#第四届立创大赛#基于大功率H桥设计的智能急速冷暖杯

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。

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。

作品照片：

分解图：

空PCB照片：

贴片焊接完成照片：

使用CAD进行外壳建模：

3D打印多彩外壳：

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：