如何用LED和Arduino制作智能杯子

步骤1：项目中使用的东西

此项目中使用的所有组件均可通过提供的链接购买。

硬件组件

Arduino Nano X1

ElectroPeak DS18B20温度传感器X1

ElectroPeak RGB 5mm LED X1

Adafruit LiPo电池X1

Adafruit带状电缆X1

软件应用程序和在线服务

Arduino IDE

步骤2：DS18B20的简短说明

DS18B20数字温度计提供9位至12位摄氏温度测量，并具有带有非易失性用户可编程的上下触发点的警报功能。 DS18B20通过1-Wire总线进行通信，根据定义，该总线仅需要一条数据线（和地线）即可与中央微处理器进行通信。此外，DS18B20可以直接从数据线获取电源（“寄生电源”），从而消除了每个DS18B20都有一个独特的64位串行代码，该代码允许多个DS18B20在同一1-Wire总线上工作。因此，使用一个微处理器控制分布在大面积上的多个DS18B20很简单。受益于此功能的应用包括HVAC环境控制，建筑物，设备或机械内部的温度监测系统以及过程监测和控制系统。

关于将技术与生活结合起来，使用彩色光令人惊叹且有吸引力。用显示器替换RGB LED来发送消息或警报可以使项目更美观，也更简单。在这个项目中，我们希望使杯子变得智能，以便您可以向您显示咖啡或软饮料的温度并在出现以下情况时发出警报准备喝酒了。作为热电堆，我们将使用DS18B20并将其粘贴在杯子的底部。它可以将杯子中的液体温度以数字数据的形式发送给控制器。我们选择Arduino Nano作为控制器，因为它体积小巧，板载迷你USB连接器。因此，可以对其进行编程，并且可以通过USB端口为电池充电。为了显示温度，我们使用了2个简单的4针RGB LED并将其连接到Arduino Nano中的独立PWM单元。现在，我们只需要一个电池，一个杯子和一个塑料壳就可以放入组件。

步骤3：电路

电池大小取决于LED和杯子的大小。 500mAh电池是一个不错的选择。您可以使用聚合物电池或离子电池。此处使用的LED具有公共阴极。如果您有公共阳极，则必须在代码中进行一些小的更改。如果您的LED如果没有电阻就无法工作，则有两种方法。添加一个电阻或添加更多的LED。您应该将DS18b20的电压和数据引脚都连接到4.7K欧姆电阻器。

步骤4：代码

您应该在Arduino IDE中复制以下代码。但是首先，您必须添加库，然后上传代码。从附件中下载“ One Wire”和“ Dallas”库。如果这是您第一次运行Arduino开发板，请不要担心。只需执行以下步骤：

转到www.arduino.cc/en/Main/Software并下载操作系统的软件。按照说明安装IDE软件。

运行Arduino IDE并清除文本编辑器，然后在文本编辑器中复制以下代码。

导航以草绘并包含库（下载库）通过以下链接）。现在单击添加ZIP库并添加库

在工具和板上选择板，选择Arduino Nano。

将Arduino连接到PC并在工具和端口中设置COM端口

按下“上传（箭头符号）”按钮。

以下代码行属于颜色计算，具体取决于您的杯子。如果杯子的传热速度不够快，则应进行更改以达到理想的效果。

如果（temp》 50）

temp = 100;

如果（temp 《30）

temp = 0;

temp =（12.5）*（temp-30）;

步骤5：组装

最初，必须在杯子底部钻孔。孔的数量取决于电路及其实现方式。我们已经为这个项目考虑了3个漏洞。一个用于温度计，另一个用于将螺丝（电极）与杯子内的液体连接。您可以在不刺破杯子的情况下完成此项目。将温度计滴到杯子底部，将两根电极线连接到开/关开关上。将温度计和电极连接并密封后，就可以为杯子底部制作框架了。用胶水密封玻璃杯，用热水或冷水都无法溶解玻璃杯。您必须首先测量杯子的外径。然后设计一个与杯子底部大小完全相同的圆，并设计两个外径为3 mm的环（当然还有杯子底部的直径）。您可以使用有机玻璃和一个激光切割机制造指定的外壳。其中一个环必须是透明的，您可以根据需要选择其余部分的颜色。您应该对透明环进行打磨以达到哑光效果。如图所示将它们粘上，然后将电池粘在外壳上并将其引脚连接到Arduino。将透明环的一部分切成与Arduino微型USB端口一样多的部分，然后将Arduino连接到电池，以使连接器从环上掉下来。现在将LED焊接到Arduino，并将其他导线连接到Arduino。最后，将外壳粘贴到杯子底部，然后将代码上传到Arduino。

步骤6：下一步是什么？

现在，通过向代码中添加新功能来改进智能马克杯。例如，您可以添加一些行，以在咖啡达到所需温度并可以饮用时向您发出警报。您可以点亮绿色LED进行报警。在下一步中，您可以在杯子底部添加一个加热元件，并编写一些代码来停止降低饮料的温度。