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奶爸奶妈秘籍——神奇的智能恒温,再也不为半夜调奶吵架了!
智能物联研习社 | 2021-08-19 15:20:15    阅读:52   发布文章

自从晋升宝妈宝爸,恨不得自己有 N 双手,一天当做两天用,喂奶、换尿布、洗澡、哄睡......特别是自从宝宝开始喝奶粉,冲奶这件事就很令人头秃!

每次冲奶,就想奔赴一场无硝烟的“战争”。

烧水、调水温、手腕内侧洒几滴奶感受温度 ...... 折腾半天,奶温依旧不合适,冷热水冲兑又怕宝宝肠胃不适。


涂鸦“攻城狮”小张哭诉道:

尤其是半夜,还在睡梦中的我,被一声声奶娃娃的啼哭惊醒。顶着“熊猫眼”也要起床调水温冲奶粉!打开保温杯,水已经凉了,打开暖水瓶,发现水不够。真是幸福的烦恼!


此刻的我......脑袋也彻底清醒了。

连夜辗转反侧,心生妙计,何不自己 DIY 一款神器——智能恒温水壶。



▼ 拯救计划开始!▼


01 功能设定


功能

功能说明

App & 按键双控制

支持 App 远程控制和触摸按键控制

恒温控制

支持 App 设置温度,选择后恒定在设定温度。(默认为 55 度)

煮水模式

App 控制:纯净水模式,自来水模式。纯净水模式:直接加热到设定温度后恒温。自来水模式:烧沸腾后凉值设定温度

预约功能

App 控制,预约具体开始烧水时间。

干烧断电

检测到干烧后自动关闭硬件断电,且蜂鸣器报警App 显示:干烧已关


02 硬件方案

1. 硬件框图

恒温水壶方案是基于涂鸦智能的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi+Bluetooth LE 双协议云模组开发,该模组由一个高集成度的无线射频芯片 BK7231T 和少量外围器件构成,内置了 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。集成了所有 Wi-Fi MAC 以及 TCP/IP 协议的函数库。开发者们可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式 Wi-Fi 产品。


2.硬件选型

电源设计电路

电路是 220V 转 5V 降压电路,输入级由保险电阻 F2、防雷压敏电阻 RV1、整流桥堆 D3、EMI 滤波电容 C5 和 C6 以及滤波电感 L1 组成。

电源系统还带有各种保护,包括过温保护(OTP)、VCC 欠压锁定保护(UVLO)、过载保护(OLP)、短路保护(SCP)和开环保护 。

NTC 温度传感器

选用日本芝浦/华工高理温度传感器,该传感器感温精确度能达到 ±1%,能够实现精准控温。

温度检测电路

温度探头是 100k 负温度系数,100 度时 6.6k 左右,而 0 度时有 300k 左右,常温下 100K 左右。

温度采集使用的是 NTC 热敏电阻,热敏电阻在不同温度下有不同的阻值,根据此特性,模组通过 ADC 口采集此时的电压,从而换算出此时的温度值。

STRIX 温控器

在鸣笛式电水壶设计原理基础上,增设了限温自动控制器。当水沸腾时,产生的水蒸气使感温元件的变形,驱动微型开关切断电源,极大地提高了电热水壶的安全性能。

蜂鸣器

无源他激型蜂鸣器的工作发声原理是:方波信号输入,谐振装置转换为声音信号输出。

触摸按键

按键检测芯片选用 TS02N,TS02N 是双通道电容式传感器,具有自动灵敏度校准功能,电源电压范围为 2.5~5.5V。通过并联输出端口(OUT1和OUT2)可以检测触摸感知的结果。


03 软件方案

注:GitHub具体地址通过关注“涂鸦开发者”,回复“水壶”,即可获取哦~


温度显示和过温报警:

温度采集:热敏电阻在不同温度下有不同阻值。利用电路设计和软件程序的配合采集热敏电阻的阻值,计算当前的温度值。


温度显示:每 2 秒采集一次温度 采集温度后将温度值上报到云端.

过温报警:利用蜂鸣器报警。当测得温度高于 105 摄氏度时说明水壶已经没水了,此时驱动蜂鸣器响动并上报干烧状态到云端。


离线控制功能:

智能烧水壶硬件上有煮沸和保温两个按键,采用回调函数注册的方式实现按键控制。依次设定按键驱动代码和按键控制代码。


云端控制:

此次实现的智能烧水壶可以远程控制保温、加热、定时煮沸等功能:

实现煮沸控制的执行函数:

此执行函数需要根据下发的 dp 数据控制水壶的煮沸功能,开和关触发后要实现的具体功能如下:

开:1.水壶进入煮沸模式;2.煮沸和保温是互斥事件,关闭保温;3.更新煮沸和保温的dp数据,上报到云端

关:1.水壶进入自然模式(无加热动作);2.更新煮沸的 dp 数据,上报到云端


实现设定保温温度的函数:

设定保温温度的函数是通过云端设定进行触发,触发后要实现的具体功能如下:

1.根据云端发送的设置值设定保温温度值

2.更新 dp_keep_warm_set 的值为所设的温度值,并上报到云端


实现保温控制的执行函数

设定保温温度的函数是通过云端设定进行触发,触发后要实现的具体功能如下:

1.根据云端发送的设置值设定保温温度值

2.更新 dp_keep_warm_set 的值为所设的温度值,并上报到云端


实现水质选择设定函数:

云端可以控制水质选择,触发后要实现的具体功能如下:

  • 1. 根据传下的设定值设置水质模式:自来水/纯净水

  • 2. 若此时水壶处于自来水保温状态,且此时云端控制水质模式切换为纯净水,水壶状态切换到纯净水保温模式

  • 3. 若此时水壶处于纯净水保温状态,且此时云端控制水质模式切换为自来水,水壶状态切换到自来水保温模式

  • 4.更新水质模式的 dp 数据并上报


云端定时煮沸功能:

云端定时煮沸实际上是在云端设定定时任务,到达定时时间后云端会下发控制命令触发 dp_boil 这个 dp 点数据下发,从而触发烧水壶执行煮沸功能。

至此,使用涂鸦智能低功耗嵌入式 Wi-Fi+Bluetooth LE 双协议云模组开发的智能恒温水壶就完成了,它具备手机 App 远程控制、按键控制、水质模式切换、保温温度设定、故障告警等多种功能。除此之外,我们还提供了 Bluetooth LE 云模组作为主控开发方案,可以根据自身需求在两款方案上进行更深入开发,使体验更加人性化,智能化。

同时您可以基于涂鸦 IoT 平台丰富它的功能,也可以更加方便的搭建更多智能产品原型,加速智能产品的开发流程。

不得不说,这可谓是宝爸宝妈必入“神器”,你只需将保温温度设定为45℃,便可随拿随用,省时省力,宝宝能喝到温度适宜的奶粉,家中大人也可随时泡茶、泡牛奶,贴心呵护每一天!


戳我即可查看完整开发资料:

https://developer.tuya.com/cn/demo/smart-kettle?count=0.15095098190876244&_source=a90dd8d428735b31c121ddb87dfb4b27

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