HotOrNot -roerder: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

'N Slim drankroerder om in kennis te stel wanneer dit veilig is om te drink sonder om verbrand te word.

Die inspirasie vir hierdie projek was my eie. Ek is geneig om te vinnig tee te drink, of ek sing of verbrand in die lippe of tong, en dan moet ek 'n rukkie wag totdat die tee afkoel.

Onlangs was daar 'n navorsing wat 'n verband getoon het tussen die drink van warm tee en slukdermkanker. Hier is die skakel na die oorspronklike koerant https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-hoër-kanker-risiko-studie-intl/index.html

Die projek is 'n poging tot lae krag om 'n eenvoudige roerder te skep wat in 'n warm drank gedoop kan word. Die kern van die hele projek is 'n ATtiny85 -chip wat op 8Mhz werk. Die temperatuurwaarneming word verskaf deur 'n DS18b20 -sensor.

Voorrade

ATtiny85 SOIC -chip of 'n Digispark -module

Sensor DS18b20

WS2812B LED's

A03416 Mosfet

Stap 1: Vereistes en analise

Ek het die idee begin met die verbeelding hoe die gebruiker met die toestel wil kommunikeer en wat hulle ervaring sou wees. Ek het 'n onderhoud met 'n paar van my vriende gevoer met behulp van sosiale media en kletsgroepe. Dit het my gehelp om onderliggende algemene vereistes uit te vind.

Hier is die algemene vereistes

1) Ek verwag dat die toestel 'n maand twee keer per dag werk, sonder om te laai.

2) Ek verwag om die presiese temperatuur van my drank te weet.

3) Ek moet die toestel maklik en met lopende water kan skoonmaak.

4) Dit moet glad nie swaar wees nie en moet ongeveer 'n potlood weeg.

5) Dit moet die vormfaktor van 'n roerder hê.

6) Dit moet in staat wees om aan te pas by elke bekende soort tee/koffiemok wat om my beskikbaar is.

Sommige hiervan was maklik om te ontmoet (gebaseer op ervaring), maar sommige was groot vraagtekens. Tog het ek begin om onderdele te bestel en 'n basiese werkkring saam te stel wat ek kon toets en my doelwitte kon verfyn.

Ek het aanvanklik daaraan gedink om nie 'n Li -ion -battery te plaas nie weens uitvoerbeperkings en sertifikate wat ek sou moes ondergaan. Ek het my ontwerp rondom 'n CR2032 -battery beplan.

Die battery loop 'n hele paar dae voordat dit leegloop en word afgekeur, aangesien die grootte van die produk omslagtig begin raak. Sommige van my vriende het die hele idee van 'n vervangbare battery gestem.

My aanvanklike prototipe was ook met 'n rooi, geel en groen diskrete LED vasgemaak aan die I/O -penne van die Attiny85.

Ek het beter en beter inligting gekry oor die gedrag van die stelsel, wat vertroue gebring het om voort te gaan met die Low Power -kode vir die Attiny85.

Stap 2: Skakel na WS2812B en Low Power MOSFET

Ek het my LED verskuif van diskrete na RGB WS2812, omdat ek besef het dat ek meer I/0 -penne nodig mag hê vir ander gebruike.

Ek het ook agtergekom dat die diskrete LED's nie 'n goeie beligting kan bied waarop ek hoop nie, sonder om PWM te gebruik.

Ek het ondervinding met die gebruik van die WS2812B LED's en ek het baie daarvan gehou, maar my enigste bekommernis was hul huidige standby -trekking as hulle nie brand nie. Elke LED kan ongeveer 1mA uit die battery trek as dit nie aan is nie, en vermors sodoende krag as dit geen doel het nie.

Selfs toe die Attiny85 slaap, was die huidige trekking van die DS18B20 en die WS2812LED -strook van 8 LED's ongeveer 40mA, wat 'n groot probleemgebied was.

Daar was 'n idee. Ek kon die LED's en die DS18b20 -sensor aanskakel met 'n Logic Level Mosfet.

Ek het my oë gevestig op die AO3416 MOSFET met 'n lae Rds (aan) van 22mohm toe die Vgs 1.8v was. Hierdie MOSFET was 'n perfekte keuse om in my kring te probeer en te probeer.

Ek het dit reggekry om die kragbehoefte van bystand van 40mA tot onder 1uA te verlaag deur die MOSFET te gebruik. Ek het betyds gewin, want sodra die krag van die LED afgesny is, moet dit herinitialiseer word, en dit neem tyd om te gebeur.

Die tasbare knoppie in die beeld word gebruik om die Attiny85 uit die diep slaap wakker te maak en die temperatuur te begin meet.

Oor die algemeen was ek tevrede met die hele kring en besluit dat dit tyd is om 'n PCB vir die hele kring te ontwerp.

Stap 3: Ontwerp 'n PCB

Dit het my 'n rukkie geneem om 'n PCB in EasyEDA te ontwerp.

Eerstens was daar twee sprong van geloof wat ek geneem het

1) Ek het die SK6812 LED nie getoets nie, want ek het nie. Ek het gelees oor die LED -dokumentasie en dit was identies aan die WS2812B LED.

2) Met die LTC4054 Li Ion -laadskyfie het ek geen ervaring daarmee gehad nie.

Ek het baie ontwerpaantekeninge vir albei toestelle gelees en uitgevind wat ek nodig het.

Vir die SK6812 LED het ek agtergekom dat dit met die hand soldeer 'n pyn sal wees. Maar ek kon nie 'n alternatief daarvoor vind nie. Easy EDA het die komponent laat ontwerp, en ek het dit gebruik. Ek het ook die uitleg van die ontwerp met die LED -meganiese tekeninge geverifieer en bevestig dat dit binne spesifikasies was.

Die LTC4054 was 'n eenvoudige chip waarmee u kon werk. Ek stel die laadstroom van die Li Ion -battery op 200mA, aangesien my battery 300mA was, wat die laadstroom minder as 1C maak, en dit is oor die algemeen goed vir die battery en die laaier.

Ek het 'n battery gekoop en my PCB daaraan toegerus. Die PCB -afmetings is 30 mm x 15 mm, en al die komponente is aan die bokant van die printplaat.

Ek het die afgelope week van April 'n bestelling by JLCPCB ingedien, en die PCB's het in die eerste week van Mei gekom.

'N Vriend met 'n vaste hand en 'n telefoon herstel, het my gehelp om al die onderdele vir die PCB te soldeer. Die moeilikste was die SK6812 LED. Alles is buitengewoon goed gesoldeer, en ek het ook basiese toetse op die LED's en die ATtiny gedoen. In die onderstaande prent is die SK6812 LED's die twee wit reghoeke aan die rand van die bord, regs van die USB Micro -aansluiting. Die LTC4054 is die klein 5 -been chip in die middel van die bord. Die wit reghoek aan die onderkant van die bord (regs van die LTC4054) is die reset -knoppie. Die ATtiny85 is die 8 -been SOIC -chip. die drie pads heel heel regs is om die DS18b20 temperatuursensor aan te sluit.

Ek het 'n SOIC clip adapter wat ek gebruik om die ATtiny85 te programmeer soos hieronder getoon.

Ek hou aan om my vordering met die projek op Instagram op te dateer, ook met video's.

Stap 4: Gebruik die roerder

Al wat u hoef te doen is om die roerder te gebruik

1) Doop die metaalsensor in u drank.

2) Druk die knoppie op die roerder

3) Wag totdat die LED's op die roerder geel begin knip. U drank het die regte temperatuur om te drink.

Stap 5: Neem die idee vorentoe

Ek het na navorsing besef dat dit 'n goeie idee sou wees om oor die projek te praat en belangstelling rondom die idee te genereer voordat ek meer hulpbronne daaraan toewy.

Die toestel is sedert die afgelope twee maande in werking en is twee keer per dag gebruik.

Ek het die keuse om na 'n termokoppel te gaan of by die huidige sensorkeuse te bly. Die termokoppel is meer bestand teen temperature en is in 'n baie klein grootte beskikbaar. Die DS18b20 aan die ander kant is groot genoeg om nie in die klein ovaalgleuf wat in die meeste koffiekoppies beskikbaar is, te plaas nie, as u koffie by 'n Starbucks of Dunkin Donuts koop.

Daar is ook probleme met veiligheid. Dit is moontlik dat chemikalieë wat tydens die soldeer- en vervaardigingsproses gebruik word, in die koffie sal uitloop. Dit is nog 'n probleem om die roerder skoon te maak, aangesien daar 'n battery in is, sodat die ontwerp dit kan toelaat. Dit is nie moeilik om so iets te ontwerp nie, maar dit is ook nie triviaal nie.

Ek het 'n voorlopige bespreking begin met 'n paar nuttige industriële ontwerpers wat blykbaar belangstel om by te dra; laat ons kyk waarheen die projek lei. Dit sal wonderlik wees as die projek 'n kommersiële sukses word en lewens help red. Hou duim vas!