Malý mikrokontrolér AVR beží na ovocnej batérii: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Časť ovocia a zeleniny, ktoré jeme, sa dá použiť na výrobu elektriny. Elektrolyty v mnohých druhoch ovocia a zeleniny spolu s elektródami z rôznych kovov možno použiť na výrobu primárnych článkov. Jednu z najľahšie dostupných zeleniny a všadeprítomného citrónu je možné použiť na výrobu ovocnej bunky spolu s medenými a zinkovými elektródami. Koncové napätie produkované takýmto článkom je asi 0,9V. Množstvo prúdu produkovaného takýmto článkom závisí od povrchu elektród v kontakte s elektrolytom, ako aj od kvality/typu elektrolytu.

Mikrokontrolér AVR je popredný mikrokontrolér s nízkym výkonom, ktorý existuje už takmer desať rokov. Nedávno boli do rodiny AVR pridané nové zariadenia s nižším výkonom, nazývané mikrokontroléry PicoPower AVR. V tomto návode ukazujeme, ako možno dokonca aj bežné zariadenia AVR nastaviť a naprogramovať tak, aby vyčerpávali batériu ovocia.

Krok 1: Príprava ovocnej batérie

Na batériu potrebujeme niekoľko citrónov na elektrolyt a kúsky medi a zinku na vytvorenie elektród. Na meď používame iba holú DPS a na zinok existuje niekoľko možností: použite pozinkované klince alebo zinkové pásy. Rozhodli sme sa použiť zinkové pásy extrahované z 1,5 V batérie. Začnite kúskom holého PCB. Veľkosť DPS by mala byť dostatočne veľká, aby ste na nej mohli vytvoriť 3 alebo 4 ostrovy. Každý ostrov bude použitý na to, aby ste naň položili napoly nakrájaný citrón.

Krok 2: Pripravte zinkovú elektródu

Potom otvorte niekoľko článkov veľkosti 1,5 V AA pre zinkové pásy a vyčistite ich brúsnym papierom a spájkovacím drôtom ku každému pásu.

Krok 3: Usporiadajte elektródy

Na holý medený plošný spoj nastrihajte ostrovčeky pilníkom alebo pílou a druhý koniec drôtu odinštalujte zinkovým pásom na každý medený ostrov. Na jednu bunku potrebujete polovicu citrónu a jeden ostrov medi a jeden pás zinku.

Krok 4: Pridajte citróny do elektród

Umiestnite citróny na každý medený ostrov rezanou stranou nadol, ako je vidieť nižšie. V citrónoch urobte rezy, aby ste vložili zinkové pásy. Nasledujúca fotografia ukazuje, ako sa používajú tri bunky.

Krok 5: Zostavte obvod AVR Tiny MIcrocontroller

Tu zapojte schému zapojenia na dosku na chlieb. Výber typu V AVR je dôležitý. Napríklad Tiny13V je pre takýto experiment veľmi vhodný, pretože typ AVR V je dimenzovaný na prácu až do napájacieho napätia 1,8 V.

Krok 6: Naprogramujte mikrokontrolér AVR Tiny

AVR je programovaný pomocou STK500 v režime vysokého napätia sériového programovania (HVSP). Nastavenia poistky sú tu uvedené. Kód C je krátky a sladký: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; pričom (1) {PORTB = 0b00000000; pre (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; pre (i = 0; i <254; i ++); } vrátiť 0;}

Krok 7: Výkon batérie

Prepína sa iba jeden bit (bit PB3 na kolíku 2).

Výkon citrónovej batérie (izbová teplota 30 stupňov Celzia) sa meral nasledovne: Počet článkov: 4 Napätie v otvorenom obvode: 3,2 V Skratový prúd: 1,2 mA Napätie s AVR TIny13V a zaťaženie LED: 2,5 V Napätie s AVR TIny13V a LED záťaž po 3 hodinách nepretržitej prevádzky: 1,9 V Počet článkov: 3 Napätie v otvorenom obvode: 2,3 V Skratový prúd: 1,0 mA Napätie s AVR TIny13V a záťaž LED: 1,89 V Napätie s AVR TIny13V a záťažou LED po 3 hodinách nepretržitej prevádzky: Nemerané

Krok 8: Achtung

Krátke video z tohto obvodu napájaného citrónovou batériou je k dispozícii na YouTube. Mikrokontroléry AVR sú veľmi úsporné zariadenia a môžu pracovať s napätím až 1,8 V. Spotreba prúdu je tiež veľmi malá a celý obvod vrátane prúdu LED je možné ovládať pomocou batérie na ovocie. Dbajte na to, aby ste materiály, najmä zinkové pásy, zlikvidovali opatrne, bez toho, aby ste kontaminovali svoje okolie. Po experimente citróny opakovane nepoužívajte. Konkrétne po experimente nejedzte použité citróny. Napriek tomu, že je tento experiment neškodný a môžu ho vykonávať deti, je najlepšie ho vykonávať pod dohľadom dospelých. Autori nenesú zodpovednosť za žiadne zranenie vyplývajúce z takéhoto experimentu.

Krok 9: Referencie

Na tomto experimente a nastavení Anurag Chugh skutočne spolupracoval s vašim. Pri vykonávaní tohto experimentu boli užitočné nasledujúce odkazy: 1. Ovocná sila 2. Dátový list Atmel AVR Tiny13