Mešalnik za kavo HotOrNot: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Pameten mešalnik za pijačo, ki vas obvesti, kdaj je varno piti, ne da bi se opekli.

Navdih za ta projekt je bil moj. Čaj ponavadi pijem prehitro, opečem ali opečem ustnice ali jezik, nato pa moram nekaj časa počakati, da se čaj ohladi.

Nedavno je bila raziskava, ki je pokazala povezavo med pitjem vročega čaja in rakom požiralnika. Tukaj je povezava do izvirnega prispevka https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-višja-študija tveganja za raka-intl/index.html

Projekt je poskus nizke porabe pri ustvarjanju preprostega mešalnika, ki ga lahko potopimo v vročo pijačo. Srce celotnega projekta je čip ATtiny85, ki deluje pri 8Mhz. Za zaznavanje temperature skrbi senzor DS18b20.

Zaloge

SOtin čip ATtiny85 ali modul Digispark

Senzor DS18b20

WS2812B LED diode

A03416 Mosfet

1. korak: Zahteve in analiza

Idejo sem začel z domišljijo, kako bi uporabnik želel komunicirati z napravo in kakšne bi bile njegove izkušnje. Z družabnimi mediji in skupinami za klepet sem intervjuval nekaj svojih prijateljev. To mi je pomagalo ugotoviti osnovne skupne zahteve.

Tu so skupne zahteve

1) Pričakujem, da bo naprava delovala dvakrat na dan en mesec, brez potrebe po polnjenju.

2) Pričakujem, da bom natančno poznal temperaturo moje pijače.

3) Napravo bi moral enostavno čistiti s tekočo vodo.

4) Sploh ne sme biti težka in naj tehta približno približno svinčnik.

5) Imeti mora obliko mešalnika.

6) Moral bi se prilagoditi vsem znanim vrstam skodelic čaja/kave, ki so na voljo okoli mene.

Nekatere od teh je bilo enostavno spoznati (na podlagi izkušenj), nekatere pa so bile velike vprašaje. Kljub temu sem začel naročati dele in sestaviti osnovno delovno vezje, ki sem ga lahko preizkusil in izboljšal.

Sprva sem mislil, da ne bom dal Li -Ion baterije zaradi izvoznih omejitev in certifikatov, ki bi jih moral opraviti. Svoj dizajn sem načrtoval okoli baterije CR2032.

Baterija je delovala kar nekaj dni, preden se je izpraznila in je bila zavrnjena, saj je velikost izdelka začela postajati okorna. Nekateri moji prijatelji so glasovali za celotno idejo o zamenljivi bateriji.

Moj začetni prototip je bil tudi z rdečo, rumeno in zeleno diskretno LED, vezano na V/I nožice Attiny85.

Dobil sem vse boljše informacije o obnašanju sistema, kar je prineslo zaupanje, da sem lahko poskusil s kodo z nizko porabo energije za Attiny85.

Korak: Preklopite na WS2812B in MOSFET z nizko porabo energije

LED sem zamenjal z diskretnih na RGB WS2812, ker sem spoznal, da bom morda potreboval več I/0 zatičev za druge namene.

Ugotovil sem tudi, da diskretne LED ne morejo zagotoviti dobrega obsega osvetlitve, na katero sem upal, ne da bi se zatekel k PWM.

Imel sem izkušnje z uporabo svetlečih diod WS2812B in so mi bili zelo všeč, vendar me je skrbela le njihova trenutna poraba v stanju pripravljenosti, ko niso prižgane. Vsaka LED lahko črpa približno 1 mA iz akumulatorja, ko ni vklopljen, s čimer izgublja moč, če nima nobenega namena.

Tudi ko je Attiny85 spal, je bila trenutna poraba DS18B20 in traku WS2812LED z osmimi LED diodami približno 40 mA, kar je bila velika težava.

Obstaja ideja. LED in senzor DS18b20 bi lahko vklopil z uporabo Mosfeta Logic Level.

Pogledal sem na AO3416 MOSFET, ki ima nizko Rds (vklopljeno) 22 momov, ko je bil Vgs 1.8v. Ta MOSFET je bil odlična izbira za vklop v vezje in poskus.

Z uporabo MOSFET -a mi je uspelo zmanjšati potrebo po moči v stanju pripravljenosti s 40mA na manj kot 1uA. Nekaj sem pridobil pravočasno, saj je treba LED, ko je bilo izklopljeno napajanje, znova aktivirati in to je trajalo nekaj časa.

Z otipnim gumbom na sliki lahko prebudite Attiny85 iz globokega spanca in začnete meriti temperaturo.

Na splošno sem bil zadovoljen s celotnim vezjem in se odločil, da je čas za oblikovanje tiskanega vezja za celotno vezje.

3. korak: Oblikovanje tiskanega vezja

Oblikovanje tiskanega vezja v EasyEDA -i je trajalo nekaj časa.

Najprej sem naredil dva preskoka vere

1) LED SK6812 nisem testiral, ker ga nisem imel. Prebral sem dokumentacijo LED in je bila enaka LED WS2812B.

2) Li -Ion polnilni čip LTC4054, nisem imel izkušenj pri oblikovanju.

Prebral sem veliko oblikovalskih opomb za obe napravi in ugotovil, kaj potrebujem.

Za LED SK6812 sem ugotovil, da bo ročno spajkanje bolečina. Nisem pa našel alternative. Easy EDA je sestavni del oblikoval in jaz sem ga uporabil. Prav tako sem na koncu preveril postavitev blazinice glede na mehanske risbe LED in potrdil, da je v skladu s specifikacijami.

LTC4054 je bil dovolj preprost čip za delo. Polnilni tok Li -Ion baterije sem nastavil na 200mA, saj je bila moja baterija 300mA, zaradi česar je polnilni tok manjši od 1C in je na splošno dober za baterijo in polnilnik.

Kupil sem baterijo in ji prilagodil tiskano vezje. Dimenzije tiskanega vezja so 30 mm x 15 mm, vse komponente pa so na zgornji strani tiskanega vezja.

V zadnjem tednu aprila sem naročil na JLCPCB, PCB pa je prišel do prvega tedna maja.

Prijatelj, ki miruje in popravlja telefon, mi je pomagal spajkati vse dele za tiskano vezje. Najtežja je bila LED dioda SK6812. Vse je bilo izjemno dobro spajkano, opravil sem tudi osnovne preizkuse LED in ATtiny. Na spodnji sliki sta LED diodi SK6812 dva bela pravokotnika na robu plošče, na desni strani priključka USB Micro. LTC4054 je majhen 5 -kraki čip na sredini plošče. Beli pravokotnik na spodnjem robu plošče (desno od LTC4054) je gumb za ponastavitev. ATtiny85 je 8 -kraki SOIC čip. tri skrajne desne ploščice povezujejo temperaturni senzor DS18b20.

Imam adapter SOIC clip, ki ga uporabljam za programiranje ATtiny85, kot je prikazano spodaj.

Napredek svojega projekta nenehno posodabljam na Instagramu, tudi z videoposnetki.

4. korak: Uporaba mešalnika

Če želite uporabiti mešalnik, morate le

1) Kovinski senzor potopite v pijačo.

2) Pritisnite gumb na mešalniku

3) Počakajte, da lučke na mešalniku začnejo utripati rumeno. Vaša pijača ima pravo temperaturo za pitje.

5. korak: Ideja naprej

Po raziskavi sem spoznal, da bi bilo dobro, da bi se o projektu pogovarjal in zanj vzbudil zanimanje, preden bi zanj namenil več sredstev.

Naprava deluje od zadnjih dveh mesecev, ko se uporablja dvakrat na dan.

Imam možnost, da se premaknem na termoelement ali pa ostanem pri trenutni izbiri senzorja. Termoelement je bolj odporen na temperature in je na voljo v zelo majhnih velikostih. Po drugi strani je DS18b20 dovolj velik, da ga ni mogoče vstaviti v majhno ovalno režo, ki je na voljo v večini skodelic za kavo, ko kupujete kavo v Starbucksu ali Dunkin Donutsu.

Obstajajo tudi težave z varnostjo. Možno je, da bo kemikalija, uporabljena med postopkom spajkanja in izdelave, iztekla v kavo. Čiščenje mešalnika je še en problem, saj bo v njem baterija, zato mora zasnova to dopuščati. Oblikovati kaj takega ni težko, ni pa tudi nepomembno.

Začel sem predhodno razpravo z nekaj koristnimi industrijskimi oblikovalci, za katere se zdi, da želijo prispevati, da vidimo, kam projekt vodi. Super bo, če bo projekt komercialno uspel in rešil življenja. Držim pesti!