSR6M12-DC-200D) (https://www.automationdirect.com/)
11. 1/2 "PVC таг
12. 1/2 "x 1/2" x 3/4 "PVC Tee
13. Гар урлалын хайрцаг (хобби лобби)
14. Ардуино Уно
15. Тургагч
16. 5V 2А цахилгаан хангамж (https://www.adafruit.com/product/276)

17. USB кабель - стандарт A -B (програмчлалын кабель)

Материалын талаархи тэмдэглэл

VCC 6150 чийдэн - Эдгээр нь хэт улаан туяаны гаралт өндөр тул сонгосон улайсдаг чийдэн юм. AS7263 модуль дээр байрлуулсан LED гэрлийн оронд улайсгасан чийдэнг ашигладаг, учир нь LED нь кофены шошны тусгалаас хэт улаан туяаг гаргадаггүй бөгөөд дараа нь мэдрэгчээр хэмждэг. Нэмж дурдахад энэхүү дизайнд улайсгасан чийдэнг 5V 2А тэжээлийн эх үүсвэрээс тэжээж, реле ашиглан Arduino удирддаг болохыг анхаарах нь чухал юм. SparkFun нь туслах гэрлийн эх үүсвэрийг тэжээх, хянах зорилгоор AS7263 модуль дээр хоёр ширхэг гагнуурын тээглүүр өгдөг боловч сонгосон улайсгасан чийдэнг хангалттай хүчдэлээр хангахгүйн тулд эдгээр тээглүүрийг ашигладаггүй.

SparkFun Qwiic Shield - Энэ бамбай нь AS7263 мэдрэгчийг Qwicc холбогчоор хялбархан холбох чадвартай тул ашигладаг. Бамбай нь мөн логик түвшний 3.3V шилжих болон прототип хийх том хэсгийг хоёуланг нь хангадаг.

Solid State Relay - Ийм реле нь хурдан, чимээгүй шилжих чадвартай тул сонгосон боловч стандарт цахилгаан реле ажиллах тул үнэтэй бөгөөд шаардлагагүй юм. Хэрэв стандарт цахилгаан реле ашиглаж байгаа бол дээж авах, шалгалт тохируулах үйл явцыг удаашруулахын тулд кодыг өөрчлөх шаардлагатай байж магадгүй юм.

PVC хэмжээ - PVC хэмжээсийг гар дээрх диаметрийн диаметрээс шалтгаалан сонгосон бөгөөд өөр хэмжээтэй туршигч ашиглаж байгаа бол өөрчлөх шаардлагатай.

HC-05 Bluetooth модуль-Багажийг өөрчлөхийн тулд зааварчилгаа өгсөн (https://www.instructables.com/id/How-to-Set-AT-Command-Mode-for-HC-05-Bluetooth-Mod/) 967 -аас 115200 хүртэлх модулийн хурд нь AS7263 -ийн дамжуулах хурдтай тохирч байна.

Алхам 2: Утасны диаграм

S1 - цахилгаан унтраалга

SSR1 - Хатуу төлөвт буухиа

B1 - Дээж авах товчлуур

B2 - тохируулгын товчлуур

R1 - 10kOhm эсэргүүцэл

R2 - 10kOhm эсэргүүцэл

L1, L2, L3, L4 - улайсдаг чийдэн

Алхам 3: Буруу булцууг AS7263 дээр суурилуулах

Мэдрэгчийн эргэн тойронд чийдэнг барихын тулд 3D хэвлэсэн бэхэлгээний цагираг (STL өгсөн) хийсэн. Дэнлүүг зэрэгцээ утсаар холбосон бөгөөд дэнлүүг хооронд нь хүрэхгүй байхын тулд халуун цавуу хэрэглэсэн. Халуун цавууны оронд шингэн резинэн тусгаарлагчийг ашиглаж болно. Дараа нь мэдрэгч дээр бэхлэгдсэн нүхээр утсыг холбож бэхлэх цагиргийг мэдрэгч рүү бэхлэхийн тулд жижиг утсыг ашигласан.

Алхам 4: Tryer боомтыг угсарна уу

PVC тагны арын хэсэгт түр зуурын товчлуурыг байрлуулах нүх өрөмдсөн. PVC дэгээний 3/4 инчийн талыг нь таслаж, зип холболтыг ашиглан мэдрэгчийг туршилтын порт руу бэхлэв. Тоглогчийн хэмжээг тохируулахын тулд дэгийн уртыг тохируулах шаардлагатай байж магадгүй юм. PVC дэгээний боомтын талыг туршигч дахь шошны дээжийг мэдрэгчтэй зэрэгцүүлнэ.

Алхам 5: Хатуу төлөвийн реле ба цахилгаан унтраалгыг холбох

Гэрлүүд нь хатуу төлөвт буухиа болон DC баррель үүртэй цуваа утастай байв.

Qwiic бамбай дээрх Vin нь цахилгаан бариулаар DC баррель үүрэнд холбогдсон байв.

Qwiic бамбай дээрх Ground нь DC баррель үүрний газартай холбогдсон байв.

Алхам 6: Калибровк хийх товчийг холбоно уу

Тохируулгын товчлуурыг эсэргүүцэл ашиглан цахилгаан, дижитал 2, газардуулав.

Алхам 7: Дээж авах товчлуурыг холбох

Дээж авах товчлуурыг резистор ашиглан цахилгаан, Дижитал 3, газардуулав.

Алхам 8: Цахилгаан ороомгийн оролтыг холбох

Хатуу төлөвт буухиа оролтын талыг Digital 5 болон газардуулгатай холбосон.

Алхам 9: Bluetooth модулийг холбох

Bluetooth модулийг өгсөн схемийн дагуу холбосон.

VCC - 5V

RXD - Дижитал 11

TXD - Дижитал 10

GND - GND

Алхам 10: Код

Програмчлалын кабель ашиглан Arduino Uno -д өгсөн кодыг байршуулна уу.

Лавлагааны хувьд SparkFun нь AS726x-ийг эхлүүлэх гарын авлага өгдөг (https://learn.sparkfun.com/tutorials/as726x-nirvi)

АНХААРУУЛГА !! Кодыг туршихдаа Arduino нь 5V тэжээлийн эх үүсвэр болон програмчлалын кабелийн аль алинаас нь эрчим хүч хүлээн авахгүй байгаа эсэхийг шалгаарай. Энэ нь Arduino -г шарах болно

Алхам 11: Bluetooth ашиглан үр дүнг харуулах

Bluetooth -ийн үр дүнг харуулахын тулд Google Play Store -оос keuwlsoft ашиглан Bluetooth Electronics -ийг татаж аваарай. DegreeOfRoastInfraRedAnalyzer.kwl файлыг Bluetooth төхөөрөмжийн дотоод санах ой дахь keulsoft фолдерт хадгална уу. Kwl файлыг ачаалахын тулд програмын хадгалах дүрсийг ашиглана уу. Дараа нь HC-05 Bluetooth модульд холбогдож ачаалагдсан файлыг ажиллуулна уу.

Алхам 12: Дүгнэлт

Долгионы уртын домог:

• R - 610 нм
• S - 680 нм
• Т - 730 нм
• U - 760 нм
• V - 810 нм
• W - 860 нм

AS7263 NIR мэдрэгчийг кофены шошны долгионы 6 өөр урттай спектрийн тусгалыг хэмжихэд шараагүй кофе, цайвар, дунд, хар шарсан маханд ашигласан. Мэдрэгчийн үр дүнгээс харахад хэт улаан туяаны цацрагийн цацраг туяа нь туршсан бүх долгионы уртын дагуу шарах хэмжээ нэмэгдэх тусам буурдаг. Шарсан махны зэргээс хамааран хамгийн их хэлбэлзэлтэй долгионы урт нь 860 нм байв. Энэхүү систем нь кофены шошны шарсан махыг офлайн байдлаар хэмжих үндэс суурийг хурдан бөгөөд ашиглахад хялбар болгодог. Энэхүү мэдрэгчийн өгөгдөл нь кофе шарагчдад давтагдах шарсан махыг баталгаажуулах, хүний алдааг бууруулах замаар чанарын хяналтын нэмэлт аргыг өгөх болно. Хэт улаан туяаны өгөгдлийг салбарын стандарттай уялдуулахын тулд цаашид ажиллах шаардлагатай байна.

Алхам 13: Тусгай талархал илэрхийлье …

• Доктор Тимоти Боузер - Зөвлөх
• Доктор Нин Ван - Хорооны гишүүн
• Доктор Пол Веклер - Хорооны гишүүн
• Дан Жолиф - АНУ -ын Roaster Corp.
• Коннор Кокс - Оклахома шинжлэх ухаан, технологийн дэвшилтэт төв
• Оклахома мужийн их сургуулийн био систем ба хөдөө аж ахуйн инженерийн тэнхим, Стилватер, ОК
• Оклахома мужийн их сургуулийн Хүнс, хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүний төв, Стилуотер, ОК