多功能搅拌棒Mixer

郑宝婵　陈猛　俞逸飞　黄瑶

摘 要：介绍了Mixer的整体结构及其功能。该产品是一款集实用性、美观性、智能性于一体，赋有加振搅拌、实时测温示温、声光提示、荧光板留言等功能的新概念搅拌棒。该产品的核心是飞思卡尔单片机控制系统、温敏电阻以及光电感应器，以其微型，低功耗，成本低的特点，将其植入美观时尚的咖啡搅拌棒中，让各年龄层消费人群享受新一代搅拌棒的乐趣。

关键词：智能测温提醒；光电感应器；单片机；频闪灯；荧光板

0 引 言

随着现代生活节奏的日益加快，速溶性饮品以其美味、快捷的特性在我们的日常生活中越来越占有不可替代的重要地位。为了使速溶饮品的快捷性得以最大程度的发挥，冲泡饮品时的便捷操作也受到了人们的高度关注。在此背景下，无需用户亲自饮用试温、可实时监测温度并自动提示的智能搅拌棒拥有巨大的潜在市场。

除此之外，饮品在饮用过程中的味觉体验，不仅取决于饮品本身的品质，也同样受到饮用温度的极大影响。随着追求高品质生活的现代都市人对饮品品质的要求越来越高，饮品温度的控制要求也在日益提高。智能搅拌棒具有多个档位选择，针对不同饮品设定最佳饮用温度，满足市场需求，顺应追求简尚生活的时代潮流。

再次，据最新研究表明，引用过热饮品大大增加患食道癌的风险，而智能搅拌棒检测饮用温度，帮助用户减少了潜在健康风险，在追求生命健康的当今社会拥有巨大的市场潜力和市场需求。

从细节之处提升品味、从琐碎的习惯入手呵护健康，Mixer，一款集实用性、美观性、智能性于一体的新概念搅拌棒，应运而生。Mixer服务于高品质生活，关注饮品享用质量，呵护食道健康、规避潜在致癌风险。本作品是基于温感器件和单片机的智能结合，同时还附加上了光感模块来感受人手靠近的人性化、智能化的测温提醒搅拌棒。系统流程，温敏电阻数据采集、数据变换、数据分析；单片机数据处理、数据响应。本产品采用灵敏的温感电阻，光感器件，单片机技术，频闪变换技术，按键开关技术。

1 作品基本功能

本产品主要具有以下功能：智能测温、声光提醒、加振搅拌、一棒多用、荧光板留言、可挂杯等。

（1）智能测温，声光提醒

提醒音提示最佳饮用温度，保障饮用品质，且防止饮水过热，呵护健康；温控灯的闪烁频率直观反映温度，生动、方便。

（2）加振搅拌，帮助充分溶解

利用红外虚拟触控开关，感知到人手的接近后，在原本搅拌运动的基础上增加振动，使饮品快速充分溶解。

（3）一棒多用

多档位设定，适用于咖啡、茶饮、婴儿奶粉等不同饮品的不同温度需求。

（4）荧光板留言

棒体顶端迷你荧光板既是记事板、留言板，又是迷你小夜灯，防止黑暗中失手打翻饮品，为熬夜一族提供贴心暖光。

（5）可变挂式搅拌棒，适用多种杯型

总体不超过三元的低廉造价，新颖的概念，细致的设计，使Mixer极适合于餐饮企业的推广，极易进入日常生活。

2 工作原理

产品的总体架构图如图1示。

考虑到产品搅拌棒的便携性，控制器我们采用低功耗、高性能的飞思卡尔单片机MC9S08QG8，其集成度高且体积小，我们充分利用16管脚，通过精简的程序实现实时测温、适温提醒、多档选择、非接触控制、振动搅拌、荧光效果等功能。

基本的温度信息采集由热敏电阻加上分压电路构成，采集到的模拟信号经过AD转换输入单片机，通过简单的算法输出随温度变化的控制信号，改变呼吸灯的闪烁频率，从而实现“呼吸速率”实时反映饮品温度，与直接的温度显示相比，更加生动形象。

通过三个按键可以选择咖啡、茶、牛奶的三档不同模式，三种模式在设计中的区别仅仅体现在软件编程的算法上，即设定不同的阈值，与温度采集的AD值进行比较，其中我们还增加了必要的纠错程序，提高可靠性。为了保证饮品的最佳风味，三种饮品的最佳饮用温度通过大量的调研工作得到。

为了增加用户与搅拌棒之间的互动性，采用测距可调的光电管来感应人手的靠近，“隔空”驱动微型电机实现振动搅拌，或在人手环握搅拌棒时，在原本搅拌运动的基础上附加振动，以加速速溶饮品的溶解和冷却。

当饮品的最佳饮用时间到，单片机输出低电平控制LED灯与蜂鸣器，分别实现视觉与听觉提醒，同时荧光板被点亮，温馨文字闪现。

具体的硬件电路图和软件流程图分别见图2和图3。

3 创新点

随着现代生活节奏的日益加快，速溶性饮品以其美味、快捷的特性在我们的日常生活中越来越占有不可替代的重要地位。而为了满足人们对于生活质量和生活情调越来越高的要求，新概念搅拌棒的设计思路应运而生。Mixer作为集实用性、美观性、智能性于一体的新概念搅拌棒，其创新点主要如下：

（1） 智能性贯穿整个使用过程

①开始搅拌时，利用红外虚拟触控开关，感知到人手的接近后，在原本搅拌运动的基础上增加振动，使速溶饮品迅速充分溶解。

②等待饮用过程中，针对不同饮品特有的最佳饮用温度，多个档位选择，实时测温并响铃提醒最佳饮用时间的到达。

③饮用过程中，顶端迷你荧光板充当小夜灯，防止熬夜一族在黑暗中打翻水杯，并且可提供电脑打字所必需的基本光线。

3.2 关注人体健康

①针对成人：设置高温警示震动，关注一直以来为人们所忽视的饮水过热的健康风险。在饮品温度未达引用标准时，则人手的靠近会引起咖啡棒震动预警，防止人饮水过热增加患舌癌、食道癌的风险。

②针对婴儿：婴儿奶粉档位将温度设置在38℃，防止烫伤的发生，保护宝宝脆弱的食道。

3.3 顶端荧光板一板多用

①可充当记事板，随手记录琐碎要事，规划生活的好帮手。

②可充当留言板，表白神器，当饮品达到饮用温度灯效亮起时，荧光板上所写的文字变得尤为醒目，给人贴心的惊喜。

③可充当迷你小夜灯，防止黑夜中打翻饮品的同时，提供了使用电脑所必需的光线，可让熬夜一族在不影响室友的情况下尽享静谧时光。

④荧光板可翻折，通过调整合适角度，可将搅拌棒变为悬挂式，从而让长度固定的搅拌棒适用于多种杯型，防止了搅拌棒太短滑进饮品中的尴尬。

后，该产品可靠性强，安全节能，且电池方便拆换。我们注重使用性价比最高的器件，整个智能搅拌棒成本基本可控制在3元以内，有利于其利用价格优势迅速打入市场。