一、项目思路
本设计涉及的可调温水杯,以半导体制冷技术为核心,采用单片机控制,可以迅速吸收杯内液体舒适温度以上的热量,并转化为电能储存在杯体内的锂电池中,当温度低于用户所设定的舒适温度时,单片机控制热电制冷片吸收周围环境热量,补充杯内液体热量,实现水杯恒温。
二、方案框图
本阶段要求,这次使用得捷的Scheme-it来设计框图,快捷了许多,后续继续努力!
本项目的主要框图,得捷网站链接如下:
https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/cb64cf4bcbe242bf8b3f6a5d7578d940
框图介绍:用温度传感器给ESP32输入状态,OLED屏幕对温度进行显示。
三、主要元件:
ESP32S3乐鑫
温度传感器:AD590
OLED显示器
主控芯片:ESP32S3 乐鑫
ESP32-S3 是一款集成2.4GHzWi-Fi和Bluetooth5(LE)的MCU芯片 , 支持远距离模式(Long Range)。ESP32-S3搭载Xtensa@32位LX7双核处理器,主频高达240 MHz,内置512KB SRAM(TCM),具有45个可编程GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3支持更大容量的高速Octal SPI flash和片外RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
ESP32-S3芯片具有行业领先的低功耗性能和射频性能,支持WiFi IEEE802.11b/g/n协议和Bluetooth5 。该芯片搭载Xtensa-R32位LX7 双核处理器,工作频率高达240 MHz。支持二次开发,无需使用其它微控制器或处理器。芯片内置512KB SRAM ,384KBROM , 16KBRTC SRAM。芯片支持多种低功耗工作状态,能够满足各种应用场景的功耗需求。芯片所特有的精细时钟门控功能、动态电压时钟频率调节功能、射频输出功率可调节功能等特性,可以实现通信距离、通信速率和功耗之间的最佳平衡。
模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展,多广播,信道选择。
支持蓝牙和WIFI,就意味着可以进行很多的无线连接;同时乐鑫提供了大量的开源库,包括语音识别Skainet,可以方便的进行后期扩展。
温度传感器:AD590
它采用硅工艺生产的数字式温度传感器,其采用PTAT结构,这种半导体结构具有精确的,与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号,占空比与温度的关系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容,通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比,即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺,分辨率优于0.005K。测量温度范围-45到130℃,故广泛被用于高精度场合。
利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度威世传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
OLED显示器
OLED屏幕采用有机发光二极管技术,通过电致发光效应实现显示功能。 它具有高对比度、快速响应、宽视角、薄型轻便等优势,广泛应用于智能手机、电视和电子设备等领域。OLED屏幕的工作原理简单清晰,通过控制电流和电子传输,实现像素点的发光和图像显示。
OLED的发光过程其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极,在一定的电压驱动下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入电子和空穴传输层,电子和空穴分别通过电子和空穴传输层迁移到发光层,在发光层中相遇形成激子,激发发光分子,经辐射弛豫后发出可见光。OLED发光的方式类似于LED,需经历一个称为电磷光的过程。
当OLED显示屏慢慢代替以往的lcd显示屏,也是代表着科技在发展,日益变化的速度已经慢慢不能满足现有的人们,所以OLED显示屏的出现,也代表着一个新时代的到来,也代表着我们人们的智慧慢慢不断的升华,也代表着我们的科技日益在进步,未来我们的科技也会日益的壮大,满足日益的人们的需求。
四、电路图
后续呈上,次序更新。
五、心得体会
通过这次FastBond2阶段1,我想到了这样的一个创新项目,可以将水杯里水的温度实时显示出来,这让保温杯的功能越来越丰富,让人们的生活越来越便捷。