Умная кофемашина на Arduino с Bluetooth-управлением и мониторингом температуры

Компоненты и материалы

Arduino Nano R3	1
Bluetooth-модуль HC-05	1
Датчик температуры DS18B20 (водонепроницаемый, 1 м)	1

Приложения и онлайн-сервисы

• Serial Bluetooth Terminal (автор Kai Morich) — для управления со смартфона
• Arduino IDE

О проекте

Введение

Автоматизированная кофемашина с графиком температуры, управляемая через Bluetooth. Достаточно налить свежую воду — система запустится автоматически! Все детали изготовлены вручную, все функции — авторские идеи.

Реализован «Тестовый режим» — контроллер можно использовать как универсальный термометр с графиком, подключив внешний датчик.

База: Arduino Nano / Uno, дисплей ST7920, Bluetooth HC-05, датчик Dallas DS18B20, реле для ТЭНа, кнопка с двухцветным светодиодом, зуммер, деCADE-счётчик CD4017BE для управления LED-шкалой.

Как запустить

• Автозапуск: в режиме ожидания система периодически измеряет температуру. Заливка холодной воды вызывает падение температуры — запуск заваривания. Функция включается/выключается командой «auto» со смартфона, настройка сохраняется в EEPROM.
• Кнопка: запуск/прерывание заваривания или выход из тестового режима.
• Bluetooth-команды: «start» — старт, «stop» — стоп.

Видео

Демонстрация всех режимов работы.

Фотогалерея

Процесс сборки и внешний вид — кликайте для просмотра.

Разовый анализ во время заваривания

Через 60 секунд после старта MCU сравнивает начальную и текущую температуру, делая выводы только по температуре и времени:

• «Вы забыли воду!» — температура слишком высокая
• «Кофе для двоих.» — мало воды, быстрый нагрев
• «Кофе для шести.» — много воды, медленный нагрев
• «Ошибка ТЭНа!» — нет значительного повышения температуры

Дополнительно работает непрерывный контроль ошибок датчика.

На графике видно: 6 доз воды нагреваются дольше, чем 1 доза. Без воды — резкий скачок температуры, но плоская линия указывает на неисправность ТЭНа.

Смена единиц измерения

Команды «c» или «f» со смартфона переключают °C/°F даже во время заваривания — график не прерывается. Начальные и предыдущие значения пересчитываются функцией конвертации, настройка сохраняется в EEPROM.

Динамические элементы экрана

При заполнении экрана график сдвигается влево. Элементы интерфейса меняют положение, чтобы не перекрывать график. Реализовано 6 анимированных состояний:

Тестовый режим

Подключив внешний датчик, систему можно использовать как универсальный термометр с графиком. Диапазон: –20 °C (–4 °F) … +128 °C (+262 °F). Числа 1–999999 со смартфона задают интервал измерения в секундах — ширина графика от 128 секунд до 11,57 суток.

Bluetooth-коммуникация

Приём команд, отправка отчётов, детект подключения/отключения смартфона. Исходящие сообщения — синие, входящие (от кофемашины) — зелёные.

Управление индикацией

ДеCADE-счётчик CD4027BE управляет LED-шкалой: такт (CLK) при каждом измерении температуры, сброс (RST) при старте заваривания или тестового режима. Кнопка с двухцветным LED (2 вывода) управляется программно:

• Зелёный: ожидание / кофе готов, ТЭН выкл.
• Красный: заваривание, ТЭН вкл.
• Красный/зелёный по очереди: тестовый режим
• Мигание красным: ошибка — датчик, ТЭН или забыта вода

Программный код

Полный скетч: Smart Coffee Maker — Ősi Gyula (Arduino). Использует библиотеки U8glib, OneWire, DallasTemperature, elapsedMillis, SoftwareSerial, EEPROM.

Основные функции:

• Динамический график температуры на дисплее
• Автозапуск по заливке воды (настройка в EEPROM)
• Анализ через 60 с: определение количества воды / ошибок
• Контроль ошибок датчика
• Переключение °C/°F без сброса графика (EEPROM)
• Тестовый режим: универсальный термометр с настраиваемым интервалом
• Bluetooth: команды, отчёты, детект связи
• LED-шкала через CD4017BE

Код слишком объёмён для полного размещения здесь — см. оригинал проекта или скачайте скетч.

Схема подключения