Господа, доброго времени суток. Хочу поделиться интересной идеей по совмещению беспроводной зарядки и нагревателя для напитка, данная вещь может быть интересной для офисных работников.
Предыдущий пост как-то не зашел (объективно, там идея ни о чем, а подача еще хуже), попробую реабилитироваться.
Начну с того что делает эта штука. Сверху расположен блок, который предназначен для беспроводной зарядки телефона (QI зарядка), снизу под кружкой расположен нагревательный элемент и алюминиевая пластина, которая нагревается до 55-60 градусов, должна греться до 80-85, но об этом ниже, собственно пластина поддерживает напиток в теплом состоянии, точную температуру не скажу, но напиток остается теплым.
Немного о том как пришла такая идея: дома я работаю за столом в который встроена беспроводная зарядка и пластина для подогрева напитка, данные вещи оказались очень удобными, это понимание появляется когда я прихожу на работу, начинаю стулом ездить по наушникам и проводу зарядке, при этом приходится допивать остывший кофе. Конечно, можно пользоваться термокружкой, но это как в дождь в сапогах резиновых ходить - практично, но в городе мало кто так делает. В общем, так и пришла данная идея.
Теперь небольшое оглавление как пойдет повествование:
1) Какие комплектующие использовались и что они делают, таблица с ценами
2) Описание работы устройства и электрическая схема
3) Изготовление корпуса, 3д модель.
4) Недочеты, выводы по изделию.
1. Перечень и обзор комплектующих:
В таблице приведены комплектующие и их ориентировочная стоимость.
1.1. Нагревательный элемент
Существует большое количество нагревательных элементов, одни из самых доступных и распространенных являются нагревательные элементы для 3Д принтеров, паяльников и бигудей (по крайней мере, на алиэкспресе написано для бигудей).
Что бы на ровном месте не усложнять систему было принято решение использовать нагревательный элемент с максималкой в 80 градусов (при тесте тмпература до 86 набегала), 80 градусов это очень горячо, но получить по неосторожности ожог или что-то поджечь достаточно проблематично, но, наверное, можно. Потолок в 80 градусов позволяет не использовать термореле для контроля.
1.2 Блок питания на 12В, 3А.
Потребление нагревателя от блока питания (далее БП) от компьютера выявлено порядка 1.4-1,5А (18Вт), на беспроводную зарядку требуется 5В 2А (10 Вт), все вместе 28Вт, БП выдает 36Вт, т.е. должно хватить. На самом деле не хватает, об этом ниже в п.4 "Недочеты, выводы по изделию".
1.3 Датчик препятствий
Нужен для определения кружки на своем месте и подачи сигнала для замыкания реле нагревателя.
1.4 Понижающий преобразователь напряжения XL4015
Необходим для понижения напряжения с 12 до 5В, данным напряжениям питаются реле, датчик препятствия, светодиоды и QI зарядка, XL4015 самый дешевый преобразователь, который кое-как тянет 2А, но и то уже на пределе комфортной зоны, т.е. если больше 2А, будет сильный нагрев преобразователя, в частности диода на плате.
1.5 QI зарядка
Если телефон не оборудован приемником, то придется еще и приемник докупать, приемник занимает разъем телефона, это минус, но с этим можно свыкнуться. Зарядка потребляет 1.5-2А, выдает максимум 1А, это "по документам", на практике ток, который принимает телефон явно ниже 1А, точные замеры не проводил. Приемная катушка греется, ничего страшного, просто как факт.
1.6 Выключатель - 2шт,
1.7 Реле контактное - 1шт,
1.8 Светодиоды - несколько шт.
Тут вроде бы все понятно и подводных камней никаких нет, поэтому не буду описывать.
2. Описание работы устройства и электрическая схема
Извиняюсь за качество картинки, но что куда идет понять можно.
Описание работы: есть 2 кнопки: условно левая и правая. Через правую подается питание на БП и беспроводную зарядку, левая замыкает контур с подогревом, т.е. если кнопка отжата, то подогреваться кружка не будет. Когда левая кнопка нажата, по датчику препятствия проверяется наличие кружки и происходит либо замыкания реле на нагревательном элементе либо размыкание. Вот и весь принцип работы.
3. Изготовление корпуса, 3д модель.
Отрисовал компоновку в 3D, решил еще сделать светящиеся надписи, но получилось не очень - видно только вечером и ночью, вместо этого стоило сделать 2 сигнальные лампы на нагреватель и общее питание.
Все детали напечатаны из АБС пластика, если использовать ПЛА, то может и поплавиться.
На картинке видно как расположены БП, реле, модуль зарядки и датчик препятствия. Модуль зарядки закрепил на двусторонний скотч (стержни термоклея закончились). Отверстия в корпусе расположены только сверху и снизу, это позволит за счет конвекции создать хоть какую-то естественную вентиляцию для БП.
Внизу алюминиевая пластина 1,5мм, вырезается по разметке пилкой по металлу. Пластина согнута, чтобы зажимать нагревательный элемент, нагревательный элемент с 2-х сторон промазан термопастой.
4. Недочеты и выводы
4.1. Основное: БП на 3А не хватило, потребление на нагревателе составляет 1-1.1А, а должно быть 1,4-1,5А, из-за этого пластина греется до 55-60 градусов вместо 80, пробовал с разными нагревателями, вывод один - блок питания нужен на 5А.
4.2. Светящиеся буквы: за счет разницы в толщине пластика данный эффект слабо реализуется, нужно использовать нормальный светопровод (вроде как, для таких целей используют матовое оргстекло, красят, а надписи гравируют). Проще и надежнее установить сигнальные лампы на общее питание и на нагреватель.
4.3. Дизайн как у советского утюга. В данной конструкции больше всего места занимает БП. После всей сборки и испытаний пришла в голову идея, что можно БП и преобразователь сделать в отдельном корпусе и спрятать под стол или в ящик, это позволит конструкцию визуально сделать легче и даст некий простор для дизайнерских изысканий.
4.4. Еще задался вопросом, не будет ли данная вещь выступать в роли источника жары, с учетом того, что и так лето жаркое обещают. Оказклось, что нет. Здесь в тепло преобразуется около 30 Вт, а компьютер вырабатывает не меньше 301 Вт тепла, т.е. разниц
Вот на этом и все. Если кого-то заинтересовала данная тема и кто-то хочет повторить, пишите, скину модель, схему и таблицу с ссылками на комплектующие. В ютубе есть видео, там все тоже самое, только рассказано "Беспроводная зарядка и нагреватель напитка - все что нужно в офисе".
