怎樣用LED和Arduino制作智能馬克杯

關(guān)于DS18B20的簡短說明

DS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位到12位位攝氏溫度測量并具有報(bào)警功能，具有非易失性用戶可編程的上下觸發(fā)點(diǎn)。 DS18B20通過1-Wire總線進(jìn)行通信，根據(jù)定義，它只需要一條數(shù)據(jù)線（和地）與中央微處理器進(jìn)行通信。此外，DS18B20可以直接從數(shù)據(jù)線獲得電源（“寄生電源”），從而消除了需要外部電源。每個(gè)DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的64位串行代碼，允許多個(gè)DS18B20在同一條1-Wire總線上運(yùn)行。因此，使用一個(gè)微處理器控制分布在大面積上的幾個(gè)DS18B20很簡單?？梢詮拇斯δ苤惺芤娴膽?yīng)用包括HVAC環(huán)境控制，建筑物內(nèi)部的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備或機(jī)器，以及過程監(jiān)控和控制系統(tǒng)。

關(guān)于將技術(shù)與生活相結(jié)合，使用彩色燈光令人驚嘆且極具吸引力用顯示器代替RGB LED發(fā)送信息或報(bào)警可以使項(xiàng)目更美觀，也更簡單。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們想讓杯子變得聰明，這樣你就可以向你展示咖啡或軟飲料的溫度并報(bào)警它已經(jīng)準(zhǔn)備好了。作為熱電堆，我們將使用DS18B20并將其粘在杯子的底部。它可以將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的杯子中的液體溫度發(fā)送到控制器。 Arduino Nano因其小巧的尺寸和板載迷你USB連接器而成為我們的控制器選擇。因此，它可以編程，電池可以通過USB端口充電。為了顯示溫度，我們使用2個(gè)簡單的4針RGB LED，并將它們連接到Arduino Nano中的獨(dú)立PWM單元?，F(xiàn)在，我們只需要一個(gè)電池，一個(gè)杯子和一個(gè)塑料外殼來放入組件。讓我們這樣做。

必需材料

此項(xiàng)目中使用的所有組件均可通過提供的鏈接購買。

電路

電池尺寸取決于LED和電池尺寸。 500mAh電池是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。您可以使用聚合物或離子電池。這里使用的LED具有共同的陰極。如果您有共同的陽極，則必須對代碼進(jìn)行少量更改。如果您的LED在沒有電阻器的情況下無法工作，您有兩種方法。添加電阻或添加更多LED。您應(yīng)該將DS18b20的電壓和數(shù)據(jù)引腳連接到4.7K歐姆電阻。雖然可能沒有必要。

代碼

您應(yīng)該在Arduino IDE中復(fù)制以下代碼。但首先您必須添加庫然后上傳代碼。從附件下載“One Wire”和“Dallas”庫。如果這是您第一次運(yùn)行Arduino板，請不要擔(dān)心。只需按照以下步驟操作：

訪問www.arduino.cc/en/Main/Software下載您的操作系統(tǒng)軟件。按照說明安裝IDE軟件。

運(yùn)行Arduino IDE并清除文本編輯器并在文本編輯器中復(fù)制以下代碼。

導(dǎo)航到草圖并包含庫（從以下鏈接下載庫）?，F(xiàn)在單擊添加ZIP庫并添加庫

選擇工具和板中的板，選擇Arduino Nano。

將Arduino連接到PC并設(shè)置工具和端口中的COM端口。

按上傳（箭頭標(biāo)志）按鈕。

/********************************************************************/

// First we include the libraries

#include “OneWire.h”

#include “DallasTemperature.h”

/********************************************************************/

// Data wire is plugged into pin 2 on the Arduino

#define ONE_WIRE_BUS 2

/********************************************************************/

// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices

// （not just Maxim/Dallas temperature ICs）

OneWire oneWire（ONE_WIRE_BUS）;

/********************************************************************/

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature.

DallasTemperature sensors（&oneWire）;

/********************************************************************/

float temp;

void setup（void）

{

// start serial port

Serial.begin（9600）;

Serial.println（“Dallas Temperature IC Control Library Demo”）;

// Start up the library

sensors.begin（）;

}

void loop（void）

{

// call sensors.requestTemperatures（） to issue a global temperature

// request to all devices on the bus

/********************************************************************/

Serial.print（“ Requesting temperatures.。.”）;

sensors.requestTemperatures（）; // Send the command to get temperature readings

Serial.println（“DONE”）;

/********************************************************************/

Serial.print（“Temperature is： ”）;

Serial.print（sensors.getTempCByIndex（0））;temp= sensors.getTempCByIndex（0）; Serial.print（“ ”）; Serial.println（temp）;// Why “byIndex”？

// You can have more than one DS18B20 on the same bus.

// 0 refers to the first IC on the wire

if （analogRead（A0）》100）

{ if （temp》50）

temp=100;

if （temp《30） temp=0; temp=（12.5）*（temp-30）; Serial.println（temp）; if （temp》255）

temp=255;

if （temp《0）

temp=0;

analogWrite（6，temp）;

analogWrite（9，temp）;

analogWrite（3，255-temp）;

analogWrite（11，255-temp）;}

else

{analogWrite（6，0）;

analogWrite（9，0）;

analogWrite（3，0）;

analogWrite（11，0）;}

delay（100）;

}

以下代碼行屬于顏色計(jì)算，這取決于你的杯子。如果你的杯子沒有足夠快地傳遞熱量，你應(yīng)該改變它以達(dá)到預(yù)期的效果。

if （temp》50）

temp=100;

if （temp《30）

temp=0;

temp=（12.5）*（temp-30）;

組裝

最初，您必須鉆一下杯子的底部?？椎臄?shù)量取決于電路以及如何實(shí)現(xiàn)它。我們考慮過這個(gè)項(xiàng)目的3個(gè)洞。一個(gè)用于溫度計(jì)，兩個(gè)用于連接螺絲（電極）和杯子內(nèi)的液體。你可以在不刺穿馬克杯的情況下完成這個(gè)項(xiàng)目。將溫度計(jì)滴在馬克杯的底部，將電極的2根線連接到開/關(guān)開關(guān)。安裝溫度計(jì)和電極并密封后，是時(shí)候?yàn)轳R克杯的底部做一個(gè)框架了。使用膠水密封玻璃，這將不會被熱水或冷水解決。要制作杯子底部的外殼。你必須首先測量杯子的外徑。然后設(shè)計(jì)一個(gè)與杯子底部尺寸完全相同的圓圈，以及兩個(gè)外徑為3毫米的環(huán)（當(dāng)然還有杯子底部的直徑）。你可以使用有機(jī)玻璃和一個(gè)激光切割機(jī)制作規(guī)定的外殼。其中一個(gè)戒指必須是透明的，你可以根據(jù)自己的意愿選擇其他戒指的顏色。你應(yīng)該打磨透明戒指，以達(dá)到啞光效果。如圖所示粘貼它們?，F(xiàn)在將電池粘到外殼上并將其引腳連接到Arduino。將透明環(huán)的一部分切割為與Arduino micro USB端口一樣多，并將Arduino連接到電池，使連接器從環(huán)中掉出?，F(xiàn)在將LED焊接到Arduino并將其他電線連接到Arduino。最后，將shell粘貼到馬克杯的底部，然后將代碼上傳到Arduino。

下一步是什么？

現(xiàn)在，通過在代碼中添加新功能來改進(jìn)智能手機(jī)。例如，當(dāng)咖啡達(dá)到所需溫度并且可以飲用時(shí)，您可以添加一些線來警告您。您可以點(diǎn)亮綠色LED以進(jìn)行報(bào)警。在下一步中，您可以在杯子的底部添加一個(gè)加熱器元件并寫下一些代碼來停止降低飲料的溫度。