HotOrNot miješalica za kavu: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Pametna miješalica za piće koja vas obavještava kada je sigurno piti, a da se ne opečete.

Inspiracija za ovaj projekt bila je moja vlastita. Sklon sam se tome da čaj pijem prebrzo, zapijem ili opečem usne ili jezik, a zatim moram pričekati neko vrijeme da se čaj ohladi.

Nedavno je provedeno istraživanje koje je ukazalo na vezu između pijenja vrućeg čaja i raka jednjaka. Evo veze na izvorni rad https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-veći-rizik-karcinom-studija-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.

Pribor

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. Intervjuirao sam nekoliko svojih prijatelja koristeći društvene mreže i chat grupe. To mi je pomoglo da shvatim temeljne zajedničke zahtjeve.

Evo zajedničkih zahtjeva

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

2) Očekujem da znam točnu temperaturu na kojoj se nalazi moj napitak.

3) Trebao bih moći čistiti uređaj jednostavno i tekućom vodom.

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

5) Trebao bi imati faktor miješalice.

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

Neke od njih bilo je lako upoznati (na temelju iskustva), ali neke su bile veliki upitnici. Ipak, počeo sam naručivati 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 bih trebao 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 od mojih prijatelja su izglasali cijelu ideju zamjenjive baterije.

Moj početni prototip također je bio s crvenom, žutom i zelenom diskretnom LED -om vezanu za U/I pinove Attiny85.

Dobivao sam sve bolje informacije o ponašanju sustava, što je donijelo samopouzdanje za nastavak i isprobavanje Low Power koda 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 za drugu upotrebu možda trebati više I/0 pinova.

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

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

Čak i kad je Attiny85 spavao, trenutna potrošnja DS18B20 i WS2812LED trake od 8 LED dioda bila je oko 40 mA, 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 (uključene) 22mohma kad je Vgs bio 1,8v. Ovaj MOSFET bio je savršen izbor za staviti u svoj krug i isprobati.

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

Taktilni gumb 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 cijeli krug.

Korak 3: Projektiranje PCB -a

Trebalo mi je neko vrijeme 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 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 što mi treba.

Za SK6812 LED, shvatio sam da će mu lemljenje ručno biti bol. Ali nisam mogao pronaći alternativu tome. Easy EDA je komponentu dizajnirala i ja sam je koristio. Također sam na kraju provjerio izgled jastučića dizajna prema LED mehaničkim crtežima i potvrdio da je unutar specifikacija.

LTC4054 je bio dovoljno jednostavan čip za rad. Ja sam postavio 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 tiskane ploče su 30 mm x 15 mm, a sve komponente nalaze se na gornjoj strani tiskane ploče.

Naručio sam u JLCPCB -u u zadnjem tjednu travnja, a PCB -i su stigli do prvog tjedna u svibnju.

Prijatelj koji ima mirne ruke i popravlja telefon za život pomogao mi je lemiti sve dijelove za PCB. Najteža je bila LED dioda SK6812. Sve je bilo izvanredno lemljeno, a ja sam napravio i osnovne testove na LED diodama i ATtinyju. Na donjoj slici, LED diode SK6812 dva su bijela pravokutnika na rubu ploče, desno od USB mikro priključka. LTC4054 je mali čip sa 5 nogu u sredini ploče. Bijeli pravokutnik na donjem rubu ploče (desno od LTC4054) gumb je za poništavanje. ATtiny85 je 8 -kraki SOIC čip. tri jastučića krajnje desno trebaju spojiti senzor temperature DS18b20.

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

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 gumb na mješalici

3) Pričekajte da LED diode na miješalici počnu treperiti žuto. Vaše piće ima odgovarajuću temperaturu za piće.

Korak 5: Napredovanje ideje

Nakon istraživanja shvatio sam da bi bilo dobro razgovarati o projektu i izazvati interes oko ideje prije nego što na nju uložim više sredstava.

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

Imam izbor preći na termoelement ili ostati pri trenutnom izboru senzora. Termoelement je otporniji na temperature i dostupan je u jako 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 problemi i sa sigurnošću. Moguće je da će kemikalija korištena tijekom procesa lemljenja i proizvodnje procuriti u kavu. Čišćenje miješalice drugi je problem jer će unutar nje biti baterija pa dizajn mora to dopustiti. Ovako nešto nije teško dizajnirati, ali nije ni trivijalno.

Započeo sam preliminarnu raspravu s nekoliko korisnih industrijskih dizajnera koji su, čini se, zainteresirani za doprinos, neka vide gdje projekt vodi. Bit će sjajno ako projekt postane komercijalni uspjeh i pomogne spasiti živote. Prekriženi prsti!