آموزش ساخت گرم کن چایی و قهوه، قابل اتصال به کامپیوتر (ماگ وارمر)

آموزش ساخت ماگ وارمر موضوع این نوشته از بخش وبلاگ مهندس یار است. در طول روز، وقتی شروع به کار می کنیم ممکن است تا مدت ها ذهن خود را درگیر کار کرده و متوجه گذر زمان نشویم و پس از مدت زیادی، از فرط خستگی کمی به خود استراحت دهیم.

یکی از مواردی که اکثر مردم برای رفع خستگی به سراغ آن می روند، نوشیدن چایی و قهوه است! با این حال حتما درست مانند خود من، برای شما هم پیش آمده که برای خود چایی یا قهوه ریخته باشید و برای اینکه کمی خنک تر و قابل نوشیدن شود، آن را روی میز و یا جایی دستتان به لیوان نخورده و نریزد گذاشته، و به کلی آن را فراموش کرده باشید و به یک باره، وقتی که دیگر سرد شده و از دهن افتاده است لیوان چایی یا قهوه خود را به یاد آورید. این مسئله می تواند بسیار ناراحت کننده باشد. به همین دلیل در این مقاله قصد داریم راه حلی ساده، کم هزینه و آسان را به شما معرفی کنیم. و این راه حل چیزی نیست جز ساخت یک ماگ وارمر و یا گرم کننده لیوان.

چرا ساخت ماگ وارمر؟

حتما می پرسید چه نیازی به ساخت چنین محصولی وجود دارد وقتی می توانیم از موارد موجود در بازار استفاده کرده و چنین چیزی را بخریم؟ باید به شما بگویم که خرید چنین کالایی دست کم برای شما 500 هزار تومان هزینه داشته و وقتی می توانید با پرداخت 200 هزار تومان خودتان چنین کالایی را به نحو احسن درست کنید، هزینه 500 هزار تومانی چندان معقولانه به نظر نمی رسد.

در ادامه این مقاله به بررسی و آموزش ساخت 2 نوع ماگ وارمر با قابلیت اتصال به برق، اتصال به لپتاپ و دارای باتری قابل شارژ خواهیم پرداخت. بر خلاف دیگر مقالات که در ابتدای هر مقاله لیستی از تمام قطعات مورد نیاز خود ارائه می کردیم، در این مقاله چون جمعا به بررسی 6 روش ساخت خواهیم پرداخت، برای گمراه نشدن، قطعات مورد نیاز هر روش را در ابتدای شرح همان روش بیان خواهیم کرد.

6 روش مذکور به صورت زیر می باشند، اگر یک یا چند مورد از این روش ها، متد مد نظر شماست، می توانید مستقیما به مطالعه آن روش بپردازید:

• ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به لپتاپ به وسیله المنت حرارتی
• ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به لپتاپ به وسیله المان خنک کننده
• ساخت ماگ وارمر شارژی به وسیله المنت حرارتی
• ساخت ماگ وارمر شارژی به وسیله المان خنک کننده
• ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به برق، به وسیله المنت حرارتی
• ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به برق، به وسیله المان خنک کننده

ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به لپتاپ به وسیله المنت حرارتی:

اگر شغل شما هم، درست مثل من ایجاب کند در یک محل ثابت نبوده اما همیشه لپتاپ خود را به دنبال داشته باشید، این روش مخصوص خود شما خواهد بود.

قطعات مورد نیاز:

المنت حرارتی 5 ولت 0.8 آمپر (این المنت دارای طول 5 سانتی متر و 0.3 سانتی متر می باشد و به صورت فنری قابل تهیه است. البته شما همیشه می توانید از سیم های کروم نیکلی برای این کار استفاده کنید، اما پیشنهاد من به شما تهیه کردن یک المنت بسیار کوچک است، قیمت این کالا حداکثر 10 هزار تومان است).

آی سی رگولاتور ولتاژ 7805 (محدود کننده ولتاژ به 5 ولت و جریان به حداکثر 1 آمپر).

کیس جا سازی المنت و دیگر قطعات ( شما می توانید به صورت دلخواه خود این کیس را طراحی کنید و من با ارائه طرح شمارا محدود نخواهم کرد، فقط به نکاتی که در طول آموزش بیان می شود دقت کنید).

دکمه I/O.

چسب یا خمیر عایق حرارتی (مقادیر خیلی کم، اگر در اطراف شما این عایق ها قابل پیدا کردن نیست، از وسیله ای دیگر برای عایق بندی استفاده کنید (گریس نسوز هم می توان استفاده کرد اما توصیه نمی شود).

یک صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

مقاومت 100 اهم

پتانسومتر 100 اهم

ال ای دی

نحوه ساخت mug warmer:

پیش پرداختن به نحوه انجام اتصالات مداری، به دلیل سادگی آن بیایید ابتدا به نکات مربوط به طراحی کیس بپردازیم. کیس شما می بایست به گونه از طراحی شود که آی سی، کلید و مقاومت نسبت به المنت ایزوله و جدا باشند. این کار برای جلوگیری از آسیب به آنها در اثر حرارت بالای المنت است. علاوه بر این ماده ای که برای ساخت کیس استفاده می کنید می بایست تحمل حرارت هایی تا 80 درجه سانتی گراد را داشته باشد. پیشنهاد بنده فلکسی مات است. اگر از چوب استفاده می کنید حتما از عایق حرارتی بودن المنت و اطراف آن اطمینان حاصل کرده و صفحه آلومینیومی را با کمی فاصله نسبت به سطح چوب به وسیله تعدادی پیچ نصب کنید. بعد از آماده شدن کیس مدار خود را به صورت زیر ببندید:

محصول مرتبط: آموزش آلتیوم دیزاینر

در اینجا شما به جای VCC می بایست از پورت USB لپتاپ خود که نماد باتری و یا نماد زیر را در کنار آن دارد برای تغذیه مدار استفاده کنید:

ممکن است این نماد در لپتاپ های شرکت های مختلف متفاوت باشد، کافی است مطمئن شوید کدام پورت دستگاه شما 5 ولت و 1 آمپر به شما تحویل می دهد. از منبع تغذیه به کلید وصل کرده و سپس به ورودی آی سی 7805 برده، پایه زمین آی سی را زمین کنید. در مدار فوق المنت به وسیله مقاومت R1 نماد شده است. المنت، پتانسیومتر و مقاومت و ال ای دی را مطابق مدار فوق ببندید. ابتدا قبل از جای گذاری قطعات در داخل کیس، به وسیله یک شارژر تلفن همراه 5 ولت و 1 آمپری مدار خود را روشن کنید. اگر ال ای دی شما خاموش بود، پتانسیومتر را به گونه ای کم کنید که ال ای دی شما روشن بشود. به محض اینکه ال ای دی روشن شد دیگر دست به پتانسیومتر نزنید. کمی بیشتر صبر کنید تا از سالم بودن المنت مطمئن شده و گرم شدن آن را مشاهده کنید. مدار را با توجه به شرایط توضیح داده شده در داخل کیس قرار دهید.

به بخش سر هم کردن برگردیم. پشت صفحه آلومینیومی را به وسیله خمیر / چسب سیلیکون به روی قسمتی که المنت قرار دارد بگذارید (دقت کنید دلیل استفاده از خمیر سیلیکون رسانای گرما بودن و عدم رسانای الکتریکی بودن آن است، بنابراین برای جلوگیری از برق گرفتگی فاصله بین المنت تا صفحه را 2 الی 3 میلی متر گرفته و در قسمتی که بر روی المنت قرار می گیرد کمی خمیر سیلیکون بیشتری استفاده کنید). اگر از چوب استفاده می کنید دقت داشته باشید که حتما از خمیر عایق در اطراف المنت در داخل چوب برای جلوگیری از سوختن و ایجاد بوی نامطلوب استفاده کنید.

ماگ وارمر شما آماده است، لازم به ذکر است در این روش گرم شدن المنت به دلیل محدودیت جریان کمی زمان بر می باشد.

ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به لپتاپ به وسیله المان خنک کننده

المان خنک کننده قطعه ای الکترونیکی بوده که به وسیله مواد ترمو الکتریک ساخته شده و یک طرف آن خنک( در حد یخ زدن ) و طرف دیگر تا دماهای نسبتا خوبی گرم می شود.

قطعات مورد نیاز:

المان خنک کننده ترموالکتریک مدل TEC1-12706

صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

آی سی رگولاتور ولتاژ 7805 (محدود کننده ولتاژ به 5 ولت و جریان به حداکثر 1 آمپر)

کیس جا سازی المان و دیگر قطعات ( شما می توانید به صورت دلخواه خود این کیس را طراحی کنید )

دکمه I/O

مقاومت 100 اهم

پتانسومتر 100 اهم

ال ای دی

نحوه ساخت:

به دلیل تشابه کامل نحوه بستن این مدار با مدار قبلی، کافیست بخش قبلی را مطالعه کنید. تنها تفاوت موجود، در این قسمت، جا به جایی المان خنک کننده با المنت حرارتی می باشد. فراموش نکنید پتانسیومتر می بایست تا اولین نقطه روشن شدن ال ای دی تنظیم شود.

اما در طراحی کیس آن چگونه باید عمل کرد؟ در ابتدا لازم به ذکر است که درست مانند قسمت قبلی قطعات الکترونیکی می بایست از قسمت گرم و سرد ایزوله شده و جدا باشند. برای این کار می توانید از خمیر عایق ساز استفاده کنید. تفاوتی که در طراحی این دستگاه وجود دارد، این است که در این مدل، ما می خواهیم بتوانیم از قسمت خنک کنده نیز استفاده لازم را ببریم، اما برای بهره گیری کامل از این قابلیت با یک محدودیت مواجه هستیم! و آن چیزی نیست جز قطر نیم سانتی المان خنک کننده.

با توجه به ابعاد المان، می بایست دستگاه خود را به طوری طراحی کنیم که قطعات الکتریکی در اطراف با قطر لازم قرار گرفته و المان ما در وسط در بین دو تو رفتگی در دو طرفین دستگاه باشد. درست مانند یک بشقاب دو طرفه.

بعد از قرار دادن المان، به وسیله لایه ای نازک از خمیر سیلیکون، دو صفحه آلومینیومی در هر طرف آن قرار دهید. ابتدا دستگاه خود را به وسیله یک شارژر تلفن همراه تست کرده و پس از اطمینان از کارکرد آن می توانید از آن استفاده لازم را ببرید.

ساخت ماگ وارمر شارژی به وسیله المنت حرارتی:

حال اگر شما از آن دسته افرادی نباشید که دائما پشت لپتاپ بوده و یا همه جا یک لپتاپ به دنبال خود دارند، چاره چیست؟ در ادامه به بررسی نحوه ساخت دو دستگاهی که در بالاتر توضیح داده شد، به وسیله باتری شارژی خواهیم پرداخت.

قطعات مورد نیاز:

المنت حرارتی 5 ولت 0.8 آمپر

آی سی رگولاتور ولتاژ 7805

کیس جا سازی المنت و دیگر قطعات

دکمه I/O

چسب یا خمیر عایق حرارتی

یک صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

مقاومت 100 اهم

ال ای دی

پتانسیومتر 100 اهم

باتری شارژی 3.7 (4 عدد)

کیس مخصوص باتری

نحوه ساخت:

بیایید ابتدا به نحوه ساخت کیس این نوع دستگاه بپردازیم، چرا که مدار آن بسیار مشابه با مدار دستگاه های قبلی است. برای ساخت کیس این دستگاه می بایست مانند روش اول عمل کنید. تفاوتی که در این قسمت وجود دارد این است که این بار شما می بایست به وسیله باتری المنت خود را روشن کنید. به همین دلیل، لازم است تا فضایی برای باتری ها پیش بینی کرده و محل مورد نظر برای آن را نیز در نظر داشته باشید.

حال به توضیح نحوه انجام اتصالات آن بپردازیم، باتری های خود را به گونه ای که در شکل زیر نشان داده شده به هم متصل کنید:

در این تصویر نحوه اتصال باتری ها قابل مشاهده است.

به این طریق شما ظرفیتی بالا (جوابگوی چند ساعت کارکرد) و با ولتاژ نزدیک به 8 ولت خواهید داشت. دقت کنید این اتصالات می بایست بر روی کیس باتری که خریداری کرده اید انجام شود و به وسیله لحیم کاری خود باتری ها نباشد. دیگر قسمت های این مدار کامل مشابه با دستگاه های قبلی بوده و می توانید از مدار ابتدایی شکل استفاده کنید.

فراموش نکنید پتانسیومتر را به میزانی بچرخانید تا ال ای دی روشن شود، و سپس قطعات را در داخل کیس جا سازی کنید.

در قرار دهی صفحه آلومینیومی نیز مانند قبل عمل کرده و کمی فاصله بین المنت و صفحه قرار دهید.

ساخت ماگ وارمر شارژی به وسیله المان خنک کننده:

قطعات مورد نیاز:

المان خنک کننده ترموالکتریک مدل TEC1-12706

آی سی رگولاتور ولتاژ 7805

کیس جا سازی المان و دیگر قطعات

دکمه I/O

چسب یا خمیر عایق حرارتی

صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

مقاومت 100 اهم

ال ای دی

پتانسیومتر 100 اهم

باتری شارژی 3.7 (4 عدد)

کیس مخصوص باتری

حال اگر بخواهیم همان دستگاهی که در قسمت دوم به وسیله المان خنک کننده داشتیم را اینجا نیز به وسیله باتری بسازیم باید چه کرد؟ در نگاه اول این مسئله ممکن است آسان به نظر برسد، و البته بستن مدار آن نیز آسان هست، اما طراحی کیس آن به چه گونه ای می بایست باشد تا بتوانیم باتری ها را در داخل آن جا دهیم؟

برای طراحی کیس می توانید از دیاگرام زیر کمک بگیرید:

همچنین ببینید: آموزش eplan

قسمت دایره ای محل قرار گیری المان شما بوده و قسمت مستطیلی را برای تعبیه کردن محل باتری ها و دیگر قطعات الکتریکی استفاده کنید. به خاطر داشته باشید قبل از جایگذاری مدار در داخل کیس حتما آن را به وسیله پتانسیومتر تنظیم کنید.

نکته حائز اهمیت در رابطه با این روش ساخت ماگ وارمر و البته روش قبلی این است که به دلیل استفاده از باتری، شما نتیجه ای که در دو روش ابتدایی می دیدید را نخواهید دید. با این حال نتیجه به دست آمده همچنان قابل قبول و قابل استفاده می باشد و هر چهار روش تا به اینجا کار می توانند لیوان قهوه و یا چایی شما را برای مدتی طولانی تر گرم نگه دارند.

ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به برق، به وسیله المنت حرارتی

قطعات مورد نیاز:

المنت حرارتی 5 ولت 0.8 آمپر

آی سی رگولاتور ولتاژ 7805

کیس جا سازی المنت و دیگر قطعات

دکمه I/O

چسب یا خمیر عایق حرارتی

یک صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

مقاومت 200 اهم

پتانسیومتر 100 اهم

ال ای دی

نحوه ساخت:

وقتی از قابلیت اتصال به برق صحبت می کنیم منظور می تواند دو چیز باشد، اتصال مستقیم به برق شهری، اتصال به برق به وسیله آداپتور. به دلیل اینکه یکی از اهداف ما در این پروژه مینیمال بودن و زیبایی نیز هست و همچنین نمی خواهیم فضای بسیاری از میز کار شما را اشغال کنیم، به بررسی و تشریح کامل نحوه ساخت ماگ وارمر قابل اتصال مستقیم به برق شهری نخواهیم پرداخت، چرا که پیچیدگی های خاص خود را به همراه داشته و در این آموزش امکان تشریح آن نیست، به همین دلیل به صورت توضیحی خلاصه از روی آن رد می شویم.

برای ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به برق شهری به صورت مستقیم، کافیست شماتیک مداری زیر را دنبال کرده و از المنت مناسب این کار استفاده کنید.

حال بیایید به آموزش ساخت مدار خود برگردیم. در این مدار با اینکه مشابه مدار اولیه ما می باشد، به دلیل عدم محدودیت در تامین ولتاژ و جریان، برای جلوگیری از آسیب به ال ای دی به جای مقاومت 100 اهم از یک مقاومت 200 اهم استفاده می کنیم، دقت داشته باشید به دلیل دمای بالای المنت حتما از خمیر عایق ساز استفاده کنید. در این متد ساخت می توانید میزان خمیر سیلیکون را کمی بیشتر کرده چرا که دمای المنت شما می تواند تا 90 درجه سانتی گراد بالا برود. فراموش نکنید پتانسیومتر خود را پیش از جا سازی مدار تنظیم کنید. اگر می خواهید از شارژ تلفن همراه برای اتصال برق این روش استفاده کنید در تصویر مدار اولیه جایی که منبع تغذیه قرار داشت یک کابل usb استفاده کنید.

ساخت ماگ وارمر قابل اتصال به برق، به وسیله المان خنک کننده:

شاید بهترین و بهینه ترین ورژنی که می توانید از یک ماگ وارمر داشته باشید نوع ششم ینی به وسیله المان خنک کننده باشد. المان خنک کننده ای که در این مقاله از آن استفاده کرده ایم، 12 ولت و 5 آمپر بوده و دمای قسمت گرم آن می تواند تا 200 درجه سانتی گراد برسد، این در شرایطی است که دمای قسمت خنک آن می تواند به صفر درجه سانتی گراد برسد و این مسئله برای ما بسیار خوب و ایده آل است.

با این حال نکات قابل توجهی نیز وجود دارد. اولین نکته این است که دمای 200 درجه بسیار بالا بوده و علاوه بر خطری که دارد می تواند منجر به سوختن المان ما نیز بشود. برای همین در این قسمت به جای استفاده از آی سی 7805 از آی سی 7809 استفاده کرده که یک رگولاتور 9 ولت و 1 آمپر می باشد.

قطعات مورد نیاز:

المان خنک کننده ترموالکتریک مدل TEC1-12706

آی سی رگولاتور ولتاژ 7809

کیس جا سازی المان و دیگر قطعات

دکمه I/O

چسب یا خمیر عایق حرارتی

صفحه آلومینیومی

خمیر سیلیکون

مقاومت های 200 و 10 اهمی

ال ای دی

نحوه ساخت:

به مدار زیر دقت کنید:

همان طور که می بینید در اینجا نیز مداری مشابه با مدار اولیه داریم، اما تفاوت این مدار این است که این بار به جای پتانسیومتر از یک مقاومت 10 اهمی استفاده کرده ایم. استفاده از مقاومت به جای پتانسیومتر به دو دلیل انجام شده است، دلیل اول اینکه بر خلاف المنت ما مقاومت المان را بر اساس اطلاعات دیتاشیت می دانیم که بین 2.5 تا 2.8 اهم است، و دلیل دوم این است که با توجه به میزان ولتاژ و جریان بالاتر ال ای دی همواره روشن بوده و نیازی به تنظیم جریان و ولتاژ شاخه ها به وسیله پتانسیومتر نداریم. همانطور که در مدار مشاهده می کنید، با این ساختار ما ولتاژ تقریبا 9 ولت را به همراه جریان 700 میلی آمپری به المان تحویل داده و در ازای آن دمای گرم و سرد خوبی دریافت خواهیم کرد.

نکته مهم و قابل اهمیتی که در این روش وجود دارد، این است که شما می توانید با استفاده از رگولاتور های دیگر ولتاژ جریان بالاتری به المان خود تحویل دهید که سبب ایجاد گرما و سرمای بیشتری می شود، منتها برای جلوگیری از سوختن آن، می بایست حتما به جای صفحه آلومینیومی از یک هیت سینک استفاده کنید.

در رابطه با طراحی کیس این مدار نیز مانند قبل عمل کرده و فراموش نکنید که صفحات آلومینیومی را به وسیله خمیر سیلیکون بر روی المان بگذارید. همچنین دقت داشته باشید برای اتصال این دستگاه از آداپتور مناسب استفاده کرده ( برای مثال آداپتور های لپتاپ ) و از سیم مناسب نیز برای این کار بهره بگیرید.

محصول مرتبط: آموزش Arm STM32