Pengaduk Kopi HotOrNot: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Pengaduk Minuman cerdas untuk memberi tahu saat aman untuk diminum tanpa terbakar.

Inspirasi untuk proyek ini adalah saya sendiri. Saya cenderung minum teh terlalu cepat, dan menjadi gosong atau terbakar di bibir atau lidah dan kemudian harus menunggu beberapa saat sampai teh menjadi dingin.

Baru-baru ini, ada penelitian yang menunjukkan hubungan antara minum teh panas dan kanker kerongkongan. Berikut link makalah aslinya https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32220 https://edition.cnn.com/2019/03/20/health/hot-tea-linked -to-higher-cancer-risk-study-intl/index.html

Proyek ini merupakan upaya berdaya rendah untuk menciptakan Pengaduk sederhana yang dapat dicelupkan ke dalam minuman panas. Inti dari keseluruhan proyek adalah chip ATtiny85 yang berjalan pada 8Mhz. Penginderaan suhu disediakan oleh Sensor DS18b20.

Perlengkapan

Chip SOIC ATtiny85 atau Modul Digispark

Sensor DS18b20

LED WS2812B

A03416 MOSFET

Langkah 1: Persyaratan dan Analisis

Saya memulai ide dengan membayangkan bagaimana pengguna ingin berinteraksi dengan perangkat dan seperti apa pengalaman mereka. Saya mewawancarai beberapa teman saya menggunakan media sosial dan grup obrolan. Ini membantu saya mengetahui persyaratan umum yang mendasarinya.

Berikut adalah persyaratan umum:

1) Saya berharap perangkat bekerja dua kali sehari selama sebulan, tanpa perlu mengisi daya.

2) Saya berharap mengetahui suhu persis minuman saya.

3) Saya harus dapat membersihkan perangkat dengan mudah dan dengan air mengalir.

4) Seharusnya tidak berat sama sekali, dan beratnya kira-kira kira-kira sebatang pensil.

5) Itu harus memiliki faktor bentuk pengaduk.

6) Itu harus dapat beradaptasi dengan setiap jenis cangkir teh / kopi yang tersedia di sekitar saya.

Beberapa di antaranya mudah ditemui (berdasarkan pengalaman), tetapi ada juga yang menjadi tanda tanya besar. Namun demikian, saya mulai memesan suku cadang dan menyusun rangkaian kerja dasar yang dapat saya uji dan perbaiki tujuan saya.

Saya awalnya berpikir untuk tidak memasang Baterai Li Ion karena pembatasan ekspor dan sertifikasi yang harus saya lalui. Saya merencanakan desain saya di sekitar baterai CR2032.

Baterai berjalan selama beberapa hari sebelum terkuras dan ditolak karena ukuran produk mulai menjadi tidak praktis. Beberapa teman saya memilih seluruh gagasan tentang baterai yang dapat diganti.

Prototipe awal saya juga dengan LED diskrit Merah, Kuning dan Hijau yang diikatkan ke pin I/O Attiny85.

Saya mendapatkan informasi yang lebih baik dan lebih baik tentang perilaku sistem, yang membawa kepercayaan diri untuk terus maju dan mencoba kode Daya Rendah untuk Attiny85.

Langkah 2: Beralih ke WS2812B dan MOSFET Daya Rendah

Saya menggeser LED saya dari diskrit ke RGB WS2812, karena saya menyadari saya mungkin membutuhkan lebih banyak Pin I/0 untuk kegunaan lain.

Saya juga menemukan bahwa LED diskrit tidak dapat memberikan rentang penerangan yang baik yang saya harapkan, tanpa menggunakan PWM.

Saya memiliki pengalaman menggunakan LED WS2812B dan saya sangat menyukainya, tetapi satu-satunya kekhawatiran saya adalah arus siaga mereka saat tidak menyala. Setiap LED dapat menarik sekitar 1mA dari Baterai saat tidak menyala, sehingga membuang daya saat tidak berfungsi.

Bahkan ketika Attiny85 sedang tidur, penarikan saat ini dari DS18B20 dan strip WS2812LED dari 8 LED adalah sekitar 40mA, yang merupakan area masalah besar.

Ada ide. Saya dapat menyalakan LED dan sensor DS18b20 menggunakan MOSFET Level Logika.

Saya mengarahkan pandangan saya pada MOSFET AO3416 yang memiliki Rds(on) rendah sebesar 22mohm ketika Vgs adalah 1.8v. MOSFET ini adalah pilihan yang sempurna untuk dimasukkan ke dalam sirkuit saya dan mencoba.

Saya berhasil menurunkan kebutuhan daya siaga dari 40mA ke bawah 1uA dengan menggunakan MOSFET. Saya mendapatkan sedikit waktu, karena begitu daya ke LED terputus, itu harus diinisialisasi ulang dan itu membutuhkan waktu untuk terjadi.

Tombol taktil pada gambar digunakan untuk membangunkan Attiny85 dari tidur nyenyak dan mulai mengukur suhu.

Secara keseluruhan, saya senang dengan keseluruhan sirkuit dan memutuskan sudah waktunya untuk merancang PCB untuk seluruh sirkuit.

Langkah 3: Merancang PCB

Butuh beberapa saat untuk mendesain PCB di EasyEDA.

Pertama ada dua lompatan keyakinan yang saya ambil

1) Saya tidak menguji LED SK6812 karena saya tidak memilikinya. Saya membaca dokumentasi LED dan itu identik dengan LED WS2812B.

2) Chip pengisi daya Li Ion LTC4054, saya tidak punya pengalaman mendesain dengannya.

Saya membaca banyak catatan desain untuk kedua perangkat dan menemukan apa yang saya butuhkan.

Untuk LED SK6812, saya tahu bahwa menyoldernya dengan tangan akan merepotkan. Tetapi saya tidak dapat menemukan alternatif untuk itu. Easy EDA memiliki komponen yang dirancang, dan saya menggunakannya. Saya juga akhirnya memverifikasi tata letak pad desain terhadap gambar mekanis LED dan memastikannya sesuai spesifikasi.

LTC4054 adalah chip yang cukup sederhana untuk digunakan. Saya mengatur arus pengisian Baterai Li Ion ke 200mA, karena baterai saya 300mA, yang membuat arus pengisian kurang dari 1C, dan secara keseluruhan bagus untuk baterai dan pengisi daya.

Saya membeli baterai dan mengukur PCB saya untuk itu. Dimensi PCB adalah 30mm x 15mm, dan semua komponen berada di sisi atas PCB.

Saya memesan di JLCPCB pada minggu terakhir bulan April, dan PCB datang pada minggu pertama bulan Mei.

Seorang teman yang memiliki tangan tetap dan memperbaiki telepon untuk mencari nafkah membantu saya menyolder semua bagian untuk PCB. Yang paling sulit adalah LED SK6812. Semuanya disolder dengan sangat baik, dan saya telah melakukan tes dasar pada LED dan ATtiny juga. Pada gambar di bawah, LED SK6812 adalah dua persegi panjang putih di tepi papan, di sebelah kanan konektor USB Micro. LTC4054 adalah chip kecil berkaki 5 di tengah papan. Persegi panjang putih di tepi bawah papan (kanan LTC4054) adalah tombol reset. ATtiny85 adalah chip SOIC berkaki 8. tiga bantalan di paling kanan yang paling ekstrim untuk menghubungkan sensor suhu DS18b20.

Saya memiliki adaptor klip SOIC yang saya gunakan untuk memprogram ATtiny85 seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Saya terus memperbarui kemajuan proyek saya di Instagram, dengan video juga.

Langkah 4: Menggunakan Pengaduk

Untuk menggunakan pengaduk, yang harus Anda lakukan adalah

1) Celupkan sensor logam ke dalam minuman Anda.

2) Tekan tombol pada Pengaduk

3) Tunggu hingga led pada pengaduk mulai berkedip kuning. Minuman Anda berada pada suhu yang tepat untuk diminum.

Langkah 5: Mengambil Ide ke Depan

Saya menyadari setelah penelitian bahwa merupakan ide yang baik untuk membicarakan proyek dan membangkitkan minat seputar ide tersebut sebelum saya memberikan lebih banyak sumber daya untuk itu.

Perangkat sudah beroperasi sejak dua bulan terakhir saat digunakan dua kali sehari.

Saya memiliki pilihan untuk pindah ke termokopel atau tetap dengan pilihan sensor saat ini. Termokopel lebih tahan terhadap suhu dan tersedia dalam ukuran yang sangat kecil. DS18b20 di sisi lain cukup besar untuk tidak dapat dimasukkan ke dalam slot oval kecil yang tersedia di sebagian besar cangkir kopi, saat Anda membeli kopi di Starbucks atau Dunkin Donuts.

Ada juga masalah dengan keamanan. Ada kemungkinan bahan kimia yang digunakan selama proses penyolderan dan pembuatan akan larut ke dalam kopi. Membersihkan stirrer adalah masalah lain, karena akan ada baterai di dalamnya, jadi desainnya harus memungkinkan. Tidak sulit untuk merancang sesuatu seperti ini, tetapi juga tidak sepele.

Saya telah memulai diskusi awal dengan beberapa desainer industri yang membantu yang tampaknya tertarik untuk berkontribusi, mari kita lihat ke mana arah proyek ini. Akan luar biasa jika proyek ini sukses secara komersial dan membantu menyelamatkan nyawa. Semoga saja!