HotOrNot кофе араластырғыш: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Күйіп қалмастан ішу қауіпсіз екенін ескерту үшін ақылды сусын араластырғыш.

Бұл жобаның шабыты менікі болды. Мен шайды тым тез ішемін, ән айтамын немесе ерінге немесе тілге күйіп қаламын, содан кейін шай суығанша біраз күтуге тура келеді.

Жақында ыстық шай ішу мен өңеш қатерлі ісігінің арасындағы байланысты көрсететін зерттеу болды. Мұнда түпнұсқа қағазға сілтеме бар https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -қатерлі ісік-тәуекелділікті зерттеу-intl/index.html

Жоба - бұл ыстық сусынға батыруға болатын қарапайым араластырғыш жасаудың аз қуатты әрекеті. Барлық жобаның жүрегі - 8 МГц жиілігінде жұмыс істейтін ATtiny85 чипі. Температураны анықтауды DS18b20 сенсоры қамтамасыз етеді.

Жабдықтар

ATtiny85 SOIC чипі немесе Digispark модулі

DS18b20 сенсоры

WS2812B жарық диоды

A03416 Mosfet

1 -қадам: Талаптар мен талдау

Мен идеяны пайдаланушының құрылғымен қалай қарым -қатынас жасағысы келетінін және олардың тәжірибесі қандай болатынын елестетуден бастадым. Мен әлеуметтік желілер мен чат топтары арқылы бірнеше достарыммен сұхбат алдым. Бұл маған негізгі талаптарды анықтауға көмектесті.

Міне, жалпы талаптар

1) Мен құрылғы зарядтауды қажет етпестен, бір ай бойы күніне екі рет жұмыс істейтінін күтемін.

2) Мен сусынның нақты температурасын білемін деп күтемін.

3) Мен құрылғыны ағын сумен оңай тазалай аламын.

4) Ол мүлдем ауыр болмауы керек және салмағы шамамен қарындаш болуы керек.

5) Ол араластырғыштың формалық факторына ие болуы керек.

6) Ол айналамда бар шай/кофе шыныаяқының барлық белгілі түріне бейімделуі керек.

Олардың кейбіреулерімен кездесу оңай болды (тәжірибеге негізделген), бірақ кейбіреулері үлкен сұрақ белгілері болды. Соған қарамастан мен бөлшектерге тапсырыс бере бастадым және өз мақсаттарымды тексере алатын және жетілдіретін негізгі жұмыс схемасын құра бастадым.

Бастапқыда мен экспортқа шектеулер мен сертификаттарға байланысты Li Ion батареясын салмауды ойладым. Мен дизайнымды CR2032 батареясының айналасында жоспарладым.

Батарея заряды таусылғанға дейін бірнеше күн жұмыс істеді және өнімнің көлемі қиын бола бастағандықтан оны қабылдамады. Менің кейбір достарым батареяны ауыстыру идеясына дауыс берді.

Менің алғашқы прототипім Attiny85 құрылғысының енгізу -шығару түйреуіштеріне байланған қызыл, сары және жасыл дискретті жарықдиодты болды.

Мен жүйенің мінез -құлқы туралы жақсы және жақсы ақпарат алдым, бұл сенімділікке және Attiny85 үшін төмен қуат кодын қолдануға мүмкіндік берді.

2 -қадам: WS2812B және төмен қуатты MOSFET -ке ауысыңыз

Мен жарық диодты RGB WS2812 дискілеріне ауыстырдым, себебі мен басқа мақсаттар үшін қосымша I/0 түйреуіштері қажет болуы мүмкін екенін түсіндім.

Мен дискретті жарықдиодты жарықтандырудың жақсы диапазонын PWM -ге жүгінбей -ақ қамтамасыз ете алмайтынын түсіндім.

Менде WS2812B светодиодын қолдану тәжірибесі болды, мен оларға өте ұнадым, бірақ менің жалғыз алаңдаушылығым олардың жарықтандырылмаған кездегі күтудегі ток күші болды. Әрбір жарықдиодты батарея қосылмаса шамамен 1 мА алады, бұл мақсатсыз болса, қуатты жоғалтады.

Attiny85 ұйықтап жатқанда да, DS18B20 мен WS2812LED 8 жарықдиодты жолақтардың ағымдағы тартуы шамамен 40 мА болды, бұл үлкен проблемалық аймақ болды.

Идея болды. Мен жарықдиодты және DS18b20 сенсорын логикалық деңгейлі Mosfet көмегімен қосуға болады.

Мен Vgs 1.8в болғанда 22mohm төмен Rds (қосылу) бар AO3416 MOSFET -ке көз салдым. Бұл MOSFET менің тізбегімді енгізіп көруге тамаша таңдау болды.

Мен MOSFET көмегімен күту режиміндегі қуат қажеттілігін 40mA -дан 1uA -ға дейін төмендете алдым. Уақыт өте келе мен шамалы пайда таптым, себебі жарықдиодты сөндіргеннен кейін оны қайта іске қосу керек және бұл біраз уақытты алды.

Кескіндегі тактильді түйме Attiny85 -ті терең ұйқыдан ояту және температураны өлшеуді бастау үшін қолданылады.

Тұтастай алғанда, мен бүкіл схемаға риза болдым және бүкіл схемаға ПХД құрастырудың уақыты келді деп шештім.

3 -қадам: ПХД құрастыру

EasyEDA -де ПХД құрастыруға біраз уақыт кетті.

Біріншіден, мен қабылдаған екі сенім серпілісі болды

1) Менде SK6812 жарық диоды жоқ, себебі менде жоқ. Мен жарық диодты құжаттаманы оқыдым және ол WS2812B жарық диодтымен бірдей болды.

2) LTC4054 Li Ion зарядтағыш чипі, мен онымен жобалау тәжірибем болмады.

Мен екі құрылғыға арналған көптеген дизайн жазбаларын оқыдым және маған не қажет екенін білдім.

SK6812 жарық диоды үшін оны қолмен дәнекерлеу ауыртпалық болатынын түсіндім. Бірақ мен оған балама таба алмадым. Easy EDA компоненті құрастырылған болатын, мен оны қолдандым. Мен сонымен қатар дизайнның жарық диодты механикалық сызбаларына қарсы орналасуын тексеруді аяқтадым және оның техникалық сипаттамаларға сәйкес келетінін растадым.

LTC4054 жұмыс үшін жеткілікті қарапайым чип болды. Мен Li -Ion батареясының зарядтау токын 200мА -ға қойдым, себебі менің аккумуляторым 300мА болды, бұл зарядтау тогын 1С -тан төмен етеді және жалпы аккумулятор мен зарядтағыш үшін жақсы.

Мен батарея сатып алдым және оған ПХД өлшемін қойдым. ПХД өлшемдері 30 мм x 15 мм, ал барлық компоненттер ПХД жоғарғы жағында орналасқан.

Мен JLCPCB -ге сәуірдің соңғы аптасында тапсырыс бердім, ал ПХД мамырдың бірінші аптасында келді.

Қолы тұрақты және телефонды жөндейтін досым маған ПХД бөлшектерін дәнекерлеуге көмектесті. Ең қиыны SK6812 жарық диоды болды. Барлығы өте жақсы дәнекерленген, мен светодиоды мен ATtiny -де негізгі сынақтарды өткіздім. Төмендегі суретте SK6812 жарық диодты тақтаның шетінде, USB Micro қосқышының оң жағында орналасқан екі ақ тіктөртбұрыш. LTC4054 - тақтаның ортасында орналасқан 5 аяқты шағын чип. Тақтаның төменгі жиегіндегі ақ төртбұрыш (LTC4054 оң жақта) - қалпына келтіру түймесі. ATtiny85 - бұл 8 аяқты SOIC чипі. оң жақтағы үш жастықша DS18b20 температура сенсорын қосады.

Менде төменде көрсетілгендей ATtiny85 бағдарламалау үшін қолданатын SOIC клип адаптері бар.

Мен инстаграмдағы жобаның барысын бейнелермен жаңартып отырамын.

4 -қадам: Араластырғышты қолдану

Араластырғышты пайдалану үшін сізге бар болғаны

1) Металл сенсорды сусынға батырыңыз.

2) Араластырғыштағы түймені басыңыз

3) Араластырғыштағы светодиодтар сары түспен жыпылықтай бастағанша күтіңіз. Сіздің сусын дұрыс ішу температурасында.

5 -қадам: Идеяны алға шығару

Мен зерттеуден кейін түсіндім, бұл жоба туралы сөйлесіп, оған қосымша ресурстар жұмсамай тұрып, қызығушылық тудырған дұрыс.

Құрылғы күніне екі рет қолданылған кезде соңғы екі айдан бері жұмыс істейді.

Менде термопараға көшу немесе сенсордың қазіргі таңдауы бойынша қалу мүмкіндігі бар. Термопара температураға төзімді және шын мәнінде шағын мөлшерде қол жетімді. DS18b20, керісінше, Starbucks немесе Dunkin Donuts -тен кофе сатып алғанда, көптеген кофе шыныаяқтарында болатын кішкене сопақ ұяға салынбайды.

Қауіпсіздік мәселесі де бар. Дәнекерлеу мен дайындау процесінде қолданылатын химиялық заттар кофеге сіңіп кетуі мүмкін. Араластырғышты тазарту - бұл басқа мәселе, себебі оның ішінде батарея болады, сондықтан дизайн оған мүмкіндік беруі керек. Мұндай нәрсені жобалау қиын емес, бірақ бұл да маңызды емес.

Мен жобаның қайда апаратынын көруге көмектесуге қызығушылық танытатын бірнеше пайдалы өнеркәсіп дизайнерлерімен алдын ала талқылауды бастадым. Егер жоба коммерциялық табысқа айналса және адам өмірін сақтап қалса, керемет болады. Саусақтар қиылды!