Fastbond2阶段一— 基于ESP32的保温杯垫的框图设计
保温杯垫是属于一种智能家居小物件,它不仅具备传统保温杯垫的隔热功能,使用者可以调节杯子的温度,以保持最佳饮用温度,还能与智能家居系统连接,实现更多便利和智能化的功能。
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更新2023-10-30
重庆电力高等专科学校
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一、项目思路       
       随着科技的发展,生活节奏的加快,人们忙于工作,常常忘记喝水,久而久之,人们的身体健康也受到了影响,     
        本次提出的设计,它可以保持杯子的温度,使用者可以调节杯子的温度,以保持最佳饮用温度。恒温杯垫的工作原理是:当杯子放在恒温杯垫上时,恒温杯垫会检测杯子的温度,并调节其内部的加热元件,使杯子保持在设定的温度。恒温杯垫采用可调节的电路,可以调节加热元件的加热程度,使杯子保持在设定的温度。它可以通过感应器检测杯子是否放置在上面,如果没有放置,保温杯垫会自动关闭加热功能,避免能源的浪费。它主要的特点:
1.使杯子保持在设定的温度,从而维持杯内水的温度。
2.温度显示:恒温杯垫通常会配备液晶屏或LED显示屏,显示当前杯中饮品的温度,让用户随时了解饮品的温度情况。
二、方案框图
本次方案的框图如下,我们使用的是得捷的Scheme-it来设计框架图

https://www.digikey.cn/schemeit/project/原理图-e32c001871894b03b0e8884538b15a3c

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主要元器件:
乐鑫ESP32-WROOM-32 
称重传感器:LPS25HBR 
温度传感器:103AT-4-050 
显示器模块:OLED12864
温敏电阻:PT1000
三、元器件介绍
主控芯片:乐鑫ESP32-WROOM
乐鑫ESP32-WROOM-32是一款低功耗、高性能的Wi-Fi和蓝牙双模模组,具有强大的处理能力和丰富的外设接口,适用于物联网和嵌入式应用开发。
以下是ESP32-WROOM-32的主要特点和特性:
1. 处理器性能:搭载了双核Tensilica LX6微处理器,主频高达240MHz,可提供高性能的计算和处理能力。
2. Wi-Fi功能:支持802.11b/g/n标准的Wi-Fi连接,能够实现高速稳定的无线网络连接,用于连接互联网或局域网。
3. 蓝牙功能:支持经典蓝牙(Bluetooth Classic)和低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy),可与其他蓝牙设备进行通信和互联。
4. 内存和存储:具备520KB的静态RAM(SRAM)和4MB的闪存存储器,可用于存储应用程序、数据和文件系统。
5. 外设接口丰富:包括多个通用IO引脚(GPIO)、SPI、I2C、UART、PWM、外部中断等接口,方便连接和控制各种外部设备和传感器。
6. 低功耗设计:采用了多种低功耗技术,包括动态功耗调节、深度睡眠模式等,以减少功耗并延长电池续航时间。
7. 安全性支持:支持Wi-Fi网络的安全功能,包括WPA/WPA2个人和企业级加密,保护数据传输的安全性。
8. 开发生态系统:乐鑫ESP32-WROOM-32热门且广泛使用,拥有庞大的开发社区和丰富的开发资源,有大量的开源库和示例代码可供开发者使用。
乐鑫ESP32-WROOM-32具备高性能、低功耗和丰富的外设接口等特点,适合用于各种物联网和嵌入式应用开发,如智能家居、智能设备、传感器网络、工业控制等领域。
称重传感器:LPS25HBR
1.数字接口:LPS25HBR采用I2C或SPI接口,可以通过这些接口与微控制器或其他数字设备进行通信。
2.压力测量范围:LPS25HBR可以测量正压力范围从260 hPa到1260 hPa,能够满足大气压力测量的需求。
3.高分辨率:传感器具有高分辨率,提供24位的数字输出精度,可实现高精度的压力测量。
4.低功耗:LPS25HBR采用低功耗设计,工作电流仅为2μA,可在电池供电的应用中延长续航时间。
5.温度补偿:传感器内置了温度补偿功能,确保在不同温度下准确测量气压,并提供温度输出。
显示器模块:OLED12864
1.高对比度和鲜明的颜色:OLED技术使得显示效果非常鲜艳,显示内容具有高对比度和广阔的色彩范围,使图像和字体的呈现更加清晰和生动。
2.快速响应时间:OLED显示屏可以非常快速地响应电信号,没有拖影或模糊效果,适合显示动态图形和视频。
3.大视角:OLED12864能够提供较大的视角范围,使得显示内容在不同角度观看时仍然保持清晰可见。
4.节能:OLED显示屏可以直接发光,不需要背光源,因此能够节约电能,特别是在显示黑色时。
5.超薄和轻巧:由于OLED12864显示屏的结构较简单,所以它通常比液晶显示(LCD)屏更薄和轻巧。
温敏电阻:PT1000
1.PT1000的电阻值随温度呈线性变化,通常是根据铂电阻的温度系数来确定。PT1000的温度系数非常稳定和可靠,使其成为许多温度测量应用中的首选传感器之一。
2.PT1000通常具有1000欧姆(Ω)的额定电阻值,这意味着在参考温度下(通常为0℃),其电阻值为1000Ω。当温度发生变化时,PT1000的电阻值会相应地发生变化。

四、心得体会

本次FastBond2阶段1,我想到设计一个可实现自动加温、温度可调的恒温杯垫,以便随时都可以饮用。杯垫附带有称重的功能,通过杯垫上的重量信息实现自启动,从而达到智能化。

软硬件
电路图
附件下载
Scheme-it-export-___-2023-10-08-10-33.pdf
团队介绍
重庆电力高等专科学校物联22级苟应春
团队成员
WJK
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