„HotOrNot“kavos maišytuvas: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Išmanusis gėrimų maišytuvas praneša, kada saugu gerti nesudegus.

Šio projekto įkvėpėjas buvo mano paties. Aš linkęs gerti arbatą per greitai, sudeginti ar sudegti lūpose ar liežuvyje, tada turiu šiek tiek palaukti, kol arbata atvės.

Neseniai buvo atliktas tyrimas, kuris parodė ryšį tarp geriamos karštos arbatos ir stemplės vėžio. Čia yra nuoroda į originalų dokumentą https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -į didesnę vėžio rizikos studiją-intl/index.html

Projektas yra mažos galios bandymas sukurti paprastą maišytuvą, kurį galima pamerkti į karštą gėrimą. Viso projekto esmė yra „ATtiny85“lustas, veikiantis 8 MHz dažniu. Temperatūros jutiklį teikia DS18b20 jutiklis.

Prekės

„ATtiny85 SOIC“mikroschema arba „Digispark“modulis

DS18b20 jutiklis

WS2812B šviesos diodai

A03416 Mosfet

1 žingsnis: Reikalavimai ir analizė

Idėją pradėjau nuo įsivaizdavimo, kaip vartotojas norėtų bendrauti su įrenginiu ir kokia būtų jo patirtis. Aš apklausiau porą savo draugų naudodamasis socialine žiniasklaida ir pokalbių grupėmis. Tai padėjo išsiaiškinti pagrindinius bendruosius reikalavimus.

Štai bendri reikalavimai

1) Tikiuosi, kad prietaisas veiks du kartus per dieną mėnesį, nereikia įkrauti.

2) Tikiuosi žinoti tikslią gėrimo temperatūrą.

3) Turėčiau sugebėti lengvai ir švariai išvalyti prietaisą tekančiu vandeniu.

4) Jis neturėtų būti sunkus ir sverti maždaug pieštuku.

5) Jis turėtų būti maišytuvo formos koeficientas.

6) Jis turėtų sugebėti prisitaikyti prie visų žinomų arbatos/kavos puodelių, esančių aplink mane.

Kai kuriuos iš jų buvo lengva sutikti (remiantis patirtimi), tačiau kai kurie buvo dideli klaustukai. Nepaisant to, aš pradėjau užsakyti dalis ir sudėjau pagrindinę darbo grandinę, kurią galėčiau išbandyti ir patobulinti.

Iš pradžių galvojau nedėti ličio jonų akumuliatoriaus dėl eksporto apribojimų ir sertifikatų, kuriuos reikės atlikti. Aš suplanavau savo dizainą pagal CR2032 bateriją.

Baterija veikė kelias dienas, kol išsikrovė, ir buvo atmesta, nes gaminio dydis pradėjo darytis sudėtingas. Kai kurie mano draugai balsavo už pakeičiamos baterijos idėją.

Mano pradinis prototipas taip pat buvo su raudonu, geltonu ir žaliu šviesos diodais, prijungtais prie „Attiny85“įvesties/išvesties kaiščių.

Gavau vis geresnės informacijos apie sistemos elgseną, o tai suteikė pasitikėjimo toliau ir išbandė „Attiny85“mažos galios kodą.

2 veiksmas: pereikite prie WS2812B ir mažos galios MOSFET

Aš pakeičiau savo šviesos diodus iš diskrečių į RGB WS2812, nes supratau, kad gali prireikti daugiau I/0 kaiščių kitiems tikslams.

Aš taip pat supratau, kad atskiri šviesos diodai negali užtikrinti gero apšvietimo diapazono, kurio tikėjausi, nesinaudodamas PWM.

Turėjau patirties naudojant WS2812B šviesos diodus ir man jie labai patiko, tačiau vienintelis rūpestis buvo jų budėjimo režimo srovės pritraukimas, kai jie nešviečia. Kiekvienas šviesos diodas gali įkrauti apie 1 mA iš akumuliatoriaus, kai jis nėra įjungtas, ir taip eikvojama energija, kai ji neveikia.

Net tada, kai „Attiny85“miegojo, dabartinis DS18B20 ir 8 šviesos diodų WS2812LED juostos traukimas buvo apie 40 mA, o tai buvo didelė problema.

Buvo idėja. Galėčiau įjungti šviesos diodus ir DS18b20 jutiklį naudodami „Logic Level Mosfet“.

Aš nukreipiau akis į AO3416 MOSFET, kurio žemas Rds (įjungtas) yra 22 mohm, kai Vgs buvo 1,8 V. Šis MOSFET buvo puikus pasirinkimas įtraukti į mano grandinę ir pabandyti.

Naudodamas MOSFET, man pavyko sumažinti budėjimo režimo energijos poreikį nuo 40 mA iki mažiau nei 1uA. Laikas šiek tiek padidėjo, nes kai tik šviesos diodas buvo išjungtas, jis turi būti iš naujo įjungtas ir tai užtruko.

Nuotraukoje esantis lytėjimo mygtukas naudojamas pažadinti „Attiny85“iš gilaus miego ir pradėti matuoti temperatūrą.

Apskritai aš buvau patenkintas visa grandine ir nusprendžiau, kad atėjo laikas sukurti visos grandinės PCB.

3 žingsnis: PCB projektavimas

Prireikė šiek tiek laiko, kol suprojektavau PCB „EasyEDA“.

Pirma, aš padariau du tikėjimo šuolius

1) Aš neišbandžiau SK6812 šviesos diodo, nes jo neturėjau. Aš perskaičiau LED dokumentus ir jis buvo identiškas WS2812B LED.

2) „LTC4054 Li Ion“įkroviklio lustas, neturėjau patirties projektuojant su juo.

Aš perskaičiau daugybę abiejų prietaisų dizaino pastabų ir supratau, ko man reikia.

Dėl SK6812 šviesos diodo aš supratau, kad litavimas rankomis bus skausmas. Bet neradau jam alternatyvos. „Easy EDA“sudarė komponentą ir aš jį panaudojau. Aš taip pat galiausiai patikrinau dizaino pagalvėlių išdėstymą pagal LED mechaninius brėžinius ir patvirtinau, kad tai atitinka specifikacijas.

LTC4054 buvo pakankamai paprastas lustas, su kuriuo galima dirbti. Ličio jonų akumuliatoriaus įkrovimo srovę nustatiau į 200 mA, nes mano baterija buvo 300 mA, todėl įkrovimo srovė yra mažesnė nei 1 C, ir apskritai tinka akumuliatoriui ir įkrovikliui.

Aš nusipirkau akumuliatorių ir priderinau prie jo savo PCB. PCB matmenys yra 30 mm x 15 mm, o visi komponentai yra viršutinėje PCB pusėje.

Paskutinę balandžio savaitę užsakiau JLCPCB, o PCB pasirodė pirmąją gegužės savaitę.

Draugas, kuris turi tvirtą ranką ir remontuoja telefoną pragyvenimui, padėjo man lituoti visas PCB dalis. Sunkiausias buvo SK6812 šviesos diodas. Viskas buvo lituojama išskirtinai gerai, aš taip pat atlikau pagrindinius šviesos diodų ir „ATtiny“testus. Žemiau esančiame paveikslėlyje SK6812 šviesos diodai yra du balti stačiakampiai plokštės krašte, dešinėje nuo USB mikro jungties. LTC4054 yra mažas 5 kojų lustas lentos viduryje. Baltas stačiakampis apatiniame plokštės krašte (dešinėje nuo LTC4054) yra atstatymo mygtukas. „ATtiny85“yra 8 kojų SOIC lustas. trys pagalvėlės, esančios pačioje kraštutinėje dešinėje, yra prijungti DS18b20 temperatūros jutiklį.

Turiu SOIC spaustuko adapterį, kurį naudoju programuoti ATtiny85, kaip parodyta žemiau.

Aš nuolat atnaujinu savo projekto eigą „Instagram“ir vaizdo įrašus.

4 žingsnis: maišytuvo naudojimas

Norėdami naudoti maišytuvą, viskas, ką jums reikia padaryti

1) Įmerkite metalinį jutiklį į savo gėrimą.

2) Paspauskite maišytuvo mygtuką

3) Palaukite, kol maišytuvo lemputės pradės geltonai mirksėti. Jūsų gėrimas yra tinkamos temperatūros gerti.

5 žingsnis: idėjos įgyvendinimas

Atlikęs tyrimus supratau, kad būtų gera mintis kalbėti apie projektą ir sukelti susidomėjimą šia idėja prieš skiriant tam daugiau išteklių.

Prietaisas veikia nuo paskutinių dviejų mėnesių, kai naudojamas du kartus per dieną.

Turiu pasirinkimą pereiti prie termoporos arba likti prie esamo jutiklio pasirinkimo. Termoelementas yra atsparesnis temperatūrai ir yra tikrai mažo dydžio. Kita vertus, „DS18b20“yra pakankamai didelis, kad jo nebūtų galima įkišti į mažą ovalų lizdą, esantį daugelyje kavos puodelių, perkant kavą „Starbucks“ar „Dunkin Donuts“.

Taip pat yra problemų dėl saugumo. Gali būti, kad cheminė medžiaga, naudojama litavimo ir gamybos proceso metu, pateks į kavą. Maišytuvo valymas yra dar viena problema, nes jo viduje bus baterija, todėl dizainas turi turėti galimybę tai leisti. Suprojektuoti kažką panašaus nėra sunku, tačiau tai nėra taip paprasta.

Pradėjau išankstines diskusijas su pora naudingų pramonės dizainerių, kurie, atrodo, nori prisidėti, pažiūrėkime, kur projektas veda. Bus nuostabu, jei projektas taps komercine sėkme ir padės išgelbėti gyvybes. Sukryžiuoti pirštai!