HotOrNot miješalica za kavu: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Pametna miješalica za piće koja vas obavještava kada je sigurno piti bez opekotina.

Inspiracija za ovaj projekat bila je moja. Sklon sam se tome da čaj pijem prebrzo, pa me opeku ili opeku usne ili jezik, a zatim moram pričekati neko vrijeme da se čaj ohladi.

Nedavno je objavljeno istraživanje koje je ukazalo na vezu između pijenja toplog čaja i raka jednjaka. Evo veze do izvornog rada https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-veća-studija-rizika-karcinom-studija-intl/index.html

Projekt je pokušaj male snage u stvaranju jednostavne miješalice koja se može umočiti u vrući napitak. Srce cijelog projekta je čip ATtiny85 koji radi na 8Mhz. Senzor temperature osigurava senzor DS18b20.

Supplies

SOtin čip ATtiny85 ili Digispark modul

Senzor DS18b20

WS2812B LED diode

A03416 Mosfet

Korak 1: Zahtjevi i analiza

Ideju sam započeo zamišljajući kako bi korisnik želio komunicirati s uređajem i kakvo bi bilo njihovo iskustvo. Intervjuisao sam nekoliko svojih prijatelja koristeći društvene mreže i grupe za ćaskanje. To mi je pomoglo da shvatim osnovne zajedničke zahtjeve.

Evo uobičajenih zahtjeva

1) Očekujem da će uređaj raditi dva puta dnevno po mjesec dana, bez potrebe za punjenjem.

2) Očekujem da znam tačnu temperaturu na kojoj se nalazi moje piće.

3) Mogao bih lako očistiti uređaj i pod tekućom vodom.

4) Uopće ne bi trebao biti težak i težiti otprilike olovku.

5) Trebao bi imati faktor miješalice.

6) Trebalo bi se moći prilagoditi svakoj poznatoj vrsti šolje čaja/kave koja je dostupna oko mene.

Neke od njih je bilo lako sresti (na osnovu iskustva), ali neke su bile veliki upitnici. Ipak, počeo sam naručiti dijelove i sastaviti osnovni radni krug koji bih mogao testirati i usavršiti svoje ciljeve.

U početku sam razmišljao da ne stavljam Li -Ion bateriju zbog izvoznih ograničenja i certifikata koje sam morao proći. Planirao sam svoj dizajn oko baterije CR2032.

Baterija je radila nekoliko dana prije nego što se ispraznila i odbačena je jer je veličina proizvoda počela postajati glomazna. Neki moji prijatelji su izglasali cijelu ideju zamjenjive baterije.

Moj početni prototip je takođe bio sa crvenom, žutom i zelenom diskretnom LED diodom vezanom za U/I pinove Attiny85.

Dobivao sam sve bolje informacije o ponašanju sistema, što je donijelo samopouzdanje da nastavim i isprobam kod niske snage za Attiny85.

Korak 2: Prijeđite na WS2812B i MOSFET male snage

Promijenio sam LED sa diskretnih na RGB WS2812, jer sam shvatio da će mi možda trebati više I/0 pinova za drugu upotrebu.

Takođe sam shvatio da diskretne LED diode ne mogu pružiti dobar raspon osvjetljenja kojem sam se nadao, bez pribjegavanja PWM -u.

Imao sam iskustva s korištenjem LED dioda WS2812B i jako su mi se svidjele, ali jedino me brinulo njihovo trenutno stanje napajanja u stanju pripravnosti kada nisu upaljene. Svaka LED dioda može izvući oko 1mA iz baterije kada nije uključena, trošeći energiju ako nema svrhe.

Čak i kada je Attiny85 spavao, trenutna potrošnja DS18B20 i WS2812LED trake od 8 LED dioda bila je oko 40mA, što je bio veliki problem.

Postojala je ideja. Mogao sam uključiti LED diode i senzor DS18b20 pomoću Mosfeta logičke razine.

Bacio sam pogled na AO3416 MOSFET koji ima niske Rds (on) od 22 moma kada je Vgs bio 1,8v. Ovaj MOSFET je bio savršen izbor za umetanje u moj krug i isprobavanje.

Uspio sam smanjiti potrebu za napajanjem u stanju pripravnosti sa 40mA na ispod 1uA pomoću MOSFET -a. Malo sam zaradio na vremenu, jer nakon što je LED napajanju prekinuto, mora se ponovo pokrenuti i to je potrajalo.

Taktilno dugme na slici koristi se za buđenje Attiny85 iz dubokog sna i početak mjerenja temperature.

Sve u svemu, bio sam zadovoljan cijelim krugom i odlučio da je vrijeme za dizajn PCB -a za cijelo kolo.

Korak 3: Dizajniranje PCB -a

Trebalo mi je vremena da dizajniram PCB u EasyEDA -i.

Prvo sam učinio dva skoka vjere

1) Nisam testirao SK6812 LED jer ga nisam imao. Pročitao sam LED dokumentaciju i bila je identična LED WS2812B.

2) Li -Ion čip punjača LTC4054, nisam imao iskustva s dizajnom s njim.

Pročitao sam dosta napomena o dizajnu oba uređaja i shvatio šta mi je potrebno.

Za SK6812 LED, shvatio sam da će mu lemljenje ručno biti bol. Ali nisam mogao pronaći alternativu tome. Easy EDA je dizajnirala komponentu i ja sam je koristio. Takođe sam na kraju proverio raspored uložaka dizajna prema LED mehaničkim crtežima i potvrdio da je u okviru specifikacija.

LTC4054 je bio dovoljno jednostavan čip za rad. Postavio sam struju punjenja Li -Ion baterije na 200mA, jer je moja baterija bila 300mA, što čini struju punjenja manjom od 1C, i općenito je dobra za bateriju i punjač.

Kupio sam bateriju i prilagodio joj PCB. Dimenzije PCB -a su 30 mm x 15 mm, a sve komponente nalaze se na gornjoj strani PCB -a.

Naručio sam u JLCPCB -u prošle sedmice aprila, a PCB -ovi su stigli do prve sedmice maja.

Prijatelj koji ima mirne ruke i popravlja telefon za život pomogao mi je da lemim sve dijelove za PCB. Najteža je bila LED dioda SK6812. Sve je bilo izvanredno lemljeno, a ja sam napravio i osnovne testove na LED -ima i ATtiny -u. Na donjoj slici, LED diode SK6812 su dva bijela pravokutnika na rubu ploče, desno od USB mikro konektora. LTC4054 je mali čip sa 5 nogu u sredini ploče. Bijeli pravokutnik na donjoj ivici ploče (desno od LTC4054) je dugme za poništavanje. ATtiny85 je osmokraki SOIC čip. tri jastučića krajnje desno trebaju spojiti senzor temperature DS18b20.

Imam adapter SOIC isječka koji koristim za programiranje ATtiny85 kao što je prikazano u nastavku.

Na Instagramu stalno ažuriram napredak svog projekta, također i video zapisima.

Korak 4: Upotreba miješalice

Da biste koristili miješalicu, sve što trebate učiniti je

1) Umočite metalni senzor u napitak.

2) Pritisnite dugme na mešalici

3) Pričekajte da LED diode na miješalici počnu treperiti žuto. Vaše piće je na odgovarajućoj temperaturi za piće.

Korak 5: Napredovanje ideje

Nakon istraživanja sam shvatio da bi bila dobra ideja razgovarati o projektu i izazvati interes oko ideje prije nego što na nju uložim više resursa.

Uređaj je u funkciji od posljednja dva mjeseca kada se koristi dva puta dnevno.

Imam izbor da pređem na termopar ili ostanem pri trenutnom izboru senzora. Termopar je otporniji na temperature i dostupan je u vrlo malim veličinama. S druge strane, DS18b20 je dovoljno velik da se ne može umetnuti u mali ovalni otvor koji je dostupan u većini šalica za kavu kada kupujete kavu u Starbucksu ili Dunkin Donutsu.

Postoje i problemi sa sigurnošću. Moguće je da će kemikalija koja se koristi tokom procesa lemljenja i proizvodnje procuriti u kavu. Čišćenje miješalice je još jedan problem, jer će unutar nje biti baterija, pa dizajn mora to dopustiti. Nije teško dizajnirati ovako nešto, ali nije ni trivijalno.

Započeo sam preliminarnu raspravu s nekoliko korisnih industrijskih dizajnera koji su izgleda zainteresirani za doprinos, neka vide gdje projekt vodi. Bit će sjajno ako projekt postane komercijalni uspjeh i pomogne u spašavanju života. Ukršteni prsti!