#第四届立创大赛#基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯

创建时间:1年前

项目主题:IoT(物联网)

描述

<h3><strong>简要介绍作品:</strong></h3> <h5>基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯,采用ESP8285+IR8726+<strong>RZ7886+74逻辑电路所制作。</strong></h5> <h3>一、作品详情:</h3> <h5>目前所卖的大部分制冷杯或者加热杯只能以单模式运行,即只能制冷或者只能加热,很少有能切换模式的,这次我们设计的冷暖杯引入了智能物联网概念,通过ESP8285接入物联网平台,可通过远程控制制冷或者加热,也可定时启动和设置运行时间。在高校禁止使用大功率电热器的情况下使用此冷暖杯是很好的选择,冷暖杯使用12V供电,整机功耗仅有78W,安全可靠。</h5> <h3>二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题:</h3> <h5>所面临的挑战:</h5> <h5>1.PCB天线WIFI信号弱。</h5> <h5>2.网上购买的制冷片达不到预期效果。</h5> <h5>3.ESP8285 GPIO直接与大功率H桥相连因电源波纹过大导致运行不稳定。</h5> <h5>4.风扇转速慢风压小导致散热不理想。</h5> <h5></h5> <h5>所解决的问题:</h5> <h5>1.重新设计射频电路,改为π形网络,更换为华新科2.4G陶瓷天线,修改后的信号可以穿两堵墙。</h5> <h5>2.我们重新设计了一款特殊的制冷片,改变以往PN颗粒的排列结构,修改陶瓷片的厚度,正反面温差可以达到65度,大幅提高了制冷片的效率。</h5> <h5>3.重新设计PCB采用两个74逻辑芯片,通过操作ESP8285 GPIO电平高低来控制74逻辑芯片OUT引脚的高低电平,从而控制制冷和加热的切换,通过74逻辑芯片隔离ESP8285 GPIO与大功率H桥直接相连。</h5> <h5>4.力求把效果做到最好的我们又联系了风扇厂家,定做了5500转的高速双滚珠轴承风扇,一般风扇使用的是含油轴承,这种风扇寿命短转速低成本低,而双滚珠轴承寿命长转速高风压大。但是成本也相对高一些。</h5> <h3>三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点:</h3> <h5>软件:</h5> <h5>物联网我们采用TCP客户端与服务端的方式进行数据交换,ESP8285连接服务端之后向服务端报告IO口电平状态,手机连接服务端接收ESP8285的IO状态,手机发送数据到服务端转发至ESP8285从而控制设备。通过此方式可控制继电器、温度传感器等,可延伸出智能插座、温控器等智能物联网设备。</h5> <h5>硬件:</h5> <h5>我们采用乐鑫ESP8285作为物联网芯片进行开发,ESP8285内置1MB的 Flash,省去外置Flash芯片,节省PCB空间,通过ESP8285的GPIO控制两个74逻辑芯片,与门和反相器,从而控制RZ7786大功率H桥芯片的极性切换,达到制冷或者加热模式的切换,同时也达到了H桥与ESP8285 GPIO隔离的目的,使ESP8285运行更稳定。使用硬件开关控制N-MOS管导通与关闭从而控制制冷片及风扇的开关。在没有网络的情况下通过另一个硬件开关控制ESP8285 GPIO的拉高拉低来控制加热和制冷的切换。</h5> <h3>四、作品材料清单:</h3> <h5>原理图如下,PCB制造文件在附件中。</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/8Pj7R9Nbrlnaq42F9YrombElzJkWOezAr5ngrKpm.png" alt="Schematic___20190920003534.png" /></p> <h3>五、作品图片上传:</h3> <h5>时间3分钟左右,左边红灯加热102.2度,右边蓝灯制冷5.5度。</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/phcBil3zNzh2U5XToKDzoNaRxN28XEsS0XcfczRS.jpeg" alt="制热制冷图.jpg" /></p> <h5>作品照片:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/yB5YYgol2xKv4saopxd6w7Sc6hTiSTHfMOYZgCTP.jpeg" alt="作品照片.jpg" /></p> <h5>分解图:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/aS95I9mU8xeZLIbsA8EEtxwPHyKJwiMLLhwTMCgX.jpeg" alt="分解图压缩.jpg" /></p> <h5>空PCB照片:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/UeDmcJn2olPUmDWH6e1ALqu0HN8Lnr7lWTrtE49h.jpeg" alt="智能急速冷暖杯PCB.jpg" /></p> <h5>贴片焊接完成照片:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/kT44UikZsdmbaZWDVfGUdiW2VJ20JXMsQuQrs9jx.jpeg" alt="智能急速制冷杯贴片完成图.jpg" /></p> <h5>使用CAD进行外壳建模:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/07UvbebBd2ULGctoSJssrSmttYy6bBP6dKrRJENy.jpeg" alt="智能急速制冷杯CAD建模.jpg" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/tYrP3IjBJ0phExRymsWLkVdMWMPsBJDmMLA3aVr7.jpeg" alt="智能急速制冷杯CAD渲染图.jpg" /></p> <h5>3D打印多彩外壳:</h5> <p><img src="//image.lceda.cn/pullimage/S1cuG8gBKfrVIoX1zrmK6Cq6R3ZFuJAfMpKW1tPM.jpeg" alt="3D打印多彩外壳.jpg" /></p> <h3>六、开源文档:</h3> <h5>开源文档见附件</h5> <h3>七、物联网功能演示及性能测试视频如下:</h3>

文档

智能急速冷暖杯

智能急速冷暖杯

BOM

ID Name Designator Quantity
1 ESP8285 2.4GHz U1 1
2 74AHC1G04GV,125 U2 1
3 RFANT5220110A0T U4 1
4 26MHz X1 1
5 IRFR3910TRPBF Q1 1
6 LM1117-3.3 U5 1
7 470uF C1 1
8 RZ7886 U6 1
9 NC L1,L2 2
10 5.6pF C2 1
11 10pF C3,C4 2
12 0R R1,R2 2
13 DC_5.5x2.5mm 10A大电流 P1 1
14 1K R3,R5,R9,R10 4
15 100K R4 1
16 10K R6,R8 2
17 12K R7 1
18 10uf C5,C6,C12 3
19 100nF C7,C8,C9,C13,C14 5
20 74AHC1G08GV,125 U3 1
21 橙色 LED1 1
22 冰蓝 LED2 1
23 none SW,SW1 2
24 1uF C10,C11 2

附件

附件名 下载
智能急速冷暖杯介绍视频.mp4
智能急速冷暖杯PCB制造文件.rar
固件及烧录方法.rar

评论(15)

成功
工程所有者当前已关闭评论
LCDS 回复

温馨提示:距项目提交截止还有4天,记得完善作品上传哟!

Freeboy 回复

@LCDS 请问一下怎么插入立创EDA的原理图?

LCDS 回复

你是用制冷片做的吗?晒出你的原理图截图和实物图呗,如果有视频的话更好。

Freeboy 回复

@LCDS 马上完工,实物图 视频 原理图 代码 21号上传,正在整理中~

Freeboy 回复

@LCDS 感谢回复,制冷片是我们参与设计的,改变了PN颗粒的排列结构,相比有更高的制冷加热效率和更长的寿命,并非网上所售的普通制冷片。

jixin001 回复

给你们点赞!考虑到实际的客户体验,这种产品做成蓝牙的会不会更好?或者直接GPRS不用配网了。换个角度,我们是不是做两个机械开关切换就够了?高端一点的换成触摸开关?

jixin001 回复

另外,这个有没有可能改进成锂电池供电的?

Freeboy 回复

@jixin001 感谢您的建议,设计的时候考虑到了无网络的情况,所以顶部设计了两个机械开关,可以控制制冷和加热的切换,也可以控制整体的开关。之前用ttp223做过触摸开关的版本,但是风扇产生的干扰容易影响ttp223的灵敏度,所以最后改成机械开关。可以改成高倍率锂电池供电,需要增加充放电管理电路,但是考虑到成本和锂电池的安全性所以还是采用了电源供电。

LCDS 回复

恭喜您的项目获得第四届立创电子设计大赛优秀奖,点击查看获奖名单:https://diy.szlcsc.com/posts/7b78bd99e53745588a4f2d81cc11af92

Freeboy 回复

@LCDS 谢谢^_^

Freeboy 回复

为了让大家更好的体验作品,现在已淘宝上架销售:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-22153628240.2.3717755459McGS&id=605892988831

xiaoan233 回复

@jixin001  这个功率比较大,用普通的锂电池只能多节串并联,体积也大。航模锂电池到是一个可以考虑的选择。

red_bean 回复

制冷片这些去哪能搞到呀

SONGMING 回复

分享一下3D打印文件

SONGMING 回复

非常的感谢

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