गैर-संपर्क तापमान माप के साथ स्मार्ट पेय स्टैंड

मैंने कितनी बार अपने लिए कॉफ़ी या चाय बनाई, ठंडा करने के लिए अलग सेट किया, अपने व्यवसाय के बारे में जाना: मैंने अध्ययन किया, प्रोग्राम किया, गेम ऑफ थ्रोंस देखा। और जब मुझे याद आया, तो सब कुछ पहले से ही गर्म था, और गर्म चाय या कॉफी से ज्यादा घृणित कुछ भी नहीं है। इस समस्या को किसी तरह हल किया जाना था, और इसलिए मैंने चाय, कॉफी, बीयर, सूप, आदि के लिए एक स्मार्ट स्टैंड बनाना शुरू कर दिया। TI से TMP006 के माध्यम से गैर-संपर्क तापमान माप के आधार पर। यह विचार कप के तापमान को मापने के लिए स्टैंड के लिए है और जैसे ही मेरा पेय मेरे पसंदीदा तापमान पर पहुंचता है, वैसे ही बीप देना चाहिए।

TMP006 सेंसर 8-16 माइक्रोन की सीमा में एक डिश की सतह के थर्मल विकिरण को मापकर किसी वस्तु के तापमान की गणना करता है। यह आपको बिना किसी संपर्क के तापमान को मापने की अनुमति देता है। आदर्श, चूंकि सभी कप आकार और आकार में भिन्न होते हैं।

सिलिकॉनलैब्स माइक्रोकंट्रोलर्स को कम बिजली की खपत और सापेक्ष कम लागत की विशेषता है। चूंकि मैं चाहता हूं कि स्टैंड एक ही बैटरी (CR2032) पर अपेक्षाकृत लंबे समय तक काम करे, इसलिए बिजली की खपत यहां एक बड़ी भूमिका निभाती है।

RTC पर स्लीप मोड में, EFM32ZG केवल 4 CA का उपयोग करता है। स्टैंडबाय मोड में TMP006 1 inA का उपयोग करता है। अतिरिक्त घटकों में बूस्ट अप कनवर्टर NCP1402 (एलईडी और ट्वीटर के लिए) शामिल हैं, जो स्टैंडबाय मोड में लगभग 1byA खाता है।

सबसे पहले, मैंने तैयार किए गए मॉड्यूल से EFM32 Zero Gecko (ARM M0 +) पर आधारित एक प्रोटोटाइप को इकट्ठा किया। स्लीप मोड में, जब RTC चालू होता है, तो सिस्टम 11-12 .A खपत करता है।



स्लीप मोड में, सिस्टम 10 सेकंड खर्च करता है, फिर उठता है और जांचता है कि क्या टच सक्रियण बटन दबाया गया है। यदि दबाया जाता है, तो उपयोगकर्ता को वांछित तापमान निर्धारित करने के लिए प्रेरित किया जाता है। बाइनरी कोडिंग में 8 एलईडी पर तापमान प्रदर्शित किया जाता है।

EFM32ZG के बाद TMP006 चालू करता है और सो जाता है। माप लेने के लिए सेंसर को एक सेकंड की आवश्यकता होती है। सक्रिय मोड में, यह 220-240µA खपत करता है। जैसे ही परिणाम तैयार होता है, माइक्रोकंट्रोलर जाग जाता है, TMP006 रजिस्टरों के मूल्यों को पढ़ता है, बहुत मुश्किल गणना करता है और अंत में सतह का तापमान प्राप्त करता है। यदि तापमान वांछित से अधिक है, तो पूरी प्रणाली 10 सेकंड के लिए सो जाती है, फिर माप दोहराती है। वांछित तापमान तक पहुँचने के मामले में, एक ध्वनि संकेत लगता है - आपकी कॉफी आदर्श तापमान तक पहुँच गई है।

वैसे, एक अतिरिक्त कार्य है: तापमान को मापें और इसे भविष्य के लिए वांछित रखें। स्टैंड का आकार 10x10 सेमी है। यह एक बोर्ड बनाने का समय है (मैं KiCad का उपयोग करता हूं):







जबकि बोर्ड उत्पादन में थे (ragworm.uk से आदेश दिया गया), मैं रचनात्मक द्वारा मारा गया था। ऊपर और नीचे कवर बनाया:



एक स्थानीय लेजर कटिंग / उत्कीर्णन सेवा में ऑर्डर किया गया। 10 दिनों में पहुंचे बोर्ड: गुणवत्ता खराब है, लेकिन कार्यात्मक घायल नहीं था।



मैंने कुछ गंभीर और बेवकूफी भरी गलतियाँ कीं, लेकिन चूंकि यह मेरा पहला प्रोजेक्ट है, इसलिए मैं खुश हूँ। कोडिंग और डिबगिंग की कई रातों की नींद के बाद, इसने काम किया:



यह TMP006 को कैलिब्रेट करने का समय है। प्रत्येक प्रणाली के लिए, सेंसर और बोर्ड के बीच तापीय चालकता को ध्यान में रखने के लिए एक समय लेने वाली अंशांकन की आवश्यकता होती है, सेंसर के देखने का क्षेत्र कितना बड़ा है, आदि। TMP006 अपने आप में एक बहुत ही रोचक और चालाक जानवर है, यह सिर्फ काम नहीं करेगा।

Pt1000 (+ -0.1 ° C) पर आधारित उच्च परिशुद्धता थर्मामीटर के साथ गर्म पानी के साथ एक कांच के पकवान पर अंशांकन किया गया था।



इस तरह के बर्तनों के साथ सटीकता + -1 डिग्री सेल्सियस है!

प्रणाली सिरेमिक कप, प्लास्टिक और पेपर के साथ भी अच्छी तरह से काम करती है। यह सब एमिसिटी स्थिरांक पर निर्भर करता है। कई सामग्रियों के लिए, यह 0.95-0.85 के क्षेत्र में है। लेकिन धातुएं बहुत कम होती हैं, खासकर एक पॉलिश सतह के साथ।

एक अन्य समस्या मोटी कप है, जिसमें पानी और बाहर की सतह का तापमान बहुत अलग है।
जहां तक ​​मुझे ऊष्मप्रवैगिकी पर व्याख्यान याद है, पानी का तापमान जितना अधिक होगा, अंतर उतना ही अधिक होगा। मेरे मोटे मग में, पानी का तापमान 75 डिग्री सेल्सियस पर 10 डिग्री सेल्सियस और 60 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 3 डिग्री सेल्सियस तक जा सकता है। सूत्र की खोज करना आवश्यक है, शायद इस त्रुटि को आसानी से ठीक किया जा सकता है।

और अब, उत्पाद तैयार है:









सिस्टम मामूली कीड़े के अपवाद के साथ, जैसा कि मुझे चाहिए, काम करता है, जिसे मैं जल्द ही समाप्त कर दूंगा। मेरी माप के अनुसार, एक बैटरी 6-10 महीने (लगभग 2 साल तक स्टैंडबाय मोड में) तक रहनी चाहिए, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कितनी बार चाय पीते हैं।

अब स्टैंड डेस्कटॉप पर है और अविश्वसनीय रूप से उपयोगी है।

डेमो वीडियो:



पुनश्च: परियोजना सिलिकॉन लैब्स से एक प्रतियोगिता के लिए बनाई गई थी, इसलिए वीडियो में लोगो और अंग्रेजी भाषा।

Source: https://habr.com/ru/post/hi387629/