如何手动养成一只「咖啡女仆」?丨全套攻略+材料清单

原作者 Valentin Fg 郭一璞 编译 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

“两杯美式,谢谢。”

“主人的两杯咖啡好啦,欢迎品尝~”

醒醒,你不是在看日漫,你家里也没有咖啡女仆。

不过,作为万能的工程师,自己DIY也不是不可以。硬件爱好者Valentin Fg就把家里的咖啡机改装成了“咖啡女仆”,只要一句话,不用跑去咖啡机旁自己动手做,TA就乖乖地开始给你做咖啡。

后来,他还整理了一份DIY咖啡女仆攻略,只要7步就可完成。

Step 1:剁手一些物料

首先,你需要一台咖啡机。作者选用的是德龙的Delonghi Ecam 22.140B型号,国内电商也有这个牌子。

然后,你需要买五块控制器,分别是:

树莓派3B+主板,亲测某宝可购。

ReSpeaker 2-Mics Pi HAT,适配树莓派的双麦克风扩展板,可以拿来做AI语音应用。

Arduino nano,一款基于ATmega328P(Arduino Nano 3.x)的小型主板。

8通道继电器板

步进电机+控制板

另外还需要充电器、microSDHC卡、USB 2.0转接线、8x8耦合器、一些18AWG导线(最好是红黑的)、2xM3x15螺丝钉、2xM3x45螺丝钉。

然后准备一些工具,包括一个热熔胶枪、不同尺寸的一套钻头、一台电磨机、一些热缩套管、一个电烙铁、一个飞利浦螺丝刀、一个Torx TS 20螺丝刀,另外最好有3D打印机,没有的话就去万能的某宝找人帮你做。

Step 2:拆咖啡机

现在,可以把买来的咖啡机大卸八块了(别哭,后面我们还会装回去)。

先把后面的这五个螺丝拧下来,注意螺丝钉不要丢。

然后可以吧咖啡机的“左脸”和“右脸”悄咪咪往后滑动拖下来。

现在把固定“头盖骨”的两个螺丝拧下来,先不要着急掀起咖啡机的头盖骨。

这个时候,你会发现咖啡机的“右脸颊”有一个用于固定“头盖骨”的螺丝钉,把它拧下来。“左脸颊”也有一个,同样拧下来。

然后把蒸汽主开关拉向你站立的方向,取下来。

现在可以掀起咖啡机的“头盖骨”啦!

掀完之后,可以“面对”你的咖啡机正脸,把左右两侧的两个螺丝拧下来。

再把面板背面的4个螺钉拧下来。面板左右两侧有两个灰色的塑料卡,取下面板的时候轻一点不要弄坏它们,不然就装不回去了。

面板下面的PCB板右上角有个连接处,轻轻地把它拔出来。

完美,现在你的咖啡机成功被大卸八块了。

Step 3:前面板焊接

现在,你可以把咖啡机正脸上的面板拿下来,准备加工它了。

先在面板上戳5个洞,位置如下图。注意洞的大小,需要保证两根18AWG导线通过。

现在,拿起你的电烙铁,开始把导线焊道面板按钮下面的引脚处,面板上7个按钮分别连一对红黑导线。

Step 4:把咖啡机的脸再装回去

先装按钮和透明壳,注意导线的站位,不要卡住。

不过,考虑到反正你要用语音控制咖啡机了,不装按钮也不会怎样,略略略略略~

这块面板的背壳也要和面板一样,戳一些洞洞,方便导线通过。

现在,在咖啡机外壳正脸的最上方中央戳个半圆的洞,也是为了过导线。

另外,作者还3D打印了一个部件,这个部件的下边中央是另外一个半圆。

两个半圆的位置如下图红色大圆圈所示,而两个红色小圆圈的位置需要打直径2.8毫米的孔。

现在,可以把正面的PCB板、外壳等连在一起了。电线留20厘米左右的长度。

用M3x15螺丝钉将步进电机固定到3D打印部件上。

在步进机的尖端添加耦合器(暂不夹紧)。使用M3X45螺钉将3D部件固定到正面外壳上。

现在,把所有电线顺到咖啡机右侧,把整个咖啡机正面装回卡飞机上,注意现在也不要夹住耦合器。

Step 5:原理和安装

下面是整体的电路图,可以按照这个来连接导线。

连好之后,可以把所有器件一股脑儿塞在咖啡机的右侧,当然要保证里面没有短路的情况,然后找个合适的位置,拿热熔胶固定好。

Step 6:写代码和安装程序

可以直接复制这段声控代码

  1#include <Wire.h>
  2#include <Stepper.h>
  3
  4#define STEPS 64
  5#define REVOLUTION 2048
  6#define SLAVE_ADDRESS 0x04
  7
  8//naming Arduino pin
  9int ONOFF = 2;
 10int x1short = 3; // button for 1 short coffee
 11int x2short = 4; // button for 1 short coffee
 12int clean = 5; // button clean
 13int vape = 6; // button vape
 14int x1long = 7; // button for 1 long coffee
 15int x2long = 8; // button for 2 long coffee
 16
 17int count = 0;
 18int number = 0;
 19int state = 0;
 20int steps = 0;
 21int max_step = (int)(250.0 / 180.0 * (float)REVOLUTION / 2.0);
 22int nb_step = 330;
 23Stepper stepper(STEPS, 9, 11, 10, 12);
 24
 25int servo_pos = 0;
 26
 27void setup() {
 28  // start serial for output
 29  Serial.begin(9600);
 30  Serial.println("Ready!");
 31
 32  // setup pin Mode
 33  pinMode(ONOFF, OUTPUT);
 34  pinMode(x1short, OUTPUT);
 35  pinMode(x2short, OUTPUT);
 36  pinMode(x1long, OUTPUT);
 37  pinMode(x2long, OUTPUT);
 38  pinMode(vape, OUTPUT);
 39  pinMode(clean, OUTPUT);
 40
 41  //set default status
 42  digitalWrite(ONOFF, HIGH);
 43  digitalWrite(x1short, HIGH);
 44  digitalWrite(x2short, HIGH);
 45  digitalWrite(x1long, HIGH);
 46  digitalWrite(x2long, HIGH);
 47  digitalWrite(vape, HIGH);
 48  digitalWrite(clean, HIGH);
 49  stepper.setSpeed(200);
 50  stepper.step(0);
 51  turn_right(1);
 52  turn_left(1);
 53}
 54
 55/*
 56 * Run undefinitly
 57 */
 58void loop() {
 59  if (Serial.available() > 0) {
 60    // read the incoming byte:
 61    int incomingByte = Serial.read();
 62    if (incomingByte == 'B') {
 63      // command have to start with 'B'
 64      number = 0;
 65      count = 0;
 66    } else if (incomingByte == 'E') {
 67      // command have to end with 'E'
 68      start_coffee(number);
 69      number = 0;
 70      count = 0;
 71    }
 72    else if (incomingByte >= '0' && incomingByte <= '9') {
 73      // save as an int all the character coming from Serial
 74      int tmp = incomingByte - '0';
 75      number *= 10;
 76      number += tmp;
 77      count++;
 78    }
 79  }
 80}
 81
 82/*
 83 * Utils 
 84 */
 85
 86/*
 87 * turn the stepper motor to the left
 88 */
 89void turn_left(int v) {
 90  Serial.println("turn left\n");
 91  if (v == 0)
 92    return;
 93  if (v == 1) {
 94    stepper.step(400);
 95    return;
 96  }
 97  if (v == 2) {
 98    stepper.step(800);
 99    return;
100  }
101  if (v == 3) {
102    stepper.step(1300);
103    return;
104  }
105}
106/*
107 * turn the stepper motor to the right
108 */
109void turn_right(int v) {
110  Serial.println("turn right\n");
111  if (v == 0)
112    return;
113  if (v == 1) {
114    stepper.step(-400);
115    return;
116  }
117  if (v == 2) {
118    stepper.step(-800);
119    return;
120  }
121  if (v == 3) {
122    stepper.step(-1300);
123    return;
124  }
125}
126
127/*
128 * simulate push a button
129 */
130void touch_button(int pin) {
131  digitalWrite(pin, LOW);
132  Serial.print(" touchdown\n");
133  delay(500);
134  digitalWrite(pin, HIGH);
135}
136
137/*
138 * simulate push button for 2 short coffees
139 */
140void touch_x2() {
141  Serial.println("touch x2\n");
142  touch_button(x2short);
143}
144/*
145 * simulate push button for 2 long coffees
146 */
147void touch_x2_long() {
148  Serial.println("touch x2 long\n");
149  touch_button(x2long);
150}
151/*
152 * simulate push button for 1 short coffee
153 */
154void touch_x1() {
155  Serial.println("touch x1\n");
156  touch_button(x1short);
157}
158/*
159 * simulate push button for 1 long coffee
160 */
161void touch_x1_long() {
162  Serial.println("touch x1 long\n");
163  touch_button(x1long);
164}
165
166/*
167 * simulate push button for cleaning
168 */
169void touch_clean() {
170  Serial.println("touch rince\n");
171  touch_button(clean);
172}
173
174/*
175 * simulate push button for on and off
176 */
177void onoff() {
178  Serial.println("turn on/off\n");
179  touch_button(ONOFF);
180}
181
182/*
183 * Select the intensity fort the coffee by moving the stepper motor
184 * 0 -> mild
185 * 1 -> standard
186 * 2 -> strong
187 * 3 -> extra strong
188 */
189void select_intensity(int intensity) {
190  turn_right(intensity);
191}
192
193/*
194 * Set the stepper motor to its default position
195 */
196void default_intensity(int intensity) {
197  turn_left(intensity);
198}
199
200/*
201 * compute int into order
202 */
203void start_coffee(unsigned int type) {
204  int number = type % 10;
205  int coffee_type = type / 10 % 10;
206  int coffee_size = type / 100 % 10;
207  int intensity = type / 1000 % 10;
208  int special = type / 10000 % 10;
209  Serial.print(type);
210  if (special != 0) {
211    switch (special) {
212      case 1:
213        onoff();
214        return;
215    }
216  } else if (coffee_type == 9) {
217    select_intensity(intensity);
218    if (number == 1)
219      if (coffee_size == 1)
220        touch_x1();
221      else
222        touch_x1_long();
223    else if (coffee_size == 1)
224      touch_x2();
225    else
226      touch_x2_long();
227    delay(20000);
228    default_intensity(intensity);
229  }
230}

之后需要设置一下你的树莓派主板,确保它安装了Raspbian Stretch Lite。

然后在树莓派主板上设置Snips语音平台,先连上网,然后启用SSH,安装SAM。

把Snips要安装在SAM上,重启即可启动,把上面的咖啡机程序装进Snips控制台。

Step 7:喝咖啡走起

现在大功告成啦,连上电源,打开树莓派程序,打开咖啡机,你就可以“点”一杯咖啡试试:

“Hey Snips,我要两杯咖啡,蟹蟹。”

传送门

作者原文: https://medium.com/snips-ai/your-personal-home-barista-comes-to-life-with-this-voice-enabled-coffee-machine-5fc333326f31

内附各种亚马逊链接,不过大家完全可以去(准备退休的)马爸爸那里剁手。

就酱,做手工愉快~

原文发布于微信公众号 - 量子位(QbitAI)

原文发表时间:2018-09-25

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