Drobný mikrokontrolér AVR běží na ovocné baterii: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Část ovoce a zeleniny, které jíme, lze použít k výrobě elektřiny. Elektrolyty v mnoha druzích ovoce a zeleniny spolu s elektrodami z různých kovů lze použít k výrobě primárních článků. Všudypřítomný citron, jeden z nejsnáze dostupných druhů zeleniny, lze použít k výrobě ovocné buňky společně s měděnými a zinkovými elektrodami. Koncové napětí produkované takovým článkem je asi 0,9V. Množství proudu produkovaného takovým článkem závisí na povrchové ploše elektrod v kontaktu s elektrolytem a také na kvalitě/typu elektrolytu.

Mikrokontrolér AVR je přední nízkoenergetický mikrokontrolér, který existuje již téměř deset let. Nedávno byla do rodiny AVR přidána nová zařízení s nižším výkonem, která se nazývají mikrokontroléry PicoPower AVR. V tomto pokynu ukazujeme, jak lze i běžná zařízení AVR nastavit a naprogramovat tak, aby vybily baterii ovoce.

Krok 1: Příprava ovocné baterie

Pro baterii potřebujeme několik citronů pro elektrolyt a kousky mědi a zinku pro vytvoření elektrod. Pro měď používáme pouze holý PCB a pro zinek existuje několik možností: použijte pozinkované hřebíky nebo zinkové pásy. Rozhodli jsme se použít zinkové pásy extrahované z 1,5V baterie. Začněte s kusem holého PCB. Velikost desky plošných spojů by měla být dostatečně velká, abyste na ní mohli vytvořit 3 nebo 4 ostrůvky. Každý ostrov bude použit na umístění napůl nakrájeného citronu.

Krok 2: Připravte zinkovou elektrodu

Dále otevřete několik 1,5V článků velikosti AA pro zinkové proužky a vyčistěte je brusným papírem a pájecím drátem na každý proužek.

Krok 3: Uspořádejte elektrody

Na holé měděné desce plošných spojů nařežte ostrůvky pilníkem nebo pilkou a druhý konec drátu připájejte od zinkového pásu ke každému měděnému ostrůvku. Na jednu buňku potřebujete půlku citronu a jeden ostrůvek mědi a jeden pás zinku.

Krok 4: Přidejte citrony do elektrod

Umístěte citrony na každý měděný ostrov řezanou stranou dolů, jak je vidět níže. Proveďte zářezy v citronech, abyste vložili zinkové proužky. Níže uvedená fotografie ukazuje použití tří buněk.

Krok 5: Sestavte obvod AVR Tiny MIcrocontroller

Zde připojte schéma zapojení zobrazené na desce chleba. Výběr typu V AVR je důležitý. Například Tiny13V je pro takový experiment velmi vhodný, protože typ AVR V je dimenzován tak, aby fungoval až do napájecího napětí 1,8 V.

Krok 6: Naprogramujte mikrokontrolér AVR Tiny

AVR se programuje pomocí STK500 v režimu HVSP (High Voltage Serial Programming). Nastavení pojistek je zde. Kód C je krátký a sladký: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; while (1) {PORTB = 0b00000000; pro (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; pro (i = 0; i <254; i ++); } vrátit 0;}

Krok 7: Výkon baterie

Přepíná se pouze jeden bit (bit PB3 na pinu 2).

Výkon citronové baterie (okolní pokojová teplota 30 stupňů Celsia) byl měřen následovně: Počet článků: 4 Napětí naprázdno: 3,2 V Zkratový proud: 1,2 mA Napětí s AVR TIny13V a zátěž LED: 2,5 V Napětí s AVR TIny13V a LED zátěž po 3 hodinách nepřetržitého provozu: 1,9 V Počet článků: 3 Napětí v otevřeném obvodu: 2,3 V Zkratový proud: 1,0 mA Napětí s AVR TIny13V a zátěží LED: 1,89 V Napětí s AVR TIny13V a zátěží LED po 3 hodinách nepřetržitého provozu: Neměřeno

Krok 8: Achtung

Krátké video z tohoto obvodu provozovaného s citrónovou baterií je k dispozici na YouTube. Mikrokontroléry AVR jsou velmi úsporná zařízení a mohou pracovat při napětí až 1,8 V. Spotřeba proudu je také velmi malá a celý obvod včetně proudu LED lze spravovat pomocí baterie na baterie. Dávejte pozor, abyste materiály, zejména zinkové pásy, opatrně zlikvidovali, aniž byste kontaminovali své okolí. Po experimentu citrony znovu nepoužívejte k žádnému účelu. Konkrétně po experimentu nejedzte použité citrony. Přestože je tento experiment neškodný a mohou ho provádět děti, je nejlepší jej provádět pod dohledem dospělé osoby. Autoři nenesou odpovědnost za jakékoli zranění vyplývající z takového experimentu.

Krok 9: Reference

Na tomto experimentu a nastavení Anurag Chugh spolupracoval s Yours Truely. Při provádění tohoto experimentu byly užitečné následující odkazy: 1. Ovocná síla 2. Datový list Atmel AVR Tiny13