缶コーヒー温め装置の製作

　缶コーヒーをユニバーサル基板にあてがって、大きさはBタイプに決めました。
　Bサイズの穴数は縦36、横27個なので、これをVISIOに配置します。
　缶コーヒーの直径や抵抗の大きさを測って、周囲に抵抗が16本並ぶように検討しました。

サーミスタの温度検出範囲と可変抵抗の設定範囲の計算

という条件も追加しておきます。

　サーミスタは入手性の関係で10kΩ＠25℃のNTCです。B係数は3435Kなので、
　抵抗値は

　　R = 10*EXP(3435*(1/(TEMP+273)-1/(25+273)))

　で求められます。
　データシートにも書いてありますが、100℃で約1kΩ、60℃で約3kΩです。

逆に温度は

　　TEMP = =1/(LN(R/10)/3435+(1/(25+273)))-273

　で求められます。

　
　そこから分圧抵抗を変えて変化率を求めると
　
　

　
　3.3kΩ付近の時に最も25℃と100℃の差が大きくなります。（0.519くらい）
　この値から出力電圧と温度の関係を求めます。
　ちゃんと計算すれば、たぶん計算式を導くことは可能ですが、面倒なので近似式をエクセルに出してもらいます。

　

サーミスタからの出力電圧が求まりましたので、設定範囲を検討します。
設定に用いるボリュームは10kΩのBカーブに決めました。
①ボリュームの両端に抵抗をぶら下げて、ボリュームの中点から電圧を取った時は2.2k、4.7kがいい感じです。

②片方の抵抗をボリュームの中点からぶら下げた時は1k、4.7kがいい感じです。

比較すると…

②の方が適温付近を細かく設定できて良い感じです。
という訳で抵抗値が求まりました。

実際に動かして温度を測定しました。

	'METEX M-6000Mというテスターの読み取り文字列から、値を返すクラス。
	'https://github.com/ruimo/m6000m/blob/master/data.rb
	'の移植。
	Public Class METEX
	#Region "table"
	'テーブルを定義。初期化子を使っているので.netFrameWork4.0(VS2010)以降対応。
	'移植元は「0x3b => :voltage,」のようにbyte型から変換していたので、
	'文字列→文字配列→文字コード変換すると素直に引用だと思う。
	'とりあえず書きなおすのが面倒なので、Asc(string)は使う方向。
	Dim function_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H3B, "voltage"}, _
	{&H3D, "microAmpere"}, _
	{&H3F, "milliAmpere"}, _
	{&H30, "autoAmpere"}, _
	{&H39, "manualAmpere"}, _
	{&H33, "resistance"}, _
	{&H35, "continuity"}, _
	{&H31, "diode"}, _
	{&H32, "frequency"}, _
	{&H36, "capacity"}, _
	{&H34, "temperature"}, _
	{&H3E, "adp0"}, _
	{&H3C, "adp1"}, _
	{&H38, "adp2"}, _
	{&H3A, "adp3"} _
	}

	Dim range_voltage_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-3"}, _
	{&H31, "E-2"}, _
	{&H32, "E-1"}, _
	{&H33, "E-0"}, _
	{&H34, "E-4"} _
	}


	Dim range_micro_ampere_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-7"}, _
	{&H31, "E-6"} _
	}

	Dim range_milli_ampere_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-5"}, _
	{&H31, "E-4"} _
	}

	Dim range_auto_ampere_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-3"}, _
	{&H31, "E-2"} _
	}

	Dim range_manual_ampere_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-2"} _
	}

	Dim range_resistance_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-1"}, _
	{&H31, "E-0"}, _
	{&H32, "E+1"}, _
	{&H33, "E+2"}, _
	{&H34, "E+3"}, _
	{&H35, "E+4"} _
	}

	Dim range_freq_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E+0"}, _
	{&H31, "E+1"}, _
	{&H32, "E+2"}, _
	{&H33, "E+3"}, _
	{&H34, "E+4"} _
	}

	Dim range_capacity_table As New Dictionary(Of Integer, String) From { _
	{&H30, "E-12"}, _
	{&H31, "E-11"}, _
	{&H32, "E-10"}, _
	{&H33, "E-9"}, _
	{&H34, "E-8"}, _
	{&H35, "E-7"}, _
	{&H36, "E-6"} _
	}
	#End Region

	Function MetexConvert(ByVal strReadData As String) As String
	Dim powerNumber As String = ""
	Dim measUnit As String = ""
	Dim polSign As String = "+"
	Dim optionStr As String = ""

	Dim rangeDictionaryInt As Integer = Asc(strReadData.Substring(0))
	Dim statusBit As Integer = Asc(strReadData.Substring(6))


	Try
	Select Case function_table(Asc(strReadData.Substring(5)))
	Case "voltage"
	powerNumber = range_voltage_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "V"
	Case "microAmpere"
	powerNumber = range_micro_ampere_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "A"
	Case "milliAmpere"
	powerNumber = range_milli_ampere_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "A"
	Case "autoAmpere"
	powerNumber = range_auto_ampere_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "A"
	Case "manualAmpere"
	powerNumber = range_manual_ampere_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "A"
	Case "resistance"
	powerNumber = range_resistance_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "Ω"
	Case "continuity" '導通チェック
	measUnit = "Ω"
	powerNumber = "E-1"
	Case "diode"
	measUnit = "V"
	powerNumber = "E-3"
	Case "frequency"
	powerNumber = range_freq_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "Hz"
	Case "capacity"
	powerNumber = range_capacity_table(rangeDictionaryInt)
	measUnit = "F"
	Case "temperature"
	If statusBit And &H8 Then 'Judgle
	measUnit = "℃"
	Else
	measUnit = "F"
	End If
	Case "adp0"
	measUnit = "Lux" '照度センサ
	Case "adp1"
	measUnit = "dB" '騒音計
	powerNumber = "E-1"
	Case Else
	measUnit = "unknown"
	End Select


	If statusBit And &H4 Then 'sign
	polSign = "-"
	Else
	polSign = "+"
	End If

	If statusBit And &H1 Then 'OL
	polSign = "#"
	End If

	Dim optionBit As Integer = Asc(strReadData.Substring(7))
	If optionBit And &H8 Then 'HOLD
	optionStr = optionStr & ",HOLD"
	End If

	If optionBit And &H4 Then 'MAX
	optionStr = optionStr & ",MAX"
	End If

	If optionBit And &H2 Then 'MIN
	optionStr = optionStr & ",MIN"
	End If

	Dim option2Bit As Integer = Asc(strReadData.Substring(8))

	If option2Bit And &H8 Then 'DC
	optionStr = optionStr & ",DC"
	End If

	If option2Bit And &H4 Then 'AC
	optionStr = optionStr & ",AC"
	End If

	If option2Bit And &H2 Then 'AUTO
	optionStr = optionStr & ",AUTO"
	Else
	optionStr = optionStr & ",MANUAL"
	End If



	Catch ex As Exception
	measUnit = "Exception"
	End Try

	Return polSign & strReadData.Substring(1, 4) & powerNumber & "," & measUnit & optionStr

	End Function

	End Class

view raw metex.vb hosted with ❤ by GitHub

　まだまだ温度上昇に余裕があります。
　適温になったコーヒーを振っても缶の表面温度はそれほど下がりませんでした。
　ヒーターが下にあるので中で対流してるのかな？
　気になるFETの損失ですが、触れてみた感じ放熱板なしでも大丈夫っぽいです。
　（けど一応、付けられるようにもしておいた）

部品代

　結構かかっちゃいました…
　自販機とスーパーの価格差は50円くらいなので60本温めれば元が取れるかな？

缶コーヒーウォーマーの製作

特徴

設計メモ

回路図

配置検討

サーミスタの温度検出範囲と可変抵抗の設定範囲の計算

部品代

余談