Súprava na prežitie solárne napájaného Arduina: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento návod podrobne popisuje vytvorenie viacúčelovej, špičkovej súpravy na prežitie Arduino. Kľúčovými modulmi, na ktoré sa v tomto návode zameriame, je nabíjateľná batéria, sériové nastavenie solárneho panelu, elektronický bzučiak a modul GPS+Bluetooth. Táto kombinácia položiek vám umožní vydesiť zvieratá, upozorniť záchranárov a dobiť telefón a sledovať cestu vášho mobilného nastavenia Arduino.

Väčšina kódu a materiálov dostupných v tomto návode je možná vďaka komunite open source a prosperujúcemu svetu tvorcov, ktorí sú si navzájom ochotní pomáhať.

Pre tento modul bola napísaná aj webová aplikácia. To vám umožní kráčať bez telefónu a stále budete môcť sledovať svoje dlhé túry a cesty a vizualizovať ich pomocou rozhrania Google Maps Maps API. Je to program na jednoduché písanie a môžete ho vykonať aj sami, ak chcete zmeniť estetiku alebo vlastnosti stránky. Všimnite si však, že to musí byť otvorené v prehliadači Chrome, pretože používa najnovší a najlepší web pre rozhrania Bluetooth API.

Krok 1: Požiadavky

Technológia použitá v tomto návode je nasledovná:

Arduino Mega 2560 (spolu s káblom USB-A na USB typu B na odoslanie kódu) 4x flexibilné solárne panely A Seeed Studios Solar Shield v2.2. Modul Bluetooth Arduino HM-10 (podporuje Bluetooth 4.0, ktorý je dôležitý pre interakciu s modernými zariadeniami a webové stránky) Modul GPS Jednoduché tlačidlo Ľubovoľný elektronický bzučiak Aduino Batéria s kapacitou 5 000 mAh, ktorá podporuje nabíjanie cez mikro USB a vybíjanie cez USB-A. Nepájivá doska pre jednoduché použitie a testovanie Veľa drôtov !! (Napájacie káble, zásuvka, zásuvka, zásuvka, zásuvka), Malé káble, USB-A kábel k čomukoľvek

Krok 2: Nastavenie napájania

Najdôležitejšou súčasťou nášho mobilného nastavenia je zabezpečiť, aby sme mali výkon na cestách. Pri vytváraní 6 -voltového systému s našimi solárnymi panelmi použijeme solárny štít Seeed na ochranu našich komponentov. Seeed Solar Shield zvládne vstupné solárne napätie 4,8 ~ 6 voltov. Nebojte sa hrať s týmto radom, buď dodaním dodatočného napätia a jeho znížením, alebo zapojením obvodov rôznymi spôsobmi.

Krok 1: Ak vašim solárnym panelom chýbajú konektory, možno budete musieť páčiť do zadného polstrovania, aby ste našli kovové kontaktné body pre kladné a záporné uzly. V opačnom prípade, ak máte k panelom káble, zaistite ich zapojenie podľa priloženého plánu drôtov vyššie. V závislosti od pripojenia môže byť strihanie a prekladanie vodičov pohodlnejšie.

Krok 2: Pripájanie mužského vodiča na každý kladný kolík a samičieho vodiča na každý záporný kolík vám umožní rozšíriť solárne panely podľa potreby. V závislosti od toho, ako túto súpravu na prežitie používate, vám táto možnosť zapojenia poskytuje väčšiu flexibilitu v závislosti od pracovného priestoru a potrieb.

Krok 2.b: Je dobrým zvykom otestovať vaše zapojenie voltmetrom. Ak pracujete v tme, baterka z fotoaparátu telefónu by mala stačiť na odoslanie malého množstva viditeľného napätia.

Krok 3: Keď máte sériový obvod solárnych panelov (Ak používate tie, ktoré sme popísali v požiadavkách, mali by ste teraz mať potenciál 6 voltov), môžete ich začať zapojovať do solárneho štítu pod terminálom označeným ako „solárne panely“. '. Ak sa vaše káble nezapájajú do tohto portu, možno budete musieť na svoje vodiče spájkovať koncový terminál, aby ste sa k nemu mohli pripojiť.

Krok 3.b: Rovnako ako v predchádzajúcom kroku nebudete pravdepodobne schopní pripojiť napájaciu banku priamo k pólu batérie, najmä pokiaľ ide o komerčnú napájaciu banku. Je pravdepodobné, že budete musieť kábel prestrihnúť a pomocou spájky opraviť vodiče tak, aby ich bolo možné zapojiť do pólu batérie na solárne nabíjanie.

Krok 4. Tiež s powerbank zapojte do portu microUSB na slnečnom štíte. Naša powerbanka sa nabíja cez MicroUSB a vybíja sa cez USB-A. S programom na monitorovanie nabíjania a vybíjania by ste mali byť schopní naplno využiť svoju powerbanku bez ohľadu na jej schopnosť/neschopnosť nabíjať a vybíjať súčasne.

Solárne viditeľný štít poskytuje červené svetlo, ktoré indikuje, keď prichádza energia zo solárnych panelov. Toto môže byť nápomocné pri testovaní!

Teraz, keď máme powerbanku vhodne pripravenú na nabíjanie, môžeme vám priniesť vybranú nabíjačku telefónu, aby ste mohli napájať svoj telefón na akejkoľvek ceste! USB-C, Lightning, Microusb, pomenujte to!

Krok 3: Moduly Bluetooth a GPS

V nasledujúcich krokoch môže byť užitočné použiť nepájivú dosku v závislosti od toho, či používate menšie Arduino alebo nie.

Na tieto kroky použijeme knižnicu SoftwareSerial. Ak sledujete iné Arduino od Mega (napríklad Arduino DUE), môže sa vám stať, že vám chýbajú knižnice, aby ste mohli pokračovať v nasledujúcom kóde a krokoch. Osobne som sa snažil nájsť alternatívne riešenia pre DUE a prešiel som na MEGA 2560.

Krok 1: Piny

HM - 10

HM-10 môže znížiť napätie 5 voltov, takže ho môžete zapojiť do kolíka 3,3 alebo 5V

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Anténa musí byť k prijímaču pripojená oddelene. Ak máte problémy s vytvorením tohto spojenia (Nemalo by to vyžadovať prílišnú silu a malo by to viesť k uspokojivému kliknutiu), možno budete musieť vziať kliešte a skrátiť šírku mikrokontroléra modulu. Na strane antény by mal byť konektor mierne rozšírený, takže sa to nepokúšajte zoštíhliť, inak budete bojovať ďalej.

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

Pretože tieto dva moduly zvládnu 5 voltov, môže byť pohodlnejšie zapojiť ich sériovo na Breadboard. Modul GPS nebude blikať načerveno, kým neprijme silné satelitné pripojenie, možno budete musieť ísť von a počkať niekoľko minút, kým k tomu dôjde. Pri následnom použití by sa to však malo stať oveľa rýchlejším procesom a je to možné aj v náročnejších podmienkach satelitu, akým je napríklad interiér.

S modulom GPS a väčšou pamäťou z Arduino Mega 2560 môžeme odosielať naše údaje GPS do zariadení bluetooth a vytvárať mapy prostredníctvom rôznych webových aplikácií.

Odkaz na kód nižšie

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Krok 4: (Voliteľné) Zapojenie tlačidla LED

Ako možno dobre viete, tlačidlá je možné prepojiť jednoduchým dvojpólovým pripojením. Po stlačení tlačidla sa obnoví spojenie medzi týmito kolíkmi. Mnoho tlačidiel LED bude obsahovať aj ďalšie kolíky na osvetlenie. To oddeľuje fyzickú logiku svetla a estetiku a skutočný účel tlačidla. Naše tlačidlo obsahovalo štítok pre kladné a záporné spojenia zapojenia, chýbalo nám však zapojenie pre I/O kolíky. Krok 1: Vezmite si tlačidlo s kolíkovými „kolíkmi“a namiesto nich k nim spájkujte mužské vodiče, aby bolo možné tlačidlo umiestniť buď do dosky na pečenie, alebo priamo do zariadenia Arduino. Krok 1b. Pridanie teplom zmrštiteľnej a elektrickej pásky môže byť vynikajúcim spôsobom, ako zaistiť stabilitu novo spájkovaných vodičov. Vynechanie tohto kroku ušetrí čas, ale spôsobí väčšiu neistotu pri testovaní nového efektného tlačidla, najmä ak už máte problémy s označovaním.

Krok 2. Otestujte svoje tlačidlo a pridajte k nemu ľubovoľnú logiku, napríklad zapnutie bluetooth alebo funkciu tlačidla pre náš bzučiak, ktorý bude nainštalovaný v budúcom kroku.

Krok 3: Uistite sa, že do kódu zahrniete oddeľovač, bez ohľadu na to, na čo nakoniec použijete tlačidlo. Debouncery sú skvelý spôsob, ako urobiť elektrické prúdy intuitívnymi a použiteľnými na programovanie.

Kolíky: Naše tlačidlo je umiestnené pod čiarou 3,3 V spolu so zemou. Ostatné piny sú na 5 a 6 a ovládajú náš bzučiak.

Krok 5: Možnosť 2: Normálne tlačidlo

Ak chcete minimalizovať spájkovanie a zmätok, môžete sa rozhodnúť pre normálne tlačidlo. Toto bude zvyčajne lepšie označené a poskytne oveľa hmatateľnejšie kliknutie, ktoré sa ľahšie testuje.

Krok 6: Bzučiak

Bzučiak so správnou frekvenciou môže byť pre zvieratá (a potenciálne otravné malé deti) postrachom. Na zaistenie toho, aby ste nevydali bzučiak, je možné použiť odpor, pretože nevyžaduje výstup 3,3 voltov, ktoré môže naše Arduino vydávať.

Arduino Mega 2560 má kolíky k náhrade a náš trojzubý bzučiak je zapojený do kolíka 47, väčšinou je oddelený a usporiadaný zo samostatných komponentov.

Krok 7: Aplikácia: Voliteľné kroky - slnečná bunda

Umiestnenie solárnych panelov:

Vrecko z recyklovaného plastu je navrhnuté tak, aby dokonale pasovalo do 4 kusov ľahkých a flexibilných solárnych panelov, ktoré majú kovový kruhový otvor, pomocou ktorého môžu drôty prechádzať do strednej vrstvy plášťa a dostať sa tak k energetickej banke na nabíjanie vľavo. -ručná strana inteligentnej bundy. Je umiestnená vpredu, pretože turisti na dlhé vzdialenosti by so sebou nosili veľké batohy, aby tam mohli prenocovať. Umiestnenie panelov vzadu by však bolo rozhodne menej účinné ako ich umiestnenie vpredu.

Recyklovaný priehľadný plast, preto neovplyvní funkcie panelov, pretože prepúšťa slnečné svetlo a je tiež odolný voči vode, čo môže zabrániť poškodeniu drôtu.

Kovový kruh, ktorý umožňuje spojenie medzi batériami a panelmi, obsahuje aj obdĺžnikový prúžok, ktorý je meraný presne tak, aby prekryl iba drôtové spojenie, ale nie povrch panelov.

Veľkosti: plastové vrecko umožňuje 4 solárne panely (každý 195 mm x 58 mm) úhľadné a efektívne usporiadané v tvare kvapky.

Materiály: Vodeodolná tkanina a zipsy, recyklovaný plast, kovové krúžky, plastové gombíky, Inteligentný trojvrstvový dizajn je možné použiť na ochranu vašich rozvodov a tiež na zaistenie pohodlia pre používateľa. Oddelením kabeláže od vonkajšej a vnútornej vrstvy získate nielen viac priestoru na prácu, ale zaistíte, že váš používateľ nebude o nič múdrejší, pokiaľ ide o silu a zložitosť vašej súpravy Arduino Survival Kit !!

Krok 8: Aplikácia: Voliteľné kroky - inteligentná bunda

LED svetlá je možné umiestniť aj na ramená a rukávy vnútornej vrstvy oblečenia, pričom sa ešte viac vylepšia komponenty na prežitie a vizuálny aspekt bundy. Inteligentne zvolené nízkonapäťové LED diódy budú mať obmedzený vplyv na powerbanku a zároveň zachovajú účel nášho mobilného modulu Arduino. Zaistite správnu starostlivosť o to, aby sa neprehrieval odev a elektrické súčiastky, napríklad zapínaním na dlhší čas. Neváhajte nechať svoj telefón a ísť na túru, keď sa vrátite, budete môcť nahrať svoje súradnice GPS do našej webovej aplikácie prepojenej v prvom kroku nášho pokynu.