HotOrNot kávékeverő: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Intelligens italkeverő, amely értesíti, ha biztonságos inni anélkül, hogy megégne.

Ennek a projektnek az inspirációja saját magam volt. Hajlamos vagyok túl gyorsan inni a teát, és az ajkaimban vagy a nyelvemben beégnek vagy megégnek, majd várnom kell egy ideig, amíg a tea lehűl.

Nemrégiben volt egy kutatás, amely összefüggést mutatott ki a forró tea fogyasztása és a nyelőcsőrák között. Itt található a link az eredeti dokumentumhoz https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -magasabb rákkockázat-tanulmány-intl/index.html

A projekt kis energiaigényű kísérlet egy egyszerű keverő létrehozására, amelyet egy forró italba lehet meríteni. Az egész projekt szíve egy ATtiny85 chip, amely 8Mhz -en fut. A hőmérsékletérzékelést egy DS18b20 érzékelő biztosítja.

Kellékek

ATtiny85 SOIC Chip vagy Digispark modul

DS18b20 érzékelő

WS2812B LED -ek

A03416 Mosfet

1. lépés: Követelmények és elemzés

Az ötletet azzal kezdtem, hogy elképzeltem, hogyan szeretne a felhasználó interakcióba lépni az eszközzel, és milyen tapasztalatai lennének. A közösségi média és a chat -csoportok segítségével interjút készítettem pár barátommal. Ez segített kitalálni a mögöttes közös követelményeket.

Íme a közös követelmények

1) Azt várom, hogy a készülék naponta kétszer működjön egy hónapig, anélkül, hogy fel kellene töltenie.

2) Remélem tudni fogom az ital pontos hőmérsékletét.

3) Könnyen és folyó vízzel tisztítanom kell a készüléket.

4) Egyáltalán nem lehet nehéz, és körülbelül ceruza súlyú.

5) A keverő alaktényezőjének kell lennie.

6) Képesnek kell lennie ahhoz, hogy alkalmazkodjon a körülöttem elérhető összes ismert tea/kávés bögre típushoz.

Ezek közül néhányat könnyű volt megismerni (tapasztalatok alapján), de néhány nagy kérdőjel volt. Ennek ellenére elkezdtem alkatrészeket rendelni, és összeállítottam egy alapvető munkaáramkört, amellyel tesztelhettem és finomíthattam céljaimat.

Kezdetben arra gondoltam, hogy nem teszek Li -ion akkumulátort az exportkorlátozások és a tanúsítványok miatt, amelyeket át kell vennem. A tervezést egy CR2032 akkumulátor köré terveztem.

Az akkumulátor jó néhány napig működött, mielőtt lemerült, és elutasították, mivel a termék mérete kezd nehézkessé válni. Néhány barátom leszavazta a cserélhető akkumulátor ötletét.

A kezdeti prototípusom vörös, sárga és zöld diszkrét LED -del volt felszerelve az Attiny85 I/O csapjaihoz.

Egyre jobb információkat kaptam a rendszer viselkedéséről, ami magabiztosságot hozott, és megpróbálom az Attiny85 alacsony fogyasztású kódját.

2. lépés: Váltás a WS2812B és az alacsony fogyasztású MOSFET rendszerre

Áthelyeztem a LED -eket a diszkrétről az RGB WS2812 -esekre, mert rájöttem, hogy több I/0 -as tűre lesz szükségem más célokra.

Arra is rájöttem, hogy a diszkrét LED -ek a PWM igénybevétele nélkül nem tudják biztosítani a kívánt megvilágítást.

Volt tapasztalatom a WS2812B LED -ek használatában, és nagyon tetszettek, de az egyetlen gondom a készenléti áramfelvétel volt, amikor nem világítanak. Mindegyik LED körülbelül 1 mA áramot képes lemeríteni az akkumulátorról, amikor nincs bekapcsolva, és ezáltal pazarolja az energiát, ha nem működik.

Még akkor is, amikor az Attiny85 aludt, a DS18B20 és a WS2812LED 8 LED -es csík áramfelvétele körülbelül 40 mA volt, ami nagy problémát jelentett.

Volt egy ötlet. A LED -eket és a DS18b20 érzékelőt be tudtam kapcsolni egy Logic Level Mosfet segítségével.

A szememet az AO3416 MOSFET -re szegeztem, amelynek alacsony Rds (be) értéke 22mohm, amikor a Vgs 1,8 volt. Ez a MOSFET tökéletes választás volt, hogy bekapcsoljam az áramkörömbe és kipróbáljam.

A készenléti energiaigényt 40 mA -ról 1uA alá sikerült csökkentenem a MOSFET használatával. Kicsit idővel nyertem, mert ha a LED áramellátása megszűnt, újra kell inicializálni, és ez egy ideig tartott.

A képen található tapintható gomb arra szolgál, hogy felébressze az Attiny85 -t a mély alvásból, és elkezdje mérni a hőmérsékletet.

Összességében elégedett voltam az egész áramkörrel, és úgy döntöttem, hogy itt az ideje, hogy megtervezzek egy NYÁK -ot az egész áramkörre.

3. lépés: NYÁK tervezése

Eltartott egy ideig, amíg megterveztem egy NYÁK -t az EasyEDA -ban.

Először két hit ugrást tettem meg

1) Nem teszteltem az SK6812 LED -et, mert nem volt. Olvastam a LED dokumentációját, és megegyezett a WS2812B LED -del.

2) Az LTC4054 Li Ion töltő chip, nem volt tapasztalatom a tervezésben.

Elolvastam sok tervezési megjegyzést mindkét eszközhöz, és rájöttem, mire van szükségem.

Az SK6812 LED esetében rájöttem, hogy a kézi forrasztás fájdalmas lesz. De nem találtam rá alternatívát. Az Easy EDA tervezte az összetevőt, én pedig használtam. Végül ellenőriztem a tervezés párna elrendezését a LED mechanikai rajzai alapján, és megerősítettem, hogy a specifikáción belül van.

Az LTC4054 elég egyszerű chip volt ahhoz, hogy működjön. A Li Ion akkumulátor töltőáramát 200mA -ra állítottam, mivel az akkumulátorom 300mA volt, ami miatt a töltési áram kevesebb, mint 1C, és összességében jó az akkumulátornak és a töltőnek.

Vettem egy akkumulátort, és méreteztem a NYÁK -t. A NYÁK mérete 30 mm x 15 mm, és az összes alkatrész a NYÁK felső oldalán található.

Április utolsó hetében rendeltem a JLCPCB -n, és a PCB -k május első hetére érkeztek meg.

Egy barátom, akinek biztos keze van, és javítja a telefont, segített nekem forrasztani a NYÁK összes alkatrészt. A legnehezebb az SK6812 LED volt. Minden kivételesen forrasztott volt, és elvégeztem az alapvető teszteket a LED -eken és az ATtiny -n is. Az alábbi képen az SK6812 LED -ek a fehér fehér téglalapok a tábla szélén, az USB Micro csatlakozó jobb oldalán. Az LTC4054 a kicsi 5 lábú chip a tábla közepén. A tábla alsó szélén (az LTC4054 jobb oldalán) lévő fehér téglalap a reset gomb. Az ATtiny85 a 8 lábú SOIC chip. a jobb szélső három párna a DS18b20 hőmérséklet -érzékelőt köti össze.

Van egy SOIC klip adapter, amelyet az ATtiny85 programozására használok az alábbiak szerint.

Folyamatosan frissítem a projekt előrehaladását az Instagramon, videókkal is.

4. lépés: A keverő használata

A keverő használatához mindössze annyit kell tennie

1) Merítse a fémérzékelőt az italába.

2) Nyomja meg a gombot a keverőn

3) Várja meg, amíg a keverőn lévő LED -ek sárgán villogni kezdenek. Az ital megfelelő hőmérsékleten van.

5. lépés: Az ötlet továbbvitele

A kutatás után rájöttem, hogy jó ötlet lenne beszélni a projektről, és érdeklődést kelteni az ötlet körül, mielőtt több forrást szánok rá.

A készülék az utolsó két hónap óta működik, napi kétszeri használat esetén.

Választhatom, hogy átmegyek -e egy hőelemre, vagy maradok az aktuális érzékelőválasztásnál. A hőelem jobban ellenáll a hőmérsékletnek, és nagyon apró méretben kapható. A DS18b20 viszont elég nagy ahhoz, hogy ne lehessen behelyezni a kis ovális nyílásba, amely a legtöbb kávéscsészében megtalálható, amikor kávét vásárol a Starbucks -ban vagy a Dunkin Donuts -ban.

A biztonsággal is vannak problémák. Lehetséges, hogy a forrasztási és gyártási folyamat során felhasznált vegyszer a kávéba szivárog. A keverő tisztítása egy másik probléma, mivel akkumulátor lesz benne, ezért a kialakításnak lehetővé kell tennie. Nem nehéz ilyesmit tervezni, de nem is triviális.

Elkezdtem az előzetes megbeszélést néhány segítőkész ipari tervezővel, akik úgy tűnik, érdeklődnek a közreműködés iránt, lássuk, hová vezet a projekt. Fantasztikus lesz, ha a projekt kereskedelmi siker lesz, és életet ment. Szorít valakinek!