HotOrNot kohvisegaja: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Nutikas joogisegaja annab märku, kui on ohutu juua ilma põletusteta.

Selle projekti inspiratsioon oli minu oma. Ma kipun teed liiga kiiresti jooma ja huultes või keeles põletama või põletama ning siis pean natuke aega ootama, kuni tee jahtub.

Hiljuti viidi läbi uuring, mis näitas seost kuuma tee joomise ja söögitoruvähi vahel. Siin on link originaalpaberile https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -kõrgema vähiriski uuringu jaoks-intl/index.html

Projekt on väikese võimsusega katse luua lihtne segaja, mida saab kuuma joogi sisse kasta. Kogu projekti süda on ATtiny85 kiip, mis töötab 8Mhz. Temperatuuriandurit pakub DS18b20 andur.

Tarvikud

ATtiny85 SOIC kiip või Digispark moodul

DS18b20 andur

WS2812B LED -id

A03416 Mosfet

Samm: nõuded ja analüüs

Alustasin ideega, et kujutasin ette, kuidas kasutaja sooviks seadmega suhelda ja milline oleks tema kogemus. Intervjueerisin paari oma sõpra sotsiaalmeedia ja vestlusgruppide abil. See aitas mul välja mõelda ühised nõuded.

Siin on ühised nõuded

1) Eeldan, et seade töötab kuu aega kaks korda päevas ilma laadimiseta.

2) Ma eeldan, et saan teada joogi täpse temperatuuri.

3) Ma peaksin suutma seadet kergesti ja voolava veega puhastada.

4) See ei tohiks olla üldse raske ja kaaluda umbes pliiatsit.

5) Sellel peaks olema segisti kuju.

6) See peaks olema võimeline kohanema kõigi teadaolevate tee- ja kohvikruusidega, mis minu ümber saadaval on.

Mõnda neist oli lihtne kohtuda (kogemuste põhjal), kuid mõned olid suured küsimärgid. Sellest hoolimata hakkasin osi tellima ja panin kokku põhilise tööringi, mida saaksin oma eesmärkide testimiseks ja täiustamiseks.

Algselt mõtlesin, et ei pane liitiumioonakut ekspordipiirangute ja sertifikaatide tõttu, mille läbimiseks oleks vaja. Planeerisin oma disaini CR2032 aku ümber.

Aku töötas enne tühjenemist päris mitu päeva ja lükati tagasi, kuna toote suurus hakkas tülikaks muutuma. Mõned mu sõbrad hääletasid välja kogu vahetatava aku idee.

Minu esialgne prototüüp oli ka punase, kollase ja rohelise diskreetse LED -iga, mis olid seotud Attiny85 sisend-/väljundpistikutega.

Sain järjest paremat teavet süsteemi käitumise kohta, mis tõi enesekindluse edasi ja proovis Attiny85 madala võimsusega koodi.

2. samm: minge WS2812B ja väikese võimsusega MOSFET -i juurde

Ma nihutasin oma LED -i diskreetselt RGB WS2812 -le, kuna mõistsin, et muul otstarbel võib vaja minna rohkem I/0 nööpnõelu.

Samuti mõistsin, et diskreetsed valgusdioodid ei suuda ilma PWM -i kasutamata tagada head valgustust, mida ma lootsin.

Mul oli WS2812B LED -ide kasutamise kogemus ja need meeldisid mulle väga, kuid mu ainus mure oli nende ooterežiimi voolutugevus, kui need ei põle. Iga LED võib akust ammutada umbes 1 mA, kui see pole sisse lülitatud, raiskades sellega energiat, kui sellel pole mingit eesmärki.

Isegi siis, kui Attiny85 magas, oli DS18B20 ja WS2812LED 8 LED -riba voolutugevus umbes 40 mA, mis oli suur probleem.

Tekkis idee. Ma saaks LED -id ja DS18b20 anduri sisse lülitada, kasutades loogilise taseme Mosfeti.

Pöörasin pilgu AO3416 MOSFETile, millel on madal Rds (sisse lülitatud) 22 mohm, kui Vgs oli 1,8 v. See MOSFET oli ideaalne valik minu vooluringi lülitamiseks ja proovimiseks.

Mul õnnestus MOSFETi abil vähendada ooterežiimi energiavajadust 40 mA -lt alla 1uA. Võtsin õigel ajal natuke juurde, sest kui LED -i toide katkestati, tuleb see uuesti initsialiseerida ja see võttis aega.

Pildil olevat puutetundlikku nuppu kasutatakse Attiny85 äratamiseks sügavast unest ja temperatuuri mõõtmise alustamiseks.

Üldiselt olin kogu vooluringiga rahul ja otsustasin, et on aeg kavandada kogu vooluringi jaoks trükkplaat.

Samm: trükkplaadi kujundamine

Mul võttis tükk aega, et kujundada trükkplaat EasyEDA -s.

Esiteks tegin kaks hüpet usus

1) Ma ei testinud SK6812 LED -i, kuna mul polnud ühtegi. Lugesin LED -dokumentatsiooni ja see oli identne WS2812B LED -iga.

2) LTC4054 Li Ion laadija kiip, mul polnud selle projekteerimisega kogemusi.

Lugesin mõlema seadme kohta palju disainimärkmeid ja mõistsin, mida vajan.

SK6812 LED -i puhul arvasin, et selle käsitsi jootmine on valus. Aga ma ei leidnud sellele alternatiivi. Easy EDA lasi komponendi kujundada ja ma kasutasin seda. Lõpuks kontrollisin ka disaini padja paigutust LED -mehaaniliste jooniste alusel ja kinnitasin, et see vastab spetsifikatsioonidele.

LTC4054 oli töötamiseks piisavalt lihtne kiip. Seadsin liitiumioonaku laadimisvooluks 200 mA, kuna mu aku oli 300 mA, mis teeb laadimisvoolu alla 1C ning sobib üldiselt akule ja laadijale.

Ostsin aku ja mõõtisin oma trükkplaadi selle järgi. PCB mõõtmed on 30 mm x 15 mm ja kõik komponendid on trükkplaadi ülemisel küljel.

Tegin tellimuse JLCPCB -s aprilli viimasel nädalal ja PCB -d tulid mai esimeseks nädalaks.

Sõber, kellel on kindel käsi ja parandab elatuseks telefoni, aitas mul joota kõik trükkplaadi osad. Kõige raskem oli SK6812 LED. Kõik oli joodetud erakordselt hästi ja olen teinud LED -ide ja ATtiny põhitesti. Alloleval pildil on SK6812 LED -id kaks valget ristkülikut tahvli serval, USB -mikroühenduse paremal. LTC4054 on väike viie jalaga kiip tahvli keskel. Tahvli alumises servas (LTC4054 paremal) olev valge ristkülik on lähtestamisnupp. ATtiny85 on 8 jalaga SOIC -kiip. kolm äärmist parempoolset padjandit ühendavad temperatuurianduri DS18b20.

Mul on SOIC -klambriadapter, mida kasutan ATtiny85 programmeerimiseks, nagu allpool näidatud.

Uuendan oma projekti edenemist Instagramis, ka videotega.

Samm 4: Segaja kasutamine

Segaja kasutamiseks peate vaid tegema

1) Kastke metallist andur joogi sisse.

2) Vajutage segamisseadme nuppu

3) Oodake, kuni segaja LED -id hakkavad kollaselt vilkuma. Teie jook on joomiseks õigel temperatuuril.

5. samm: idee edasiviimine

Mõistsin pärast uurimistööd, et oleks hea mõte rääkida projektist ja tekitada idee vastu huvi, enne kui sellele rohkem ressursse pühendan.

Seade on töötanud alates kahest viimasest kuust, kui seda kasutatakse kaks korda päevas.

Mul on valida, kas kolida termopaari või jääda praeguse andurivaliku juurde. Termopaar on temperatuuridele vastupidavam ja saadaval tõeliselt väikese suurusega. DS18b20 seevastu on piisavalt suur, et seda ei saaks enamikus kohvitassides saadaval olevasse väikesesse ovaalsesse pilusse sisestada, kui ostate kohvi Starbucksist või Dunkin Donutsist.

Ka turvalisusega on probleeme. Võimalik, et jootmis- ja tootmisprotsessi käigus kasutatud kemikaal leostub kohvi. Segaja puhastamine on veel üks probleem, kuna selle sees on aku, nii et disain peab seda võimaldama. Midagi sellist kujundada pole keeruline, kuid see pole ka triviaalne.

Olen alustanud esialgset arutelu paari abivalmis tööstusdisaineriga, kes näivad olevat huvitatud panustama, vaatame, kuhu projekt viib. See on fantastiline, kui projekt saab kaubandusliku edu ja aitab päästa elusid. Pöidlad pihus!