咖啡烘焙度红外分析仪

1. SparkFun Qwiic扩展板（链接）
2. SparkFun Qwiic连接器（链接）
3. SparkFun AS7263 NIR光谱传感器（链接）
4. 4个5V 0.06A VCC 6150灯泡（卤素灯泡，链接）
5. 2个瞬动按钮
6. 2个10kΩ电阻
7. 直流电源插座（Female DC Barrel Jack）（链接）
8. HC-05蓝牙模块（链接）
9. 电源开关
10. 固态继电器（AD-SSR6M12-DC-200D）（链接）
11. 1/2英寸PVC盖
12. 1/2英寸×1/2英寸×3/4英寸PVC三通
13. 工艺盒（Craft Box）（Hobby Lobby）
14. Arduino Uno
15. 取样器（Tryer）
16. 5V 2A电源适配器（链接）
17. 标准A-B USB数据线（编程用）

材料说明

1. VCC 6150灯泡：选择卤素灯泡而非AS7263模块自带的LED，因其红外输出更强。卤素灯泡由5V 2A电源供电，并通过Arduino控制继电器。尽管AS7263模块提供辅助光源的供电和控制引脚，但其电压和电流不足以驱动卤素灯泡。
2. SparkFun Qwiic扩展板：通过Qwiic连接器轻松连接AS7263传感器，并提供3.3V逻辑电平转换和大尺寸原型区。
3. 固态继电器：因其快速且静音的切换能力被选用，但成本较高。若使用普通继电器，需修改代码以降低采样和校准速度。
4. PVC尺寸：根据现有取样器直径选择，若更换取样器需调整尺寸。
5. HC-05蓝牙模块：通过教程（链接）将波特率从9600调整为115200，以匹配AS7263的波特率。

1. S1：电源开关
2. SSR1：固态继电器
3. B1：采样按钮
4. B2：校准按钮
5. R1, R2：10kΩ电阻
6. L1-L4：卤素灯泡

1. 3D打印安装环（STL文件见附件）固定灯泡于传感器周围，灯泡并联连接，使用热胶固定导线以防接触。液态橡胶绝缘可替代热胶。

1. 在PVC盖后部钻孔安装瞬动按钮，截断PVC三通的3/4英寸侧并用扎带固定传感器至取样器端口。根据取样器尺寸调整三通长度，并在端口侧开槽以对齐样本与传感器。

1. 灯泡串联至固态继电器和直流电源插座。
2. Qwiic扩展板的Vin连接至电源插座，通过电源开关供电。
3. 扩展板地线连接至电源插座地线。

1. 校准按钮连接至电源、数字引脚2和地线（通过电阻）。

1. 采样按钮连接至电源、数字引脚3和地线（通过电阻）。

1. 输入端连接至数字引脚5和地线。

1. 按电路图连接：
2. VCC → 5V
3. RXD → 数字引脚11
4. TXD → 数字引脚10
5. GND → GND

1. 使用编程电缆将代码上传至Arduino Uno。
2. 参考SparkFun提供的AS726x启动指南（链接）。
3. 警告：测试时确保Arduino仅通过5V电源供电或编程电缆供电，否则可能导致损坏。

1. 从Google Play Store下载“Bluetooth Electronics”应用（keuwlsoft开发），将DegreeOfRoastInfraRedAnalyzer.kwl文件保存至设备内部存储的keulsoft文件夹。
2. 在应用中加载文件，连接至HC-05蓝牙模块并运行。

1. 波长图例：
2. R：610 nm
3. S：680 nm
4. T：730 nm
5. U：760 nm
6. V：810 nm
7. W：860 nm
8. AS7263近红外传感器测量了生豆及浅焙、中焙、深焙咖啡豆在6个波长下的反射率。结果显示，随着烘焙程度加深，所有波长的红外反射率均下降，其中860 nm波长的反射率变化最大。该系统为咖啡豆烘焙度的离线测量提供了快速且易用的解决方案，通过传感器数据可帮助烘焙商实现重复性烘焙并减少人为误差。未来需进一步将红外数据与行业标准关联。