HotOrNot Coffee Stirrer: 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Խելացի ըմպելիքի խառնիչ ՝ ծանուցելու համար, թե երբ է անվտանգ խմել ՝ առանց այրվելու:

Այս նախագծի ոգեշնչումը իմն էր: Ես հակված եմ շատ արագ թեյ խմել և երգել կամ այրվել շուրթերի կամ լեզվի մեջ, այնուհետև ստիպված եմ որոշ ժամանակ սպասել, մինչև թեյը սառչի:

Վերջերս կատարվեց մի հետազոտություն, որը ցույց տվեց տաք թեյ խմելու և կերակրափողի քաղցկեղի միջև կապը: Ահա հոդվածի բնօրինակը ՝ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-above-cancer-risk-study-intl/index.html

Նախագիծը powerածր էներգիայի փորձ է `ստեղծելու մի պարզ խառնիչ, որը կարելի է թաթախել տաք ըմպելիքի մեջ: Ամբողջ նախագծի էությունը ATtiny85 չիպն է, որն աշխատում է 8 ՄՀց հաճախականությամբ: Temperatureերմաստիճանի գնահատումն ապահովում է DS18b20 ցուցիչ:

Պարագաներ

ATtiny85 SOIC չիպ կամ Digispark մոդուլ

DS18b20 ցուցիչ

WS2812B LED- ներ

A03416 Mosfet

Քայլ 1: Պահանջներ և վերլուծություն

Գաղափարը սկսեցի պատկերացնելով, թե ինչպես օգտվողը կցանկանար շփվել սարքի հետ և ինչպիսին կլիներ նրա փորձը: Ես հարցազրույց վերցրեցի մի քանի ընկերներիս, օգտագործելով սոցիալական լրատվամիջոցները և զրուցարանները: Սա ինձ օգնեց պարզել հիմնական ընդհանուր պահանջները:

Ահա ընդհանուր պահանջները

1) Ես ակնկալում եմ, որ սարքը կաշխատի օրական երկու անգամ մեկ ամսվա ընթացքում, առանց լիցքավորման անհրաժեշտության:

2) Ես ակնկալում եմ իմանալ իմ խմիչքի ճշգրիտ ջերմաստիճանը:

3) Ես պետք է կարողանամ սարքը մաքրել հեշտությամբ և հոսող ջրով:

4) Այն ընդհանրապես չպետք է ծանր լինի, և պետք է մոտավորապես կշռի մատիտի մոտ:

5) Այն պետք է ունենա խառնիչի ձևի գործոն:

6) Այն պետք է կարողանա հարմարվել իմ շուրջը առկա թեյի/սուրճի ամեն հայտնի բաժակին:

Դրանցից մի քանիսը հեշտ էր հանդիպել (փորձի հիման վրա), բայց ոմանք մեծ հարցական նշաններ էին: Այնուամենայնիվ, ես սկսեցի պատվիրել մասեր և հավաքեցի հիմնական աշխատանքային մի շրջան, որը կարող էի ստուգել և կատարելագործել իմ նպատակները:

Սկզբում ես մտածում էի Li Ion մարտկոց չդնել ՝ արտահանման սահմանափակումների և սերտիֆիկատների պատճառով, որոնցով կպահանջեի անցնել: Ես նախագծեցի իմ դիզայնը CR2032 մարտկոցի շուրջ:

Մարտկոցը բավականին մի քանի օր աշխատեց, մինչև այն լիցքաթափվեց և մերժվեց, քանի որ արտադրանքի չափերը սկսում էին բարդ լինել: Իմ ընկերներից ոմանք քվեարկեցին փոխարինելի մարտկոցի ամբողջ գաղափարը:

Իմ նախնական նախատիպը նույնպես կարմիր, դեղին և կանաչ առանձին LED- ով էր, որը կապված էր Attiny85- ի I/O կապումներին:

Ես ավելի ու ավելի լավ տեղեկատվություն ստացա համակարգի վարքագծի մասին, ինչը վստահություն բերեց առաջ գնալ և փորձել ցածր էներգիայի կոդը Attiny85- ի համար:

Քայլ 2: Տեղափոխեք դեպի WS2812B և ցածր էներգիայի MOSFET

Ես իմ LED- ն դիսկրետից տեղափոխեցի RGB WS2812 լուսադիոդներ, քանի որ հասկացա, որ այլ օգտագործման համար ինձ կարող են անհրաժեշտ լինել ավելի շատ I/0 կապում:

Ես նաև պարզեցի, որ առանձին LED- ները չեն կարող ապահովել լուսավորության լավ տեսականի, որի վրա ես հույս ունեի, առանց PWM- ի դիմելու:

Ես ունեի WS2812B LED- ների օգտագործման փորձ և դրանք ինձ շատ դուր եկան, բայց իմ միակ անհանգստությունը նրանց սպասման ընթացիկ խաղարկությունն էր, երբ դրանք չեն լուսավորված: Յուրաքանչյուր LED կարող է մարտկոցից վերցնել մոտ 1 մԱ, երբ այն միացված չէ, դրանով իսկ վատնելով էներգիան, երբ այն անիմաստ է:

Նույնիսկ երբ Attiny85- ը քնած էր, DS18B20- ի և 8 LED- ների WS2812LED շղթայի ընթացիկ խաղարկությունը կազմում էր մոտ 40 մԱ, ինչը մեծ խնդրահարույց տարածք էր:

Գաղափար կար. Ես կարող էի միացնել LED- ները և DS18b20 սենսորը `օգտագործելով տրամաբանական մակարդակի Mosfet:

Ես աչք դրեցի AO3416 MOSFET- ի վրա, որն ունի ցածր Rds (on) 22 մմմ, երբ Vgs- ը 1.8v էր: Այս MOSFET- ը կատարյալ ընտրություն էր իմ շղթայի մեջ դնելու և փորձելու համար:

Մոսոֆետի միջոցով ինձ հաջողվեց իջեցնել սպասման էներգիայի կարիքը 40 մԱ -ից մինչև 1 աուԱ: Ես ժամանակին մի փոքր շահեցի, քանի որ LED- ի էներգիան անջատվելուց հետո այն պետք է վերագործարկվի, և դա որոշ ժամանակ պահանջեց:

Պատկերի շոշափելի կոճակը օգտագործվում է Attiny85- ը խոր քնից արթնացնելու և ջերմաստիճանը չափելու համար:

Ընդհանուր առմամբ, ես գոհ էի ամբողջ շրջանից և որոշեցի, որ ժամանակն է նախագծել PCB ամբողջ շրջանի համար:

Քայլ 3: PCB- ի նախագծում

Ինձ որոշ ժամանակ պահանջվեց EasyEDA- ում PCB նախագծելու համար:

Առաջին հերթին, ես հավատքի երկու թռիչք կատարեցի

1) Ես չեմ փորձարկել SK6812 LED- ը, քանի որ չունեի: Ես կարդացի LED փաստաթղթերը և այն նույնական էր WS2812B LED- ի հետ:

2) LTC4054 Li Ion լիցքավորման չիպը, ես դրա հետ նախագծման փորձ չունեի:

Ես կարդացի բազմաթիվ դիզայներական նշումներ երկու սարքերի համար և պարզեցի, թե ինչն է ինձ պետք:

SK6812 LED- ի համար ես պարզեցի, որ այն ձեռքով զոդելը ցավ է պատճառելու: Բայց ես դրան այլընտրանք չգտա: Հեշտ EDA- ն մշակեց բաղադրիչը, և ես այն օգտագործեցի: Ես նաև ավարտեցի դիզայնի բարձիկի դասավորության ստուգումը LED մեխանիկական գծագրերի համեմատ և հաստատեցի, որ այն բնութագրերի սահմաններում է:

LTC4054- ը բավականին պարզ չիպ էր, որի հետ աշխատելու համար: Ես Li Ion մարտկոցի լիցքավորման հոսանքը սահմանեցի 200 մԱ, քանի որ իմ մարտկոցը 300 մԱ էր, ինչը լիցքավորման հոսանքը դարձնում է 1C- ից պակաս, և ընդհանուր առմամբ լավ է մարտկոցի և լիցքավորիչի համար:

Ես մարտկոց գնեցի և չափեցի իմ PCB- ն դրան: PCB- ի չափսերն են 30mm x 15mm, և բոլոր բաղադրիչները գտնվում են PCB- ի վերին մասում:

Ես պատվիրեցի JLCPCB- ին ապրիլի վերջին շաբաթվա ընթացքում, և PCB- ները եկան մայիսի առաջին շաբաթվա ընթացքում:

Ընկերուհին, ով կայուն ձեռք ունի և նորոգում է հեռախոսը, օգնեց ինձ կպցնել PCB- ի բոլոր մասերը: Ամենադժվարը SK6812 LED- ն էր: Ամեն ինչ բացառապես լավ զոդվեց, և ես հիմնական թեստեր եմ կատարել LED- ների և ATtiny- ի վրա, ինչպես նաև: Ստորև բերված պատկերում SK6812 LED- ները երկու սպիտակ ուղղանկյուններ են տախտակի եզրին ՝ USB Micro միակցիչի աջ կողմում: LTC4054- ը տախտակի մեջտեղում գտնվող փոքրիկ 5 ոտանի չիպն է: Տախտակի ներքևի եզրին գտնվող սպիտակ ուղղանկյունը (LTC4054 աջից) վերակայման կոճակն է: ATtiny85- ը 8 ոտանի SOIC չիպ է: ծայրահեղ աջ երեք բարձիկները պետք է միացնեն DS18b20 ջերմաստիճանի տվիչը:

Ես ունեմ SOIC սեղմիչ ադապտեր, որն օգտագործում եմ ATtiny85- ը ծրագրելու համար, ինչպես ցույց է տրված ստորև:

Ես շարունակում եմ թարմացնել իմ նախագծի առաջընթացը Instagram- ում, ինչպես նաև տեսանյութերով:

Քայլ 4: Շարժիչի օգտագործումը

Ակտիվացուցիչն օգտագործելու համար մնում է միայն

1) Թրջեք մետաղական տվիչը ձեր ըմպելիքի մեջ:

2) Սեղմեք Խառնիչի կոճակը

3) Սպասեք, որ ազդանշանի լուսարձակները սկսեն դեղին թարթել: Ձեր ըմպելիքը խմելու ճիշտ ջերմաստիճանում է:

Քայլ 5. Գաղափարը առաջ տանելը

Հետազոտությունից հետո հասկացա, որ լավ գաղափար կլիներ խոսել ծրագրի մասին և հետաքրքրություն առաջացնել գաղափարի շուրջ, նախքան դրան ավելի շատ միջոցներ հատկացնելը:

Սարքը գործում է վերջին երկու ամսից, երբ օգտագործվում է օրական երկու անգամ:

Ես ընտրություն ունեմ տեղափոխվել ջերմատիպ կամ մնալ սենսորների ներկայիս ընտրությամբ: Թերմոկույտն ավելի դիմացկուն է ջերմաստիճանի նկատմամբ և հասանելի է իսկապես փոքր չափսերով: Մյուս կողմից, DS18b20- ը բավականաչափ մեծ է, որպեսզի չկարողանա տեղադրվել փոքր օվալաձև անցքի մեջ, որը առկա է սուրճի բաժակների մեծ մասում, երբ սուրճ եք գնում Starbucks- ից կամ Dunkin Donuts- ից:

Կան նաև անվտանգության հետ կապված խնդիրներ: Հնարավոր է, որ զոդման և արտադրության գործընթացում օգտագործվող քիմիական նյութը ներթափանցի սուրճի մեջ: Խառնիչը մաքրելը մեկ այլ խնդիր է, քանի որ դրա ներսում մարտկոց է լինելու, ուստի դիզայնը պետք է կարողանա դա թույլ տալ: Դժվար չէ նման բան ձևավորել, բայց նաև մանրուք չէ:

Ես նախնական քննարկում եմ սկսել մի քանի օգտակար արդյունաբերական դիզայներների հետ, ովքեր, կարծես, շահագրգռված են իրենց ներդրումն ունենալ, տեսնենք, թե ուր է տանում նախագիծը: Սարսափելի կլինի, եթե նախագիծը դառնա առևտրային հաջողություն և օգնի կյանքեր փրկել: Մատները խաչած