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本帖最后由 alexwang 于 2020-4-30 22:58 编辑 : R& g1 t+ \$ B' l0 p1 J/ h
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十年电子工程师生涯竟然只学会了【炒茶叶】 9 C0 u) z$ N- l
EDA365原创 作者：风行子
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% R! u9 L; y6 `# l2 X- J茶，生于天地之间，采天地之灵气，吸日月之精华。 - ?; j6 m: [1 p A
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茶里藏河，茶中有山。 [5 d: x! G# h6 U4 u
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一壶茶在手，如天人合一。 8 e) I s$ P/ l& s0 S9 y" l' s( f
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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。
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绿茶不需要发酵，其叶片、茶汤均呈绿色，故因此而得名。 / I8 F, Y+ y+ I) t
$ W8 B4 {% [! ^- ]. P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。
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4 n' n" K( e7 h" g# L0 B! Z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。 # z! I9 S+ q5 s3 C ~& ~, W
( i. r: R! L. m8 h; ^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。
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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。
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/ B' C: [. ] K9 A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。
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1 \2 X+ } I* T' K, @, H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。 6 Q; R; V" d: {. v
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% p% d$ d; @5 E& S; }4 |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。 ' X3 I4 J/ r O! G! {8 z' M Z
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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。
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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。
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* @& X8 l! t2 a- C6 G0 Y* q) M: \小明又动脑筋，瓢太慢，桶太快，那取中间值？对，用盆试试。 : t- ~5 L, e, n* s5 Q
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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。 , s1 H% o Q9 s/ P! f5 |
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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。 9 B! W0 p( H( f+ i: E
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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。 g1 x7 N( W+ D! ^7 U
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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。
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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。 0 B' I' w) `1 d/ k- O
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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”。 . t* T2 E! M8 `% F; h1 O
+ K- J; U& ~# v7 {, t9 `5 P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。
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. r3 G5 u5 S7 Z% ~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。 9 {5 w! s$ ]) _8 p8 V
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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。 3 l9 a$ D! E. X' @# S* T% {9 V' \, C
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附录 系统软件流程框图： % o: e$ C9 |) D! \0 h7 h
' t0 Z C/ } q# ~% B8 D8 S单片机工作描述：
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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！ 3 N/ }7 M3 n1 N: o5 K
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9 p# h8 E0 O& j, C' m6 P3 P3 y 注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。
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发表于 2019-10-11 18:43
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生动有趣的讲解啊
