EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
本帖最后由 alexwang 于 2020-4-30 22:58 编辑
* ^2 k7 D+ f1 [ O4 L1 \: Y' H1 a/ B) t7 t1 a1 k. ?5 z& ~, E
十年电子工程师生涯竟然只学会了【炒茶叶】
, G( B/ p2 @" C7 q* dEDA365原创 作者：风行子 - k4 D" I' j8 O! D# d9 ^
+ k) x% U' n6 _7 o+ Q; A0 G
% w- M7 B0 D- P# d9 E% J6 \茶，生于天地之间，采天地之灵气，吸日月之精华。
6 z) C9 C% x3 ^8 X+ a6 w# Y; v- b) V+ j( B* S) G. c9 e
茶里藏河，茶中有山。 & A3 E! @, c# U# Z) Q% x
, o8 G1 `3 o! D" Y/ x) d. u2 \
一壶茶在手，如天人合一。
; u) u6 j' z$ J* d' N4 J5 k, `3 z) W' e- C. N y; i; R: m
捧一本好书，沏一杯茗茶，其实，在品的并不是茶，而是生活！ 每个人都在以自己的方式喝茶，品茶，吃茶，这就是茶的魅力所在。
2 H6 h6 f) y! H2 w
4 Y( w* f; e I X( n绿茶不需要发酵，其叶片、茶汤均呈绿色，故因此而得名。
+ L+ t; C# [; u2 M
3 n% U7 H, g, j我们熟知的“龙井”，是绿茶中的一种，它既是地名，又是泉名和茶名。 2 l( x) L2 E$ W
, h7 J5 I f! L2 |7 S! e清明前采制的叫“明前茶”，谷雨前采制的叫“雨前茶”，且有“雨前是上品，明前是珍品”的说法。 ( {: r. S, }) u
1 `' P. C8 j( {* }8 t' c$ _龙井需要通过炒制而得，其炒制过程时特别讲究的。 今天就谈谈龙井的炒制。 龙井茶炒制的火候是非常重要的。 火力过高，茶叶会产生焦味，有损品质。 火力过低，茶叶容易出现红梗，茶汤发红，也会影响茶叶的品质。
( ]! ?# W* l$ b) @1 f3 P6 I9 |7 V w5 x0 \. z
传统炒制龙井茶的锅温是制茶人根据日积月累的经验来加以判断的，所以一般人很难掌握这项技能的。 但在科技发达的今天，上述很难掌握的技能是可以通过技术去实现的，用最我们熟知的“单片机”就可以完成。
7 v$ A4 D' j7 s% Q8 e+ s) @# Q% X- Y' `8 G
接下来我们就来聊聊： 怎么用单片机实现锅温的自动控制系统 龙井炒制的工艺要求很简单，就是升温、保温、降温，这些操作全部通过单片机自动控制，且要实现升温速度快，热效率高，升降温灵活等要求。 # q' N+ A p: f9 _
; C g4 }+ |9 q4 z$ z X
单片机实现的基本原理 本系统以单片机为核心，电热装置为电源（或者燃气阀门）控制对象，实现自动控制温度为目的。 系统工作原理是：在控温工作状态下，单片机首先输出全速升温信号，即接通电热装置的电源（或者燃气炉的阀门）对炒锅进行加温，之后单片机定时采集（间隔短，采集频繁）电炒锅温度，一旦温度达到规定值，系统自动进入保温控制，并对温度时间进行计算。 2 N+ i+ b- _$ q* j
$ b, K" ^4 x8 U& @$ y+ ~
% g! S$ l r4 V8 }# o! i- n* D; S$ L% l# C( a7 p& A) S
在保温过程中，单片机仍会定时采集锅温，并根据锅温进行PID调节计算，最后根据计算出的温度值进行调整。 PID控制算法 一个理解PID控制算法最典型的例子：一个漏水的水缸的问题。 有个漏水的水缸，而且漏水的速度不是恒定的。 还有一个容器，可以往水缸里加水或者从水缸里面舀水出来。
3 o R) m* t% Q: P! T! r7 G+ N; O( l
可以通过检测水平面来达到我们的目的——控制水平面稳定在我们想要的任何一个平面上。 情景1： 水龙头离水缸有十几米的距离，所以一开始小明是用瓢在加水，经常要跑好几趟才加满水缸。 0 I& y% C0 f* U# w4 T1 x
& {6 h# ^& S% m2 ]
4 q+ \, f6 d0 e/ X1 g3 y" ]
9 z1 F, e5 v/ a# [9 ]0 W于是小明又改为用桶加水，跑的次数少了，加水的速度也快了，但好几次都把水缸加溢了。
3 p' g: C" R3 n7 @3 i) p* n* X6 T8 i4 c: g, ?; W. k: x
1 t2 c8 `: K v& d) P9 F
2 ]3 }: G6 s9 g s1 T小明又动脑筋，瓢太慢，桶太快，那取中间值？对，用盆试试。
* d% H+ l: `) E+ v2 S: L7 J8 a) S: G, R' ]
几次下来，发现刚刚好。 这个加水工具的大小就称为比例系数。 情景2： 小明发现水虽然不会加过量溢出水缸了，但是会高过要求的位置。 所以小明又在水缸上装一个漏斗，每次加水不直接倒进水缸，而是倒进漏斗让它慢慢流进水缸，这样溢出的问题就解决了。
& ?4 H, ~: P" L4 j* e: o
9 R+ l: R: ]. f但这个漏斗加水的速度又变慢了，有时还赶不上漏水的速度。 于是他试着变换不同大小口径的漏斗来控制加水的速度，最后终于找到了满意的漏斗，漏斗加水的速度跟水缸漏水的速度相差不是很大。
) N: q: l* V# \/ j6 Y% V% Y: K" `" [4 T
漏斗的时间就称为积分时间 。 情景3： 一旦水位过低，就必须立即将水加到要求的位置，而且不能高出太多。 聪明的小明又想到一个办法：常放一盆备用水在旁边，一发现水位低了，就直接将一盆水倒入缸里面。 ! @4 w" @$ k& t+ q& l
9 o$ Z6 Q9 z' r/ T* H8 v
这样及时性得到了保证，但水位却不能保证，有时会高出很多。 他又在要求水面位置上方凿出一个孔，接出一根管子到下面的备用桶里，这样多出的水会从上面的孔里漏出来。 从凿出孔中漏出水的速度就称为微分时间。 4 m3 }- n) e* z
, ] T2 Q+ \" p3 O) |0 A
龙井的炒制 了解完单片机控制的锅温自动系统，相信原理，大家都已经很清楚了，接下来我们继续聊龙井的炒制。 龙井的炒制分为青锅，回潮，辉锅三个阶段。 青锅： 是在220℃的锅温中进行，杀青的时间在15分钟左右。通过高温让鲜叶中的酶失去活性，使加工过程中的茶叶不会变红变黄。 / z# u) S7 F6 M4 {4 l) @
6 x$ Y& X: u( }( g& j: ~杀青时用高温，通过炒制手法的不断变化，使鲜叶中的青草气味挥发掉，这时就需要控制系统发挥它的作用了。 打开阀门开始加热，同时开始炒茶，此时单片机定时采集（间隔短，采集频繁）电炒锅温度。 当温度到达220℃时，喇叭提示“220℃温度到”。
6 ?0 q4 R. ]: t" z' \- N0 R; p
7 F2 l! Z! G+ @+ k4 M这时候控制系统用PID算法使温度恒定在220℃（PID详细描述见上文水缸漏水），同时继续炒茶。 当该温度持续15分钟，喇叭提示“220℃温度炒茶时间到”，同时自动控制系统停止加热。 青炒结束，出茶。 6 H1 ^/ k+ U. Q6 T
" |. w L4 [' S. I* x
回潮： 将220℃温度炒出的茶叶放在竹筛中回潮，大约需要一个小时。
/ Y: x* B; r$ z, j
' }8 }' p5 \; y* u. B辉锅： 用控制系统打开阀门，锅开始加热至160℃。 单片机定时采集（间隔短，采集频繁）电炒锅温度，当温度到达160℃时，喇叭提示“160℃温度到”。 同时不停的炒茶使茶叶含水量是回潮后的15%左右，停机出叶。 ' n5 [# v, w. N+ y$ p$ j7 H! m
) z+ m+ y2 U1 E: p
附录 系统软件流程框图：
" z" m4 y8 j6 p: r @( P1 Q) c1 Y* C5 |+ X# C
单片机工作描述： + h; ?. Z, D- ?$ j
$ q u& t+ } m% n& M& k5 x O U: w
所以啊，这单片机一定要学好，毕竟：搞定单片机，喝茶不求人嘛！ 今天的分享就到这里啦，如果你有什么不同的见解，欢迎文段后留言哦。或者你们还有什么好的知识点，也可以私信给陆妹，陆妹和君君会帮你做成美美的漫画呦！
/ V# }) y# H) T3 p# D
* ~- a3 v/ J p
9 w- D" A E$ T: |/ e; T& _3 E9 `8 j7 B' y2 C" j; S" g* ] Y7 ~2 r" d7 }( X3 [
注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。
. }! p7 B. x D3 X- b6 J
* J: _' H. @' ?+ C! c* M4 c
| 
/1 
发表于 2019-10-11 18:43
收藏
淘帖
支持！
反对！
生动有趣的讲解啊
