使用Arduino製作烘豆機控制盒-Part1 - 咖啡討論

製作動機
我家某位天才烘豆師，在清潔KENT500烘豆機的時候把量測瓦斯的「壓力傳送器」線拔掉
了，於是這位電子麻瓜就一不做二不休的將拔出來的線材一股腦塞回去，啪滋一聲，只有
單片機受傷的世界就完成了，基於死馬當活馬醫的情形下，壓力傳送器也在後面的測試中
試中灰飛煙滅…

在死機之後，想到了最近接觸了一點Arduino，如果能學(ㄈㄨˋ)以(ㄓˋ)致(ㄊㄧㄝ)用(
ㄕㄤˋ)，那豈不是美滋滋，既然只是讀取Sensor，那應該不難，肯定有些東西可以抄襲(?

上網爬文之後看到了這篇文章
《使用Arduino自製USB(RS-232、藍牙)K-type溫度記錄器搭配RoastLogger(類似Artisan)》
https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=640&t=4013954
更是加深了我自己動手搞看看的念頭，不過身為一個0.1隻腳踏進電子世界，99.99由麻瓜
組成的我，什麼TC4之類的真是有看沒有懂，而本篇文章的作者也不更新了，但至少知道
大概要用甚麼Sensor來架構了。

後來在網路世界遨遊又看到了這個影片
《Artisan 與 MAX6675 的完美結合 | Arduino 教學 #22》
https://youtu.be/wXI-PByblR8
在詢問山姆大之後獲得了不少幫助，也奠定了我完成本次製作的…99%程式內容，在此非
常感謝山姆大大提供的程式碼，所以說，對單片機不熟的同學，可以交給熱心的攤主處理(?


硬體架構
既然原本的控制盒死亡，那就只能再做一個，同時也要符合原本的控制需求，不單單只是
溫度讀取而已，參考阿黃盒子上的功能，還需要風門控制、瓦斯表讀取、瓦斯點火器，既
然有了方向那就開幹吧!

山姆大的影片是使用ESP32，正巧我手上有ESP32S2的板子，不過再詢問山姆大之後，他說
已經改用UNO開發版了，所以我也搞了塊UNO來用，沒辦法，誰叫人家是親兒子呢，ESP32
這種爹不疼娘不愛的，只能當小狗撿骨頭吃，怪可憐的。

https://i.imgur.com/hOEBLrb.jpg
https://i.imgur.com/1Q38QMP.jpg
但是在使用UNO之後，又衍生一個問題 : 記憶體不足，Arduino給的規格實在是太小器了
，加了幾個小程式區塊就爆容量了，沒有辦法只好再去買一塊MEGA2560來用，不過這次我
買的就不是原廠模塊的板子了，而是陸製的MEGA 2560 Pro Mini，迷你的身板豐富的IO腳
位是選他的主因，另外在使用Arduino時要注意，他的USB晶片是哪顆，如果是CH340，要
另外安裝Driver才能使用(driver叫CH341)

既然有控制盒那就要有個螢幕，LCD顯示部分，原本想用LCD1602，但算了一下顯示空間太
小了，就打算用LCD2004，後來
看到了ST7920，128x64，還可以用U8G2自由排版也不貴，整個美滋滋

https://i.imgur.com/5nserfC.jpg

https://i.imgur.com/wizRSyS.jpg
K-TYPE溫度放大器選用MAX6675，藍芽模組我用HC-06，藍芽是用來Debug的，但山姆大的
程式幾乎完善了整個架構，其餘的附加的小程式獨力測試就足夠了，藍芽這塊可有可無。

讀取瓦斯的壓力傳送器部分有兩種，電壓式跟電流式
電流壓力傳送器一共有兩條線，一條是接外部電源的12V供電電壓，一條則是用來接”電
流計”的負端
https://i.imgur.com/3Ej4GmO.jpg
原本的KENT500是使用台製DCbox DC-51，4-20mA的電流式壓力傳送器，蝦皮上的益成自動
控制材料行有賣，不過型號有更新，詳細請自行詢問囉
如果使用這種電流式壓力傳送器，那就必須把電流轉成電壓，才能供給Arduino讀取，需
要再配套電流轉電壓模組 4-20mA 轉 0-5V
https://i.imgur.com/y99pRPo.jpg

不過既然我都要換傳送器了，直接訂製0-5V電壓輸出模式的就好，我是從淘寶買的米科壓
力傳送器(訂製12V電源，0-5V輸出)，DCbox 的一顆要1700上下，因為我先跟米科訂了所
以後來沒有跟益成買，米科約1200上下。
https://i.imgur.com/0fFRZn3.jpg
https://i.imgur.com/IUw3uhc.jpg


風門部分，看了一下阿黃的開發文章，我是有看沒有懂，因為他好像自己更新過蠻多版本
的風門，有機械式風門，後來好像換成DC控制三線風門，我考慮了一下決定改用PWM控制
，感覺是最方便的，當然如果要用三線控制可能要自己研究一下，應該不難。
既然要換，那就用最頂的，既然要排風 那應該就要耐熱，於是看上了貴鬆鬆的貓頭鷹工
業級風扇，結果拆開阿黃的風門一看…哪泥摳咧o.O

https://i.imgur.com/tX8RpV5.jpg


https://i.imgur.com/C9eoT0u.gif
最後選用台達PFC1212DE 12038 12V 4.8A 12CM超級暴力扇，標稱5500轉，實測最高約500
0轉上下，350一顆真是俗擱大碗
https://i.imgur.com/cIToSDb.jpg




既然風扇都這麼暴力了，那電源也不能太馬虎，看明緯幾款12V電源好像價格差不多，就
選大電流的了，明緯 LRS-100-12 12V 8.5A
https://i.imgur.com/H0I4FIE.jpg
不過我還是要吐槽一下明緯的電源標示，寫+V、 -V，我還以為是跨度24V正負電源，結果
用三用電表一量總共12V，那個-V根本是地，大家在使用電源時還是千萬記得先用三用電
表量一下電壓，不然器材冒煙花，就是你逝去的青春與汗水

另外給我重新選擇的話，我會建議換成5V+12V雙路輸出的電源供應器(RT-85)因為Arduino
的周邊器件也會使用到5V電源，如果是用便宜的DC-DC轉換器，因為負載導致圖波，很有
可能燒掉Arduino或周邊原件


整個機器的硬體大致就是這些，之後會詳細的描述整個製作過程

-----待續-----

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