#第四届立创大赛#基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 #第四届立创大赛#基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯

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开源协议: BSD

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2019-09-17 21:43:08
更新时间: 2023-03-29 16:59:57
描述
### **简要介绍作品:** ##### 基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯,采用ESP8285+IR8726+**RZ7886+74逻辑电路所制作。** ### 一、作品详情: ##### 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。 ### 二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题: ##### 所面临的挑战: ##### 1.PCB天线WIFI信号弱。 ##### 2.网上购买的制冷片达不到预期效果。 ##### 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。 ##### 4.风扇转速慢风压小导致散热不理想。 ##### ##### 所解决的问题: ##### 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。 ##### 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。 ##### 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。 ##### 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。 ### 三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点: ##### 软件: ##### 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。 ##### 硬件: ##### 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。 ### 四、作品材料清单: ##### 原理图如下,PCB制造文件在附件中。 ![Schematic___20190920003534.png](//image.lceda.cn/pullimage/8Pj7R9Nbrlnaq42F9YrombElzJkWOezAr5ngrKpm.png) ### 五、作品图片上传: ##### 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。 ![制热制冷图.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/phcBil3zNzh2U5XToKDzoNaRxN28XEsS0XcfczRS.jpeg) ##### 作品照片: ![作品照片.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/yB5YYgol2xKv4saopxd6w7Sc6hTiSTHfMOYZgCTP.jpeg) ##### 分解图: ![分解图压缩.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/aS95I9mU8xeZLIbsA8EEtxwPHyKJwiMLLhwTMCgX.jpeg) ##### 空PCB照片: ![智能急速冷暖杯PCB.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/UeDmcJn2olPUmDWH6e1ALqu0HN8Lnr7lWTrtE49h.jpeg) ##### 贴片焊接完成照片: ![智能急速制冷杯贴片完成图.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/kT44UikZsdmbaZWDVfGUdiW2VJ20JXMsQuQrs9jx.jpeg) ##### 使用CAD进行外壳建模: ![智能急速制冷杯CAD建模.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/07UvbebBd2ULGctoSJssrSmttYy6bBP6dKrRJENy.jpeg) ![智能急速制冷杯CAD渲染图.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/tYrP3IjBJ0phExRymsWLkVdMWMPsBJDmMLA3aVr7.jpeg) ##### 3D打印多彩外壳: ![3D打印多彩外壳.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/S1cuG8gBKfrVIoX1zrmK6Cq6R3ZFuJAfMpKW1tPM.jpeg) ### 六、开源文档: ##### 开源文档见附件 ### 七、物联网功能演示及性能测试视频如下:
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
未生成预览图,请在编辑器重新保存一次
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

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