多功能攪拌棒Mixer

鄭寶嬋　陳猛　俞逸飛　黃瑤

摘 要：介紹了Mixer的整體結(jié)構(gòu)及其功能。該產(chǎn)品是一款集實(shí)用性、美觀性、智能性于一體，賦有加振攪拌、實(shí)時(shí)測(cè)溫示溫、聲光提示、熒光板留言等功能的新概念攪拌棒。該產(chǎn)品的核心是飛思卡爾單片機(jī)控制系統(tǒng)、溫敏電阻以及光電感應(yīng)器，以其微型，低功耗，成本低的特點(diǎn)，將其植入美觀時(shí)尚的咖啡攪拌棒中，讓各年齡層消費(fèi)人群享受新一代攪拌棒的樂趣。

關(guān)鍵詞：智能測(cè)溫提醒；光電感應(yīng)器；單片機(jī)；頻閃燈；熒光板

0 引 言

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的日益加快，速溶性飲品以其美味、快捷的特性在我們的日常生活中越來越占有不可替代的重要地位。為了使速溶飲品的快捷性得以最大程度的發(fā)揮，沖泡飲品時(shí)的便捷操作也受到了人們的高度關(guān)注。在此背景下，無需用戶親自飲用試溫、可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度并自動(dòng)提示的智能攪拌棒擁有巨大的潛在市場(chǎng)。

除此之外，飲品在飲用過程中的味覺體驗(yàn)，不僅取決于飲品本身的品質(zhì)，也同樣受到飲用溫度的極大影響。隨著追求高品質(zhì)生活的現(xiàn)代都市人對(duì)飲品品質(zhì)的要求越來越高，飲品溫度的控制要求也在日益提高。智能攪拌棒具有多個(gè)檔位選擇，針對(duì)不同飲品設(shè)定最佳飲用溫度，滿足市場(chǎng)需求，順應(yīng)追求簡(jiǎn)尚生活的時(shí)代潮流。

再次，據(jù)最新研究表明，引用過熱飲品大大增加患食道癌的風(fēng)險(xiǎn)，而智能攪拌棒檢測(cè)飲用溫度，幫助用戶減少了潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，在追求生命健康的當(dāng)今社會(huì)擁有巨大的市場(chǎng)潛力和市場(chǎng)需求。

從細(xì)節(jié)之處提升品味、從瑣碎的習(xí)慣入手呵護(hù)健康，Mixer，一款集實(shí)用性、美觀性、智能性于一體的新概念攪拌棒，應(yīng)運(yùn)而生。Mixer服務(wù)于高品質(zhì)生活，關(guān)注飲品享用質(zhì)量，呵護(hù)食道健康、規(guī)避潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)。本作品是基于溫感器件和單片機(jī)的智能結(jié)合，同時(shí)還附加上了光感模塊來感受人手靠近的人性化、智能化的測(cè)溫提醒攪拌棒。系統(tǒng)流程，溫敏電阻數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)分析；單片機(jī)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)響應(yīng)。本產(chǎn)品采用靈敏的溫感電阻，光感器件，單片機(jī)技術(shù)，頻閃變換技術(shù)，按鍵開關(guān)技術(shù)。

1 作品基本功能

本產(chǎn)品主要具有以下功能：智能測(cè)溫、聲光提醒、加振攪拌、一棒多用、熒光板留言、可掛杯等。

（1）智能測(cè)溫，聲光提醒

提醒音提示最佳飲用溫度，保障飲用品質(zhì)，且防止飲水過熱，呵護(hù)健康；溫控?zé)舻拈W爍頻率直觀反映溫度，生動(dòng)、方便。

（2）加振攪拌，幫助充分溶解

利用紅外虛擬觸控開關(guān)，感知到人手的接近后，在原本攪拌運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上增加振動(dòng)，使飲品快速充分溶解。

（3）一棒多用

多檔位設(shè)定，適用于咖啡、茶飲、嬰兒奶粉等不同飲品的不同溫度需求。

（4）熒光板留言

棒體頂端迷你熒光板既是記事板、留言板，又是迷你小夜燈，防止黑暗中失手打翻飲品，為熬夜一族提供貼心暖光。

（5）可變掛式攪拌棒，適用多種杯型

總體不超過三元的低廉造價(jià)，新穎的概念，細(xì)致的設(shè)計(jì)，使Mixer極適合于餐飲企業(yè)的推廣，極易進(jìn)入日常生活。

2 工作原理

產(chǎn)品的總體架構(gòu)圖如圖1示。

考慮到產(chǎn)品攪拌棒的便攜性，控制器我們采用低功耗、高性能的飛思卡爾單片機(jī)MC9S08QG8，其集成度高且體積小，我們充分利用16管腳，通過精簡(jiǎn)的程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)溫、適溫提醒、多檔選擇、非接觸控制、振動(dòng)攪拌、熒光效果等功能。

基本的溫度信息采集由熱敏電阻加上分壓電路構(gòu)成，采集到的模擬信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)，通過簡(jiǎn)單的算法輸出隨溫度變化的控制信號(hào)，改變呼吸燈的閃爍頻率，從而實(shí)現(xiàn)“呼吸速率”實(shí)時(shí)反映飲品溫度，與直接的溫度顯示相比，更加生動(dòng)形象。

通過三個(gè)按鍵可以選擇咖啡、茶、牛奶的三檔不同模式，三種模式在設(shè)計(jì)中的區(qū)別僅僅體現(xiàn)在軟件編程的算法上，即設(shè)定不同的閾值，與溫度采集的AD值進(jìn)行比較，其中我們還增加了必要的糾錯(cuò)程序，提高可靠性。為了保證飲品的最佳風(fēng)味，三種飲品的最佳飲用溫度通過大量的調(diào)研工作得到。

為了增加用戶與攪拌棒之間的互動(dòng)性，采用測(cè)距可調(diào)的光電管來感應(yīng)人手的靠近，“隔空”驅(qū)動(dòng)微型電機(jī)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)攪拌，或在人手環(huán)握攪拌棒時(shí)，在原本攪拌運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上附加振動(dòng)，以加速速溶飲品的溶解和冷卻。

當(dāng)飲品的最佳飲用時(shí)間到，單片機(jī)輸出低電平控制LED燈與蜂鳴器，分別實(shí)現(xiàn)視覺與聽覺提醒，同時(shí)熒光板被點(diǎn)亮，溫馨文字閃現(xiàn)。

具體的硬件電路圖和軟件流程圖分別見圖2和圖3。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的日益加快，速溶性飲品以其美味、快捷的特性在我們的日常生活中越來越占有不可替代的重要地位。而為了滿足人們對(duì)于生活質(zhì)量和生活情調(diào)越來越高的要求，新概念攪拌棒的設(shè)計(jì)思路應(yīng)運(yùn)而生。Mixer作為集實(shí)用性、美觀性、智能性于一體的新概念攪拌棒，其創(chuàng)新點(diǎn)主要如下：

（1） 智能性貫穿整個(gè)使用過程

①開始攪拌時(shí)，利用紅外虛擬觸控開關(guān)，感知到人手的接近后，在原本攪拌運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上增加振動(dòng)，使速溶飲品迅速充分溶解。

②等待飲用過程中，針對(duì)不同飲品特有的最佳飲用溫度，多個(gè)檔位選擇，實(shí)時(shí)測(cè)溫并響鈴提醒最佳飲用時(shí)間的到達(dá)。

③飲用過程中，頂端迷你熒光板充當(dāng)小夜燈，防止熬夜一族在黑暗中打翻水杯，并且可提供電腦打字所必需的基本光線。

3.2 關(guān)注人體健康

①針對(duì)成人：設(shè)置高溫警示震動(dòng)，關(guān)注一直以來為人們所忽視的飲水過熱的健康風(fēng)險(xiǎn)。在飲品溫度未達(dá)引用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則人手的靠近會(huì)引起咖啡棒震動(dòng)預(yù)警，防止人飲水過熱增加患舌癌、食道癌的風(fēng)險(xiǎn)。

②針對(duì)嬰兒：嬰兒奶粉檔位將溫度設(shè)置在38℃，防止?fàn)C傷的發(fā)生，保護(hù)寶寶脆弱的食道。

3.3 頂端熒光板一板多用

①可充當(dāng)記事板，隨手記錄瑣碎要事，規(guī)劃生活的好幫手。

②可充當(dāng)留言板，表白神器，當(dāng)飲品達(dá)到飲用溫度燈效亮起時(shí)，熒光板上所寫的文字變得尤為醒目，給人貼心的驚喜。

③可充當(dāng)迷你小夜燈，防止黑夜中打翻飲品的同時(shí)，提供了使用電腦所必需的光線，可讓熬夜一族在不影響室友的情況下盡享靜謐時(shí)光。

④熒光板可翻折，通過調(diào)整合適角度，可將攪拌棒變?yōu)閼覓焓剑瑥亩岄L(zhǎng)度固定的攪拌棒適用于多種杯型，防止了攪拌棒太短滑進(jìn)飲品中的尷尬。

后，該產(chǎn)品可靠性強(qiáng)，安全節(jié)能，且電池方便拆換。我們注重使用性價(jià)比最高的器件，整個(gè)智能攪拌棒成本基本可控制在3元以內(nèi)，有利于其利用價(jià)格優(yōu)勢(shì)迅速打入市場(chǎng)。