【趣味DIY】可提醒您及时喝热水的记忆杯垫

发布时间:2013-06-15 阅读量:1081 来源: 发布人:

【导读】很多人常常遇到这样的困扰:早上冲好的咖啡,放着放着就凉了,同事胃不好,需要喝温水,可一忙就忘记了,常常是整杯水都放凉了才想起。想必每 个人都有这样的经历,这次的设计,就是给大家解决这一问题,除了可以节约水资源,还能及时提醒人们饮用热饮,喜欢喝热饮的朋友,以后不必再因为冷却的热饮而苦皱眉头了!

让我们先来看一段演示视频:

工作原理:

这次的杯垫是用废弃的光盘制作的,中间的硬币就是导热材料,下面涂了硅脂,和DS18B20粘在一起。DS18B20就是这次 设计的核心,通过感应温度、并记录温度达到提醒人们喝热饮的功能。在使用非隔热杯子的前提下(材料不限,只要不是隔热的),杯子内液体的温度势必会影响杯 子表层温度,虽然我们不确定杯子表层温度的具体数值,但可以肯定的是,杯子的温度是和里面液体的温度是正比的。根据这个原理,当使用者觉得某个时刻的热饮 温度刚刚好适合自己饮用时,就把杯子放到杯垫上,稍等五六秒钟,给DS18B20一点时间来升温,然后按下“记忆”键,此时杯子外部的温度就被记录到了单片机的eeprom里了,即便是断电后,此数据仍会存在。
 

当下次冲好了一杯咖啡,就可以把杯子放到杯垫上面了,温度传感器会将采集到的温度T值与eeprom里的数值A做比较,当A-1 < T < A+1 时,杯垫侧面的八个二极管就会闪烁,以此来提示主人喝咖啡!

温度的差值也可以根据设计者自行改变,比如在比较寒冷的地区,T与A的差值可以通过改变程序来实现,我在南方,实际测试的时候发现T与A的值在正负1之间就足够了。

记忆键在向单片机记录温度数据的时候,也会擦除之前的数据,这样一个按钮就可以完成杯垫的操作。

作为单片机系统来说,其实就是DS18B20和eeprom的应用,国产的stc单片机大多数都自带了一定大小的eeprom,这就给设计者带来了极大的方便。为了让电路更加简洁,这次选用的是STC11F04E的1T单片机,具备4K的程序存储空间和1K的eeprom空间,20管脚的封装设计大大减小了PCB面积。下面就是原理图:
【趣味DIY】可提醒您及时喝热水的记忆杯垫
 
 

程序设计:

这里要做出说明的是,大多数DS18B20程序代码都是12T 单片机下设计的,而1T 单片机指令速度要比12T 单片机快很多,这就导致了DS18B20程序不能直接拿来调用。笔者根据stc的官方资料,通过计算指令外加逻辑分析仪测试的方式,得出的结论是,11系列的1T 单片机要比12T 单片机指令快6.5倍左右,根据这个数据来修改原始DS18B20程序的延时程序和eeprom 程序,这样就能保证系统的稳定性。STC 的官方资料很明确的给出了eeprom 的原始程序,笔者根据自己的理解,对官方程序作了一些改动,为了使程序更加简洁,应用了C 语言的宏定义,自己也是做了对应的库文件,方便实用。现在的程序代码略长,整理后会补发,程序公开情况请关注工作室腾讯微博:Chinked-out(@136678431)。原理图是用proteus 画的,并不是实物中的STC11F04E 单片机,但端口是通用的,只需要根据原理图对应STC11F04E 单片机连线即可。

制作过程:

一、准备工作

1、像图1中这样,给DS18B20接好导线,并做好绝缘。

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2、利用易拉罐,剪出两个直径在3.5CM 左右的圆形

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3、准备图3中这种较厚的双面胶,五金店里都有卖,很便宜

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4、根据原理图焊接好的电路板,由于电路很简单,这里我就不做过多解释了。

二、组装

1、用双面胶粘好温度传感器和一个金属原片
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2、把刚刚步骤中的圆片粘在光盘上,注意是温度传感器在光盘中间的圆孔位置。
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3、把光盘反过来,由于另一面已经固定好了,就可以直接涂硅脂了,可以多涂点,保证下一步的顺利

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4、然后把四周涂有502胶水的金属圆片像图中那样粘在光盘中间(因为大多数杯子的底部都是凹进去的,所以为了增加接触面,可以用有一定厚度的金属,比如一元硬币,视频中的实物就是硬币)

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5.待胶水干后,就可以在光盘的地面操作了,将电池盒(7号)和电路板粘在光盘上,用前文说的这种双面胶效果很好的,不仅粘的结实,还可以调整高度,保证光盘翻过来放置时是水平的。

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