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[ 单片机 ] 记忆杯垫

2013-5-30 22:06| 发布者: Chinked-out | 查看: 15275 |原作者: chinked-out工作室 |来自: 远程

工作室讨论群:231931086   技术咨询或合作请联系QQ136678431

工作室已经很久没有出作品给大家了,最近我也是忙于工作,就连录制教学视频都是挤时间,本来想在六月份来整理之前的作品,但看到极客迷四周年庆的帖子,很兴奋,自从我发作品到极客迷以来,得到了站长很多帮助,在极客迷一年多来,收获良多,自己的作品得到网友的肯定也是我不断创作的动力。值此极客迷四周年庆之际,此作品献给极客迷网站,献给所有喜欢极客迷的网友!

作品视频:

这次作品的设计初衷是源自个人的生活经验,希望和我有着一样麻烦的技术宅会喜欢这个设计。当代快节奏的工作生活中,忙忙碌碌总使得我们疲惫不堪,一杯热咖啡,一杯温水也许是现代都市人最便捷的放松方式。对于长期坐在电脑前的技术宅来说,一杯热饮除了可以补充我们必须的水分,也可以使我们适当的小憩。

笔者作为职业码农,却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!

工作原理:

值得补充的是,这次的杯垫是用废弃的光盘制作的(无意中给华硕做广告了),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,TA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TA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DS18B20eeprom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STC11F04E1T单片机,具备4K的程序存储空间和1Keeprom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:

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,我整理后会补发,程序公开情况请关注工作室腾讯微博:Chinked-out@136678431)。原理图我是用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。

2、利用易拉罐,剪出两个直径在3.5CM左右的圆形

3、准备图3中这种较厚的双面胶,五金店里都有卖,很便宜

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、像图4这样,用双面胶粘好温度传感器和一个金属原片

2、如图5,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。

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

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)

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。

原理图、hex文件下载:cup.zip

百度网盘下载地址(包括之前的所有设计程序、原理图):

http://pan.baidu.com/share/home?uk=3691829170

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