Sada solárního pohonu Arduino: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento návod podrobně popisuje vytvoření víceúčelové high-tech soupravy na přežití Arduino. Klíčovými moduly, na které se v tomto tutoriálu zaměříme, je dobíjecí baterie, sériové nastavení solárního panelu, elektronický bzučák a modul GPS+Bluetooth. Tato kombinace položek vám umožní vyděsit zvířata, upozornit záchranáře a dobít telefon a sledovat cestu vašeho mobilního nastavení Arduino.

Velká část kódu a materiálů dostupných v tomto tutoriálu je možná díky komunitě open source a prosperujícímu světu tvůrců, kteří jsou ochotni si navzájem pomáhat.

Pro tento modul byla také napsána webová aplikace. Díky tomu budete moci chodit bez telefonu a stále budete moci sledovat své dlouhé túry a cesty a vizualizovat je pomocí API pro mapy Google. Jedná se o snadno napsatelný program, který lze také provést sami, pokud chcete změnit estetiku nebo vlastnosti stránky. Všimněte si však, že to musí být otevřeno v prohlížeči Chrome, protože používá nejnovější a nejlepší web pro rozhraní API Bluetooth.

Krok 1: Požadavky

Technologie použitá v tomto kurzu jsou následující:

Arduino Mega 2560 (spolu s kabelem USB-A na USB typu B pro nahrání kódu) 4x flexibilní solární panely A Seeed Studios Solar Shield v2.2. Modul Bluetooth Arduino HM-10 (podporuje Bluetooth 4.0, který je důležitý pro interakci s moderními zařízeními a webové stránky) Modul GPS Jednoduché tlačítko Libovolný elektronický bzučák Aduino Sada baterií 5 000 mAh, která podporuje nabíjení přes mikro USB a vybíjení přes USB-A. Deska pro snadné použití a testování Mnoho vodičů !! (Zástrčky na samice, samce na samce, samice na samice, napájecí kabely schopné malých proudů) Malé koncové hlavy Kabel USB-A k čemukoli Micro-USB kabel k čemukoli

Krok 2: Nastavení napájení

Nejdůležitější částí našeho mobilního nastavení je zajistit, abychom měli energii na cestách. Při vytváření 6voltového systému pomocí našich solárních panelů využijeme solární štít Seeed k ochraně našich součástí. Seeed Solar Shield zvládne vstupní sluneční napětí 4,8 ~ 6 voltů. Nebojte se hrát s tímto rozsahem buď dodáním extra napětí a jeho snížením, nebo zapojením obvodů různými způsoby.

Krok 1: Pokud vaše solární panely nemají konektory, možná budete muset vypáčit zadní polstrování, abyste našli kovové kontaktní body pro kladné a záporné uzly. V opačném případě, pokud máte kabely s panely, zajistěte, aby mohly být zapojeny v přiloženém plánu vodičů výše. V závislosti na připojení může být řezání a překreslování vodičů pohodlnější.

Krok 2: Pájení samčího drátu na každý kladný kolík a samičí vodič na každý záporný kolík vám umožní rozšířit solární panely podle potřeby. V závislosti na vašem použití této soupravy na přežití vám tato možnost zapojení poskytuje větší flexibilitu v závislosti na vašem pracovním prostoru a potřebách.

Krok 2.b: Je dobrým zvykem otestovat vaše zapojení pomocí voltmetru. Pokud pracujete ve tmě, baterka z fotoaparátu vašeho telefonu by měla stačit k odeslání malého množství viditelného napětí.

Krok 3: Jakmile máte sériový obvod solárních panelů (Pokud používáte ty, které jsme popsali v požadavcích, měli byste nyní mít potenciál 6 voltů), můžete je začít zapojovat do solárního štítu pod terminálem označeným 'Solar '. Pokud se vaše vodiče nezapojují do tohoto portu, možná budete muset k vašim vodičům připájet koncový terminál, abyste se k němu mohli připojit.

Krok 3.b: Podobně jako v předchozím kroku pravděpodobně nebudete moci připojit napájecí banku přímo k bateriovému terminálu, zejména s komerční bankou. Je pravděpodobné, že budete muset kabel přestřihnout a pomocí pájky opravit dráty tak, aby mohly být zapojeny do svorky baterie pro solární nabíjení.

Krok 4. Také s powerbankou ji zapojte do portu microUSB na solárním štítu. Naše powerbanka se nabíjí přes MicroUSB a vybíjí přes USB-A. S programem pro sledování nabíjení a vybíjení byste měli být schopni plně využívat svou powerbanku bez ohledu na její schopnost/neschopnost současně nabíjet a vybíjet.

Solární viditelný štít poskytuje červené světlo, které indikuje, kdy přichází energie ze solárních panelů. To může být užitečné při testování!

Nyní, když máme naši powerbanku vhodně připravenou pro nabíjení, můžeme s sebou vzít vámi vybranou nabíječku telefonu, abyste mohli telefon napájet na jakékoli cestě! USB-C, Lightning, Microusb, pojmenujte to!

Krok 3: Moduly Bluetooth a GPS

V následujících krocích může být užitečné použít prkénko podle toho, zda používáte menší Arduino.

Pro tyto kroky budeme používat knihovnu SoftwareSerial. Pokud jste sledovali jiné Arduino od Mega (například Arduino DUE), možná zjistíte, že vám chybí knihovny pro pokračování v následujícím kódu a krocích. Osobně jsem se snažil najít řešení pro DUE a přepnul jsem na MEGA 2560.

Krok 1: Piny

HM - 10

HM-10 může snížit napětí 5 voltů, takže jej můžete zapojit buď do 3,3 nebo 5V pinu

vcc - 5vtx - 11rx - 10gnd - GND

GPS (NEO-6M-0-001)

Anténa musí být k přijímači připojena samostatně. Pokud se snažíte vytvořit toto připojení (nemělo by to vyžadovat příliš velkou sílu a mělo by to mít za následek uspokojivé kliknutí), možná budete muset vzít kleště a zkrátit šířku mikrokontroléru modulu. Na straně antény by měl být konektor mírně rozšířený, takže se to nepokoušejte zeštíhlit, jinak budete dále bojovat.

vcc - 5vrx - 18tx - 19gnd - GND

Protože tyto dva moduly zvládají oba 5 voltů, může být pohodlnější zapojit je do série na Breadboard. Modul GPS nebude blikat červeně, dokud nepřijme silné satelitní připojení, možná budete muset jít ven a počkat několik minut, než k tomu dojde. Při následném použití by se to však mělo stát mnohem rychlejším procesem a je to možné i v náročnějších podmínkách satelitu, například v interiéru.

S modulem GPS a větší pamětí z Arduino Mega 2560 můžeme odesílat naše data GPS do zařízení bluetooth a vytvářet mapy prostřednictvím různých webových aplikací.

Odkaz na kód níže

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Krok 4: (Volitelné) Zapojení tlačítka LED

Jak možná dobře víte, tlačítka lze zapojit pomocí jednoduchého dvoukolíkového připojení. Po stisknutí tlačítka se obnoví spojení mezi těmito piny. Mnoho LED tlačítek bude také obsahovat další kolíky pro osvětlení. To odděluje fyzickou logiku světla a estetiku a skutečný účel tlačítka. Naše tlačítko obsahovalo štítek pro kladné a záporné spoje pro zapojení, ale chybělo nám zapojení pro I/O piny. Krok 1: Vezměte si knoflík s kolíkovými „kolíky“a místo toho k nim připájejte samčí vodiče, aby bylo možné tlačítko umístit buď na prkénko, nebo přímo do vašeho Arduina. Krok 1b. Přidání tepelně smrštitelné a elektrické pásky může být skvělým způsobem, jak zajistit stabilitu nově připájených vodičů. Přeskočení tohoto kroku ušetří čas, ale způsobí větší nejistotu při testování vašeho nového efektního tlačítka, zvláště když již běží problémy s označováním.

Krok 2. Otestujte své tlačítko a přidejte k němu libovolnou logiku, například zapnutí bluetooth nebo funkci tlačítka pro náš bzučák, který bude nainstalován v dalším kroku.

Krok 3: Ujistěte se, že jste do kódu zahrnuli vyhazovač, ať už skončíte pomocí tlačítka pro. Debouncery jsou skvělý způsob, jak učinit elektrické proudy intuitivní a použitelné pro programování.

Piny: Naše tlačítko je umístěno pod linkou 3,3 V spolu se zemí. Ostatní piny jsou v pořadí 5 a 6 a ovládají náš bzučák.

Krok 5: Možnost 2: Normální tlačítko

Pokud chcete minimalizovat pájení a zmatky, můžete se místo toho rozhodnout pro normální tlačítko. To bude obvykle lépe označeno a poskytne mnohem hmatatelnější kliknutí, které se snáze testuje.

Krok 6: Bzučák

Bzučák se správnou frekvencí může být pro zvířata (a potenciálně otravné malé děti) postrachem. K zajištění toho, abyste bzučák nevyfoukli, lze použít odpor, protože nevyžaduje plných 3,3 voltů, které může naše Arduino vydávat.

Arduino Mega 2560 má kolíky k náhradě a naše tři kolíkové bzučáky jsou zapojeny do kolíku 47, převážně aby byly oddělené a organizované ze samostatných komponent.

Krok 7: Aplikace: Volitelné kroky - sluneční bunda

Umístění solárních panelů:

Recyklovatelná plastová kapsa je vyrobena tak, aby perfektně pasovala do 4 kusů lehkých a flexibilních solárních panelů, které mají kovový prstencový otvor, kterým procházejí dráty do střední vrstvy pláště, aby se dostaly k powerbance pro nabíjení vlevo -ruční strana chytré bundy. Je umístěn na přední straně, protože turisté na dlouhé vzdálenosti by nosili velké batohy, aby tam zůstali přes noc, umístění panelů vzadu by bylo rozhodně méně účinné než jejich umístění na přední stranu.

Recyklovaný transparentní plast, proto neovlivní funkce panelů, protože propouští sluneční světlo a je také voděodolný, což může zabránit poškození drátu.

Kovový prstenec zakrývá také obdélníkový proužek, který umožňuje spojení mezi bateriemi a panely, který se měří přesně tak, aby překryl pouze drátové připojení, ale ne povrch panelů.

Velikosti: plastová kapsa umožňuje úhledné a efektivní uspořádání 4 kapek solárních panelů (každý o rozměrech 195 mm x 58 mm).

Materiály: Nepromokavá tkanina a zipy, recyklovaný plast, kovové kroužky, plastové knoflíky, Inteligentní třívrstvý design lze použít k ochraně kabeláže a také k zajištění pohodlí pro uživatele. Oddělením kabeláže od vnější a vnitřní vrstvy získáte nejen více prostoru pro práci, ale také zajistíte, že váš uživatel nebude o nic moudřejší, pokud jde o sílu a složitost vaší sady Arduino Survival Kit !!

Krok 8: Aplikace: Volitelné kroky - chytrá bunda

LED světla mohou být také umístěna na ramena a rukávy vnitřní vrstvy oblečení, zatímco pro další vylepšení komponentů pro přežití a vizuální stránky bundy. Inteligentně zvolené LED diody s nízkým výkonem budou mít omezený dopad na powerbanku a stále zachovávají účel našeho mobilního modulu Arduino. Zajistěte, aby byla věnována náležitá péče tomu, aby se nepřehříval oděv a elektrické součásti, například dlouhodobým zapínáním. Neváhejte nechat telefon za sebou a vydat se na túru, až se vrátíte, budete moci nahrát své souřadnice GPS do naší webové aplikace propojené v prvním kroku našeho pokynu.