借助Pico TC-08溫度記錄儀優(yōu)化咖啡研磨機(jī)

法國(guó)大文豪巴爾扎克，創(chuàng)作的《人間喜劇》系列有96部小說(shuō)，刻畫(huà)了2400多個(gè)人物。他是怎么做到如此高產(chǎn)的？?jī)?nèi)中乾坤誰(shuí)也沒(méi)法斷言，不過(guò)他一天喝的那50杯咖啡絕對(duì)脫不了干系。

在許多人眼里，一杯濃郁醇香的咖啡比一把折疊躺椅更適合那些慵懶的午后。而調(diào)制一杯不讓人討厭的咖啡，秘訣在哪里呢？是溫度！

這篇文章將簡(jiǎn)單的介紹咖啡研磨機(jī)的工作原理，并展示怎樣用Pico TC-08溫度記錄儀精確地監(jiān)測(cè)和調(diào)試研磨機(jī)里面幾個(gè)關(guān)鍵位置的溫度，保證它制作出完美的咖啡。

一把新鮮的咖啡豆，需要精心的呵護(hù)才不會(huì)破壞它獨(dú)特的風(fēng)味，從包裝、運(yùn)輸?shù)阶罱K的調(diào)制加工都得特別講究。焙烤濃縮咖啡的工序往往是：先研磨咖啡豆，然后加熱到一個(gè)精確的溫度以后，再冷卻到一個(gè)精確的溫度上，最后灌進(jìn)一個(gè)避光、密封的袋子里，袋子里的二氧化碳可以排出來(lái)，而空氣沒(méi)法滲透進(jìn)去。

新鮮沖調(diào)的咖啡，表面都有一層棕色的泡沫，它們對(duì)咖啡口感的影響很大。這些泡沫是咖啡豆內(nèi)部的二氧化碳加熱跑出來(lái)造成的，要把它們調(diào)教的恰到好處，就不能在焙烤咖啡的時(shí)候加熱溫度太高，或者研磨的太碎。（準(zhǔn)確地說(shuō)，咖啡研磨機(jī)，不會(huì)擠壓咖啡豆，而是用兩個(gè)刀片不斷的切割，直到合適的顆粒大小）

市面上大部分的商用咖啡機(jī)，設(shè)計(jì)的時(shí)候都預(yù)期它們的工作負(fù)荷在30%，也就是1個(gè)小時(shí)里面工作20分鐘左右，但往往實(shí)際情況下這些咖啡機(jī)經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是市場(chǎng)需求激增的時(shí)候?？Х葯C(jī)設(shè)計(jì)的難題是如何在最短時(shí)間內(nèi)完成咖啡豆研磨，又不至于讓研磨機(jī)過(guò)熱。因?yàn)檠心C(jī)的高溫，會(huì)破壞咖啡豆的口味。因此，一個(gè)經(jīng)典的研究課題是：計(jì)算出不讓咖啡機(jī)過(guò)熱的最長(zhǎng)工作時(shí)間，超過(guò)這個(gè)時(shí)間就提示休息。

測(cè)試環(huán)境

常見(jiàn)咖啡機(jī)的研磨腔都很小，想在里面放個(gè)溫度探頭可不是一件容易的事，既要準(zhǔn)確的測(cè)量溫度，又不能妨礙研磨。最后的選擇是用一個(gè)K型熱電偶，前端用一點(diǎn)膠粘在研磨腔的內(nèi)壁上，避免它和任何金屬接觸，影響結(jié)果，末端通過(guò)很細(xì)的裸露導(dǎo)線，從研磨腔的咖啡豆出口引出來(lái)，連接到溫度記錄儀。Pico的TC-08直接支持熱電偶插入，省去自己搭建電路的麻煩。

接著，再把一根同樣的熱電偶放在電機(jī)的旁邊，用來(lái)檢測(cè)電機(jī)溫度的變化。這一根是用小磁片吸附在電機(jī)的底座上。然后第三根熱電偶，放在電機(jī)和研磨腔之間的空位置，來(lái)監(jiān)測(cè)溫度從電機(jī)傳導(dǎo)到研磨腔里面的過(guò)程。

最后，第四根放在咖啡豆漏斗里面，用來(lái)監(jiān)測(cè)咖啡豆進(jìn)入研磨機(jī)之前的溫度，作為對(duì)比參考。

TC-08連接到電腦之后，在PicoLog軟件里面，每500ms采集一個(gè)溫度點(diǎn)，一共進(jìn)行了10分鐘的采集。以上的實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了3次，最終發(fā)現(xiàn)3次的結(jié)果都很接近。

測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如圖，可以看出咖啡豆的溫度并沒(méi)有隨著電機(jī)過(guò)熱一路升溫，但是在10分鐘以內(nèi)也不可避免的升高了12度，對(duì)于咖啡師來(lái)說(shuō)這完全無(wú)法接受，他們希望溫度的變化在5度以內(nèi)。

通過(guò)讀圖，大概可以算出，4.5分鐘以內(nèi)咖啡豆只升高了4度，因此在咖啡機(jī)的設(shè)計(jì)電路里，就應(yīng)該加入4.5分鐘的定時(shí)器，到時(shí)間自動(dòng)停止研磨，或者報(bào)警提示。當(dāng)然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以繼續(xù)，測(cè)量咖啡豆冷卻的過(guò)程，來(lái)計(jì)算需要休息的時(shí)間。

借此，在保證咖啡產(chǎn)量最大化的前提下，它的風(fēng)味也得到了保障。