水中溫度調節器

五月 16, 2015
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可以加熱或冷卻,適用於真空低溫烹調等用途!
受到《Cooking for Geeks》作者傑夫波特(Jeff Potter)的快速DIY真空低溫烹調啟發。我一開始的計劃是把溫控器改造成附有交流電源插座的裝置,這樣就可以接上任何加熱裝置了。

 不過在尋找便宜溫控器的時候,我在eBay上發現25美元的STC-1000。雖然它不是PID控制,但我覺得在實際使用時應該夠精確,而且STC-1000已內建加熱和冷卻功能,所以下一步就只是把單一的交流電源分開,讓我們可以插上加熱器或冷卻器,甚至是同時插上。
STC-1000可以控制水的冰點到沸點之間任何溫度,讓它具有應用於化學、養殖、釀造、水耕和烹調的潛力。真空低溫蛋是很好的入門實驗,像我發現在65°C149°F)花一個小時就可以做出完美的半熟蛋。

材料

  • STC-1000溫度控制器
  • 接線盒
  • 三孔交流電源插孔
  • 交流電源插頭,IEC 320-C14
  • 電腦電源線
  • 博士接頭
  • 壓接端子,2218AWG1)、1012AWG2
  • 電線
  • 熱縮套管
  • 自黏標籤

工具


第1步:準備感測器跳接線

  • 從STC-1000附帶的溫度感測線剪下4″的長度,然後把線的兩端分離並剝皮。
  • 把R型端子從接線柱取下,再用兩把鉗子把它們各彎成90度,如圖所示。
  • 把剝好的線穿過兩個R型端子支腳上的孔,形成堅固的連結,再進行焊接。
  • 接著把R型端子焊接到線纜兩端。

第2步:準備A/C插座

  • 用鉗子把插座的「耳」折斷。這就是它們的作用。
  • 接著也把插座兩側的金屬連接板折斷,讓我們可以分別控制兩個插孔。
  • 把固定法蘭的螺絲取下,在這個專題裡不會用到。
  • 「Decora」插座在固定法蘭上有額外的耳,供面板螺絲使用。用大型邊刃把它們剪斷,然後用銼刀磨平。

第3步:黏貼電源連接器模板

  • 把本專題的PDF模板列印在可黏標籤上。
  • 暫時只把電源連接器模板剪下,然後把保護膜撕下。
  • 把模板貼到接線盒沒有掛耳的一側。模板垂直置中,再對齊接線盒底緣,距離約1/4″

第4步:安裝C14電源埠

  • 鑽出3/16″的孔,和模板的內角對齊,先鑿出孔的中心點,再用1/16″鑽頭鑽出導孔。
  • 如圖所示,把接線盒旋轉90度,並把掛耳夾在工作檯邊緣,鑽孔的一面向外。
  • 把弓鋸刀片穿過兩個上方的孔之一,接著把鋸子組裝固定。
  • 需要時,旋轉鋸子刀片,把開口的四邊切出來。
  • 把電源連接器試裝在開口上,若需要加大則用銼刀來磨。
  • C14能裝進開口後,用法蘭上的固定孔當作模板,在盒上鑽出兩個小孔。裝上C14的固定螺絲並旋入外殼內側的六角螺帽。

第5步:黏貼面板切割模板

  • 用剪刀沿著面板模板的外緣剪開,剪下時把線剪掉。
  • 把標籤保護膜撕掉。
  • 仔細在接線盒蓋底面上對齊模板的方框,然後下壓黏好。

第6步:剪出面板開口

  • 用3/16″鑽頭依照模板上的位置鑽出十二個孔。
  • 把弓鋸刀片穿過兩個角落的孔之一,接著把鋸子組裝固定。依需要進行切割,把每個面板開口上四個角落的孔連接起來。其中一個開口將會承載A/C插座,而另一個會承載STC-1000。
  • 用銼刀修飾剛剛割好的開口,把每個邊緣磨平,同時要維持角落的圓滑。不時拿零件來接合看看,就知道磨好了沒。

第7步:安裝A/C插座

  • 把插座裝入上方開口。從面板正面插入兩個固定螺絲。
  • 固定螺絲後,把面板翻過來,放在工作檯上。在每個露出的螺絲尾端加上拼合鎖板墊片和六角螺帽。
  • 用手指、小板手或套座把六角螺帽固定,同時用一字起子把螺絲鎖緊。鎖緊的程度要讓墊圈貼合,但不可超過。

第8步:安裝接線柱

  • 把所有螺帽和墊圈從接線柱取下。每個接線柱要有兩個六角螺帽和兩個隔離墊圈。這個專案不會用到墊圈,因為外殼是塑膠材質。
  • 從面板正面把接線柱插入固定孔,如圖所示。每根接線柱用一個六角螺帽鎖緊在面板背面。使用套座可能會讓這個過程更順利,下個步驟亦同。

第9步:安裝溫度感測線跳接線

  • 把彎曲、焊接好的R型端子放入在第一步中準備好的溫度感測線跳接線末端,越過接線柱的螺絲。
  • 在每個接線柱上多裝一個六角螺帽,把R型端子固定。以小型套座把六角螺帽鎖緊,如圖所示。

第10步:安裝兩側交換A/C電極

图片

  • 剪兩段長約4″的銅線,並把兩端剝線。
  • 把兩段銅線的一段分別插入A/C插座內側的接線柱。
  • 用一字起子把固定螺絲鎖緊,固定A/C插座的電極,如圖所示。

第11步:安裝STC-1000

  • 把STC-1000滑至面板正面,直到外框和表面平齊。
  • 把橘色塑膠面板夾滑入STC-1000其中一邊的軌道。
  • 從內側往面板表面擠壓面板夾,把STC-1000固定。

第12步:準備電源線束

  • 把三段5″的18 AWG銅絞線兩端各剝除約3/4″的長度。
  • 把三段剝好的線捲成一束。
  • 把線束放入黃色0.25″壓接式母端子,如圖所示。用壓接工具把連接器固定。
  • 在線束末端放上長約50mm的20mm熱縮套管,其位置需稍微覆蓋端子。
  • 用打火機或蠟燭讓套管收縮。
  • 修剪套管末端讓它和端子末端平齊,成為完整絕緣的連接器。
  • 以三段5″黑色18 AWG銅絞線完整重複此步驟。

第13步:處理接地電極

  • 把三段5″的18 AWG銅絞線兩端各剝除約3/4″的長度。
  • 把線束放入黃色0.25″壓接式母端子。
  • 壓接連接器。
  • 在連接器放上長約50mm的20mm熱縮套管,如前一步,接著用打火機讓套管收縮。
  • 修剪套管,讓它和短子末端平齊,如前一步。

第14步:連接感測器和電極

  • 把溫度感測器線纜接到STC-1000背面對應的端子排,接著用一字起子鎖緊螺絲,把電極固定。
  • 把感測器線纜繞到STC-1000外殼的背面,如圖所示,接著用絕緣膠帶固定。如此可以在裝上外殼後讓感測器電極和電源線保持適當距離。
  • 請注意此時哪一個插座控制冷卻,哪一個控制加熱。可以現在就在面板正面做標記。(參見第17步。)
  • 把第10步中準備之A/C插座兩側交換電極插入各插入加熱及冷卻接線柱中,接著用小型一字起子固定電極。

第15步:連接電源線束及接地電極

  • 把「黑色」電極分別接到STC-1000加熱和冷卻端子排開放的一側,接著把第三條「黑色」電極接到STC-1000的運作電源端子排的其中一邊。
  • 把「白色」電極分別接到每個A/C插座上閒置的插孔,接著把第三條「白色」電極接到STC-1000的運作電源端子排的其中一邊。
  • 把「綠色」電極接到A/C插座的接地接線柱。

第16步:最後組裝

  • 用一手固定正面面板,如圖所示,接著另一手伸入接線盒,把黑、白色電源線束母端子和接地電極連接到C14電源插孔的對應接點。稍加施力就能接上,但是要注意不要讓接點變形。
  • 把墊片放入接線盒蓋上的位置,接著把接線盒蓋放到接線盒主體上。
  • 用隨附的螺絲把盒蓋固定在主體上。

第17步:最後修飾

  • 為加熱和冷卻插座做清楚標示。我用的是熱感標籤機列印的透明底黑字標籤。
  • 把溫度感測器電極接到接線柱。
  • 接上C13電源線。

第18步:測試與使用

  • 把小燈接上加熱插座。
  • 依照說明書上的程序調整STC-1000,設定點須遠高於室溫。小燈應該馬上就點亮。
  • 把STC-1000的設定點調整為遠低於室溫,接著小燈應該要立即熄滅。
  • 把小燈移至冷卻插座,應該要點亮。
  • 我的控制器可以達到廣告宣稱的1∘C準確度,但你手上的裝置可能會有差異,所以需要用準確的類比或數位溫度調節器來校正STC-1000的讀數。STC-1000有供使用者調整的正負10度補償範圍。

結論

連殼烹煮的低溫慢煮蛋是很適合用來測試這個溫度控制器的料理。我發現用65∘C花一個小時就能煮出完美的溏心蛋。

SEAN MICHAEL RAGAN
尚.麥可.雷根是第5000代會使用工具的靈長類,而且也有上過大學。他長期為《MAKE》雜誌和makezine.com撰文,文章也曾刊登在《ReadyMade, c’t─Magazin für Computertechnik》雜誌和華爾街日報。

(譯:屠建明)


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