FastBond2阶段1-基于ESP32的恒温杯垫的框图设计
恒温杯垫是一款小巧轻便、功能强大的产品。它不仅具有普通热水壶的加热饮用水的功能,还具备智能恒温、灵活调温等智能功能,体积也只比杯子大一点,能够适应多种场合。
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ESP32
智慧家用电器
恒温杯垫
Nnue
更新2023-11-06
华中科技大学
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一、项目介绍

恒温杯垫是一款小巧轻便、功能强大的产品。它不仅具有普通热水壶的加热饮用水的功能,还具备智能恒温、灵活调温等智能功能,体积也只比杯子大一点,能够适应多种场合。

二、设计思路

(一)智能化与节能:通过压力传感器智能检测杯子放置,实现自动开关电路,同时也能够有效避免设备空载,实现了智能调节和节能功能。

(二)适配性与轻便:杯垫为用户设计多挡位多功率的选择,满足用户对不同水温的需求;除此以外,该杯垫体积小巧,便于携带,能够随时随地使用,为用户提供了便利性。

(三)附加功能丰富:配备OLED显示屏实时显示当前温度,增强实时交互性。

三、市场介绍

智能家居市场正处于快速发展阶段,消费者对于高品质、智能化的产品需求不断增加。智能恒温杯垫具备先进的技术和全面的功能,满足了用户对于加温饮用水的多样化需求。

对于年轻的都市居民群体,工作繁忙,常常忘记喝水,而时时温热的一杯水可以成为每一张办公桌上的一丝惬意。我相信,这不仅仅是一杯温水,而是提升生活品质,提升办公效率的开始。这款智能恒温杯垫将会成为智能电器市场的一颗新星,为用户带来全面舒适的使用体验。

四、方案框图

恒温杯垫方案框图链接:https://www.digikey.cn/schemeit/project/zhanxinan-台灯设计-955ad386081a4fc9b4f8ceeae6872234

我使用的是得捷的Scheme-it来绘制方案框图,这是隶属DigiKey 旗下免费的工程设计软件,它可以生成原理图、流程图和方框图。

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五、元器件介绍

(一)主控芯片:ESP32-WROOM-32E

ESP32-WROOM-32E模组在许多场景中都有广泛的应用,其强大处理能力和低功耗特性使其成为理想的智能家居开发芯片。

对于开发者而言,ESP32-WROOM-32E提供了完善的开发工具链,包括编译器、调试器、API文档和示例代码等,使得开发过程变得更加便捷。ESP32-D0WD-V3芯片具有高度可扩展和自适应特点,两个CPU核可以被单独控制,使得模组具有极高的处理能力和灵活性。还集成了丰富的外设,如UART、SPI、I2C、GPIO等,使得该模组在应用时能够轻松地与其它设备进行互联互通,以下是其一部分功能:

集成Wi-Fi和蓝牙:ESP32-WROOM-32E内置了Wi-Fi和蓝牙低功耗功能,使其具备了无线通信的能力,可以轻松连接到Wi-Fi网络或与其他蓝牙设备通信。

低功耗设计:ESP32-WROOM-32E采用了先进的功耗管理技术,可以在低功耗模式下运行,适用于电池供电和可穿戴设备等场景。

丰富的I/O接口:ESP32-WROOM-32E拥有丰富的GPIO引脚,可以灵活地与其外部设备连接,适用于各种应用场景。

随着物联网技术的不断发展,我相信ESP32-WROOM-32E MCU模组将在未来发挥更大的作用,为人们的生活带来更多的便利和智慧体验。

(二)压力传感器:MS5803-01BA

MS5803-01BA压力传感器是一种高分辨率的专业测量传感器模块,包括一个高线性度的压力传感器标定系数内部工厂和一个超低功耗24位ΔΣ型ADC。它提供了一个精确的数字24位的压力和温度值和不同的运作模式,允许用户优化转换速度和电流消耗。MS5803-01BA压力传感器可以连接到几乎任何微控制器。通讯协议简单,无需在设备内部寄存器编程的需要。凝胶保护和防磁不锈钢帽允许在100米水深防水。这种新的传感器模块已广泛应用于超过10年的大批量制造。压力和温度信号稳定性高。

(三)温度传感器:TMP36

TMP36是低电压、精密摄氏温度传感器,提供与摄氏温度成线性比例关系的电压输出。不需要执行任何外部校准,在+25°C时典型精度为±1°C,在−40°C至+125°C温度范围内典型精度为±2°C。

TMP36的低输出阻抗及其线性输出和精密校准可简化与温度控制电路和ADC的接口。可采用2.7 V至5.5 V的单电源供电。电源电流低于50 μA,自热效应非常小,在静止空气中小于0.1°C。此外还可以利用关断功能将电源电流降至0.5 μA以下。

(四)OLED显示屏:0.96寸SSD1306 I2C OLED

0.96寸SSD1306 I2C OLED是一款基于SSD1306驱动器和I2C通信协议的OLED显示屏,它具有高对比度和高亮度的特点,并能够以低功耗运行。该型号的OLED屏幕大小为0.96英寸(对角线),分辨率为128x64个像素,支持显示单色图像和文本。此外,这款OLED显示屏采用I2C控制接口,只需要使用两条线(SCL和SDA)即可与主控器件进行通信,因此十分方便客户进行系统集成和开发。尤其适用于需要小尺寸、低功耗、高对比度和高亮度的应用场景,例如手持设备、智能手表、传感器等等。

六、心得体会

本次比赛给我提供了一个良好的学习机会,在项目设计过程中,我掌握了如何使用Scheme-it工具绘制电路框图,选择合适的器件以及了解它们的功能和特性。此外,通过一次完整的产品项目规划实践,我的实操能力、市场应用知识都有很大的收获!

祝愿FastBond越办越好!

 

软硬件
电路图
附件下载
Scheme-it-export-FastBond2__1-__ESP32__________-2023-11-02-22-21.pdf
团队介绍
陈晨华中科技大学集成电路学院22级
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