Smart Coaster. Kurzbeschreibung. Factsheet Materialliste Kosten Links. Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht

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Rolf Schubert
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Kurzbeschreibung Smart Coaster Der Smart Coaster ist ein intelligenter Getränkeuntersetzer. Er kann erkennen welches Getränk auf ihm steht.

1 Kurzbeschreibung Smart Coaster Der Smart Coaster ist ein intelligenter Getränkeuntersetzer. Er kann erkennen welches Getränk auf ihm steht. Bei Cocktails leuchtet der Smart Coaster beispielsweise in stimmungsvollen Farben. Bei einem Tee läuft automatisch ein Tea Timer ab. Ist das Glas leer und/oder kalt so leuchtet der Smart Coaster blau. Befindet sich eine heiße Flüssigkeit im Glas so leuchtet der Smart Coaster rot. Factsheet Materialliste Kosten Links Der Smart Coaster wird durch einen WS2812 LED Strip mit 23 RGB Leds zum leuchten gebracht. Er verfügt über einem selbstgebastelten Drucksensor aus Velostat, welcher das Gewicht unterschiedlicher Gläser erkennt. Außderdem ist in dem Coaster ein Texas Instruments TMP0006 Temperatur Sensor verbaut. Dieser Sensor sorgt für die Erkennung schneller Temperaturwechsel. Der Sensor misst die Temperatur eines Objekts, ohne das Objekt zu berühren. Der TMP006 verwendet eine Thermosäule zum Absorbieren der vom Glas ausgesendeten Infrarotstrahlung und ermittelt anhand des auf diese Weise an der Thermosäule entstehenden Spannungsunterschiedes die Temperatur des Glases. Durch Profile die aus den beiden Sensorendaten erzeugt wurden kann der Smart Coaster zwischen verschiedenen Gläsern und deren Inhalten unterscheiden.

2 Benötigte Bauteile: 1 x Arduino Mini Pro ( x Adafruit TMP006 Breakout ( 1 x LED Strip WS2812 mit 23 LED s ( ~ 10 1 x 3D Gedruckte Teile (Thingiverse Link unter Referenzen) ~ 3 1 x Wiederstand 2.7 KOhm 1 x Stück Velostat Folie (( ~ x 3,7V 250 mah LiPo Akku ( x Litzen (nicht benötigt bei reiner 3D Druck Variante) 1 x Blatt Papier DIN A4 Weiß als Abdeckung für Bodenplatte 1 x etwas dickeres Papier oder leichter Karton für 5 mm Ring 1 x 5 mm Plexiglas Scheibe Ø11 cm 1 x 3 mm Plexiglas Scheibe Ø 11 cm Die Plexiglas Scheiben habe ich im FabLab Aachen zugeschnitten. Diese können aber auch mit beispielsweise einer Stichsäge zugeschnitten werden. Alternativ können auch zwei gedruckte Scheiben verwendet werden einen Link zu den Teilen findet sich am Ende der Anleitung unter Referenzen. Benötigtes Werkzeug und Hilfsmittel: 1 x Dremel 1 x Heißklebepistole 1 x Lötkolben 1 x FTDI Breakout 1 x Cutter 1 x Schere Zeit Aufwand für Nachbau: 2-4 Stunden

3 Bauanleitung Step by Step Schritt 1: Ein rundes Stück mit einem Durchmesser von ca. 5 6 cm aus der Velostat Folie ausschneiden. Schritt 2:

4 Anschließend zwei Löcher in die 5 mm Plexiglas Scheibe bohren. Durch diese Löcher werden später die Kabel des Drucksensors geführt. Schritt 3: Wie auf dem Foto zu erkennen, zwei Litzen mit einer Länge von jeweils ca. 10 cm an einem Ende um 4 5 cm abisolieren. Schritt 4:

5 Auf jeder Seite des Velostats eine der Litzen mit dem Abisolierten Ende im Halbkreis mit Klebeband fixieren. Schritt 5: Die beiden Litzen durch die in Schritt 2 gebohrten Löcher führen. Schritt 6:

Den fertigen Drucksensor mit Klebeband auf die Plexiglas Scheibe kleben. Schritt 7: 5mm Papierring aufkleben um die Höhendifferenz des Drucksensors auszugleichen.

6 Den fertigen Drucksensor mit Klebeband auf die Plexiglas Scheibe kleben. Schritt 7: 5mm Papierring aufkleben um die Höhendifferenz des Drucksensors auszugleichen. Falls keine Plexiglas Scheibe genutzt wird, sondern eine 3D gedruckte Scheibe so kann auf diesen Schritt verzichtet werden, da die 3D Druck Vorlage bereits über eine entsprechende Vertiefung für den Drucksensor verfügt. Schritt 8:

7 Papierscheibe aufkleben, damit das Licht nicht aus dem Boden des Coasters leuchtet. Dieser Schritt entfällt ebenfalls bei der reinen 3D Druck Variante. Schritt 9: Die 3 mm Plexiglas Scheibe als letztes Teil für den Boden vorsichtig mit Heißkleber an der Seite verkleben.

8 Schritt 10: Mit einer Schwere wird ein Stück mit 23 LED s von der WS2312 LED Strip Rolle abgeschnitten. Dann werden drei Kabel am WS2812 LED Strip angelötet. Jeweils eins an GND, VCC und VI.

Schritt 11: Anschließen den WS2812 LED Strip mit Hilfe von Heißkleber von innen am Bodenteil festkleben. Es ist dabei hilfreich vorher den LED Strip mit einigen streifen Klebeband zu fixieren.

9 Schritt 11: Anschließen den WS2812 LED Strip mit Hilfe von Heißkleber von innen am Bodenteil festkleben. Es ist dabei hilfreich vorher den LED Strip mit einigen streifen Klebeband zu fixieren. Die LEDs sollten dabei auf dem Bodenteil aufliegen. Die 5 mm Plexiglas Scheibe passt genau zwischen den äußeren Rand des Strips und die LED s. Es ragt im Anschluss nur noch die 3 mm Scheibe hervor.

10 Damit kein Licht durch die Lötaugen des LED Strips durchscheinen kann wird mit Isolierband einmal um den Smart Coaster herumgeklebt. Schritt 12: Jetzt muss die Elektronik vorbereitet werden. Hierzu wird wie folgt verkabelt: Zunächst werden am tmp006 Sensor Breakout 4

Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht Litzen angelötet welche mit GND, VCC, SDA und SCL beschriftet sind. VCC und GND werden an entspechender Stelle am Wattuino verlötet.

11 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht Litzen angelötet welche mit GND, VCC, SDA und SCL beschriftet sind. VCC und GND werden an entspechender Stelle am Wattuino verlötet. SDA des Breakout Boards wird mit A4 des Wattuino verbunden. SCL des Breakout Boards mit A5. Anschließend wird ein Kabel des Drucksensors ebenfalls mit VCC verbunden. Das andere Ende wird mit dem Analog Pin A0 des Wattuino. Den VI Pin des LED Strips an PIN 11 des Wattuinos löten. Im Anschluss muss ein 2K7 Widerstand zwischen Pin A0 des Wattuino und GND angebracht werden. Zum Schluss wird der Akku Anschluss mit VCC und GND verbunden. Am Ende sollte die Verkabelung ähnlich wie auf dem Foto oben aussehen. Schritt 13: Alle benötigten Teile auf einem 3D Drucker vorzugsweise mit weißem Filament ausdrucken. Da ich für diesen Prototypen die Bodenplatte mit einem Laser zugeschnitten habe, benötige ich nur das Top Teil des Smart Coasters.

12 Der gedruckte Coaster Deckel besitzt ein Loch, dieses ermöglicht es dem TMP0006 Sensor die Oberflächentemperatur des Glases zu messen. Das Breakout Board muss so mit Heißkleber an den Deckel geklebt werden, dass der kleine Sensor Chip genau über dem Loch sitzt.

Nachdem die Arduino IDE installiert ist, müssen noch die Adafruit Neo Pixel Library und Adafruit TMP006

13 Schritt 14: Der Aufbau ist somit fertig gestellt. Der Coaster kann programmiert werden. Hierzu benötigt man die Arduino IDE und das FTDI Breakout Board. Nachdem die Arduino IDE installiert ist, müssen noch die Adafruit Neo Pixel Library und Adafruit TMP006 Library installiert werden. Unter Referenzen findet man entsprechende Links mit Anleitungen zur Installation der Librarys. Der FTDI wird mit dem Wattuino verbunden.

14 Anschließend öffnet man das Smart Coaster Sketch in der Arduino IDE mit Datei - > öffnen Dann wählt man unter Tools -> Board -> Arduino Pro or Pro Mini (3.3V, 8 MHZ) w/atmega328 aus. Dann klickt man auf Upload und lädt somit das Programm auf den Wattuino. Einen Download Link zum Smart Coaster Sketch findet man ebenfalls unter Referenzen.

Letzter Schritt: Smart Coaster vom FTDI Trennen, LiPo Akku einlegen und Smart Coaster verschließen. Der Smart Coaster schaltet sich automatisch ein sobald ein Glas darauf steht.

15 Letzter Schritt: Smart Coaster vom FTDI Trennen, LiPo Akku einlegen und Smart Coaster verschließen. Der Smart Coaster schaltet sich automatisch ein sobald ein Glas darauf steht. Auf dem Foto ein leeres kaltes Tee Glas. Was tut es? Es leuchtet Blau :) Der Coaster ist nun Einsatzbereit! Viel Spaß beim Nachbauen. Weiterführende Ideen: Die Anbindung einer Seriellen Bluethooth Brücke würde das Kabellose Programmieren ermöglichen. Durch eine Induktionsladestation könnte der Smart Coaster aufgeladen werden ohne dass man ihn wieder öffnen muss. Mit einer allgemeinen Bluetooth Schnittstelle könnte der Smart Coaster über ein Smart Phone angesteuert werden. Somit könnten eingehende Nachrichten durch beispielsweise Farbwechsel oder Blinken angezeigt werden.

16 Mehrere Smart Coaster könnten untereinander kommunizieren und somit ein Schwarm verhalten aufweisen. Matching gleicher Getränke (Cocktails) oder ähnliches. Party Spiele könnten mit dem Smart Coaster ebenfalls sehr einfach umgesetzt werden. Ich hatte leider nur eine Woche Zeit das Projekt zu entwickeln und umzusetzen, somit fehlte die Zeit die oben Angedachten Features noch einzubauen. Referenzen Adafruit Neo Pixel Library: Adafruit TMP006 Library Tutorial: TMP006 Digikey: Smart Coaster Details und Support: Smart Coaster Arduino Sketch: Thingiverse Smart Coaster Gehäuse:

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