Solárna LED taška na bicykel: 14 krokov

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

Minulé leto som mal príležitosť pracovať na nočnú smenu v pekárni v niekoľkých mestách, čo znamenalo, že som musel veľa dochádzať. Späť. A ďalej. V noci. Na bicykli. Autobusy ani nechodia tak neskoro. Už som sa poriadne nabažil toho, ako ma stále títo zatratení bezohľadní vodiči neustále tlačia k okraju cesty - ako by mohli vyraziť okolo prítomnosti bytosti, ktorá si je vedomá Zeme, a ja s tak malým ohľadom, križovať v ich špinavom stave, stroje znečisťujúce uhlík ?! Samozrejme, nebolo to úplne jednoduché vidieť ma, vzhľadom na všeobecný nedostatok pouličného osvetlenia v tejto oblasti, a tak som šiel a kúpil som si potrebnú predraženú súpravu predných a zadných svetiel. A jedol som cez batérie ako prasatá na koryto. Nechcel som stále kupovať všetky tie prekliate batérie a som si istý, že som ich do pekla nechcel stále vyhadzovať, takže na toto som prišiel. To a skutočnosť, že tento rok nepôjdem na Burning Man, mi zanechalo veľa voľného času, ktorý by som inak strávil takto. Toto sú teda moje ceny útechy. V blízkej budúcnosti budem pridávať k implementácii nádhernej bundy smerových svetiel Leah Buechley ovládanej Arduino. Toto je môj prvý inštruktáž a je to práca s retro dokumentáciou, ale dúfam, že to bude stačiť. Ak sa vám to zdá príliš hlúpe, pravdepodobne to tak je. To sa týka aj mňa. Ktokoľvek, tvorte a užívajte si! Ospravedlňujeme sa za hroznú kvalitu obrázkov. Za tie roky som na svojom fotoaparáte tvrdo pracoval a zdá sa, že sa blíži ku koncu životného cyklu produktu. čuchať.

Krok 1: Veci, ktoré potrebujete

Materiály/Doplnky1 Batoh/taška na prenášanie1 Projektový kufrík1 Cheapo LED svetlomet 1 Lacné/nie tak lacné červené LED podsvietenie na bicykle2 3V, 50mA solárne články PowerFilm, číslo produktu MP3-371 držiak batérie AA, schopný pojať: 3 batérie NiMH AA1 kus perfboard, ktorý sa zmestí do hornej časti projektového kufra pracovný nylon, ak je to možné) Suchý zips Voľnosť: 1 Arduino Skinny od sparkfun (alebo nová certifikovaná verzia, Arduino Pro) Pounding Psy-trance Mal som lacný batoh od Burton Snowboards, ktorý bol pre moje účely perfektnou veľkosťou, ale nepáčil sa mi rovný „batohový“štýl. Preto som prestaval popruhy a teraz boli naklonené na bok ako taška na posielanie s jedným hlavným popruhom na telo a pomocným popruhom, ktorý sa zapína zospodu a poskytuje pozoruhodne bezpečnú platformu. Zatiaľ najväčším mínusom je to, ako má tendenciu obopínať telo, čoho dôsledkom je poriadne spotená košeľa. Ale čo už. Funguje to. V kuchyni som našiel západkový, vzduchotesný kontajner typu tupperware, ktorý bol perfektný pre projektovú škatuľu, a svetlomet som vybral od WalMartu niečo ako 6 dolárov. Skoro všetko ostatné bolo v mojej prevodovke alebo objednané online. Väčšinu môjho zapojenia tvorí zväzok reproduktorových káblov, okolo ktorých som ležal, pekné a pružné. Nástroje, spájkovačka, doska na prototypovanie, Základný multimeter, Sada skrutkovačov, Akumulátorová vŕtačka + bit, Orezávače drôtov s aligátorom, Orezávače ihiel, Orezávač drôtu, Orezávač, Zapaľovač, Jehla, Strih, Široké priemyselné lepidlo, Držiak na spájkovačku/tretia ruka Horúca lepiaca pištoľ + horúce lepidlo, na tesniace účely Píla, lepšie rezať Nožnicami Dostatočné vetranie, aby sa zachovala vaša vzácna šedá hmota

Krok 2: Príprava batohu

To je dosť jasné. Zistite, kde majú byť konkrétne komponenty na taške a ako bude fungovať „tam vonku“na cestách. To by malo určovať fyzické usporiadanie vašej konkrétnej zostavy. V prípade potreby čokoľvek odstrihnite/ušite/upravte - pozrite si predchádzajúci krok, prečo moja taška vyzerá tak obojstranne. Čepeľ a zapaľovač Xacto sú užitočné na rezanie a tavenie rozstrapkaných koncov a dobrá staromódna ihla a niť budú vašou najlepšou možnosťou na opätovné prichytenie. Bolo len šťastím, že krabica projektu, ktorú som našiel, je dokonale dimenzovaná tak, aby zasunie sa priamo do bočného vrecka s praktickým otvorom pre kábel pre slúchadlá, blízko ramenného popruhu, ktorý budem používať. Na ramenný popruh som dal všetky ovládacie prvky (okrem hlavného vypínača) a chcel som previesť káble cez popruh samotný, takže som musel vyrezať malé otvory na oboch stranách a previesť ich skrz kus drôteného vešiaka, ako obrovskú „ihlu“… ale o tom neskôr. Na vonkajšej strane bola tiež pekná časť popruhu samotný popruh, ktorý bol perfektný pre domácnosť pre zostavy LED/tlačidiel, a mal som veľký plastový krúžok, do ktorého som vložil ďalší spínač. Tieto podrobnosti budú, samozrejme, pre každého iné.

Krok 3: Príprava rámčeka projektu

Akonáhle skončíte so samotnou taškou, je čas na váš projektový kontajner. Ak je to možné, pokúste sa vložiť držiak batérie do škatule a zistite, či máte dostatok miesta na montáž dosiek, prepínačov a káblov. tiež. Moje všetky sa ledva zmestia. Ak nie, budete musieť nájsť iný box na batérie. Všadeprítomný cín Altoids bude fungovať len jednoducho. S ohľadom na to všetko vyvŕtajte otvory pre drôty, ktoré budete privádzať a vyťahovať, a vypínač (y). Keď nakoniec zapojíte veci do zásuvky, uistite sa, že drôtu poskytnete dobrý uzol hneď po vstupe do krabice, aby neboli neočakávane vytrhané. Čo by asi nebolo dobré. Zistite veľkosť perfboardu, ktorý budete potrebovať, a odstrihnite ho. Čím väčší, tým lepší, pretože budete mať viac priestoru na futz, ale niekedy ste tak trochu preplnení priestorom. Prilepte/pripevnite batériu a namontujte dosku (y) s podperami. Červená tabuľa je v „skinny“verzii Arduina od spoločnosti sparkfun, ktorá nakoniec bude poháňať vyššie uvedené smerové svetlá, ktoré ešte nie sú zapojené.

Krok 4: Budovanie obvodu, časť 1: Nabíjanie

V sérii budeme mať 3 batérie NiMH AA, z ktorých každá bude mať nominálny 1,2 V, čo predstavuje súčet nominálnych 3,6 V. Ale za skutočných podmienok použitia by to mohlo pri nabíjaní klesnúť až na 0,9 V a až 1,4 V bez toho, aby došlo k väčšiemu poškodeniu, takže potrebujeme nejaký spôsob, ako obmedziť ich používanie v tomto rozsahu. Tento obvod to urobí približne, aj keď hrubým, neinžinierskym spôsobom. Je to však jednoduché a funguje to. Na nabitie batérií je potrebné, aby sa kladný koniec solárneho poľa pripájal na kladný koniec batérií a záporné konce to isté. Tu to urobíte preklopením prepínača „hore“. Dva problémy: 1. Potrebujeme diódu v smere nabíjania, aby sa batérie v tme opäť nevybíjali späť do solárnych článkov, aby sme ich zbavili energie, ktorú sme počas dňa uložili, a: 2. Menovitý pokles napätia v solárnych článkoch, ktoré sme zapojili do série, bude 6V. Pokiaľ je slnečné napätie vyššie ako napätie batérie, do batérií bude prúdiť prúd. Nechceme však, aby sa celkové napätie batérie dostalo vyššie ako okolo 4,2 V (1,4 x 3), preto potrebujeme spôsob, ako na ceste k batériám znížiť úroveň solárneho napätia okolo 1,8 V. Aj keď to nie je veľmi elegantné, ani robustné, vloženie diódy LED by malo dosiahnuť oboje, pretože zvyčajne majú pokles napätia približne 1,7 až 2 volty. Potvrďte to pomocou multimetra … Aj keď je spravidla ZLÝ NÁPAD zapojiť LED diódu dozadu (nevratne ju poškodiť), obvod V TEJTO ZVLÁŠTNEJ PRÍPADE by mal byť schopný zvládnuť potenciálny spätný tok prúdu bez väčšieho poškodenia. A zatiaľ to tak nie je (palce). Tiež to poskytuje pekný indikátor stavu nabíjania: čím jasnejšia je dióda LED, tým rýchlejšie sa nabíja batérie. Keď je vypnutý, solárne články vyvíjajú menšie napätie ako batérie, čo znamená, že sa nenabíjajú. Jednou z obáv je však to, že uvedené napätie 6 V je iba v nominálnych podmienkach laboratórnych skúšok a pri týchto paneloch môže na priamom slnečnom svetle dosiahnuť až 7,2 V, čo by batérie rozhodne prebíjalo. Ale je to riziko, s ktorým som ochotný žiť. Lepšie ako ich nadmerné vybíjanie … A ešte jedna vec, ktorú musíme skontrolovať, je súčasný tok vychádzajúci zo solárnych článkov. Rubrika je, že vo všeobecnosti chceme, aby bol prúd 1/10 celkovej kapacity batérie, rýchlosť vyváženia a bezpečnosť batérií. Pretože kapacita mojich batérií je 2 400 mAh, ideálny menovitý prúd by bol 240 mA. Naše panely vydávajú iba 50 mA, čo je v skutočnosti dosť málo. Mohli by sme pridať ďalšie 4 polia paralelne a byť v bezpečnej zóne. To by mohlo byť na iný projekt. Zatiaľ je to však bezpečnejšie ako ospravedlnenie. Na strane obvodu v záťaži.

Krok 5: Budovanie obvodu, časť 2: Zaťaženie

Prepnutím prepínača „nadol“povolíte prácu zariadeniam, ktoré ste pripojili. Tu nechceme vyberať batérie, pokiaľ ich celkové napätie nie je vyššie ako približne 2,7 V (0,9 x 3). Tu som zapojil normálnu blokovaciu diódu (1N4001, ktorú som pôvodne objednal s solárne články) v sérii s LED diódou pre kontrolku stavu nabitia. Pretože pokles napätia na dióde je 0,7 V, celkový pokles napätia by mal byť okolo 2,4-2,7V. Keď napájacie napätie klesne pod túto úroveň, nedáva dostatočný potenciál na napájanie diódy LED a vypne ju. Keď svetlo zhasne, viem, že je načase prestať používať rôzne zariadenia, ktoré som pripojil, a začať nabíjať. Opäť špinavé, ale funguje to. Rezistory Pri použití LED diód nezabudnite zahrnúť odpor, aby nevyhoreli. Aj keď sú paralelné, odpor by mal ísť s každou LED diódou. V zásade, pretože odpory odolávajú toku prúdu, ktorý prechádza časťou obvodu, v ktorom sú, čím vyššia je hodnota konkrétneho odporu, tým menej prúdu bude prúdiť. Pamätajte si V = IR. V prípade nabíjacieho obvodu chceme, aby do batérií pretekal čo najväčší prúd bez poškodenia LED. 100 ohmov bude fungovať. So záťažovou stranou obvodu by sme však teoreticky chceli odpor s vyššou hodnotou, v záujme udržania toku odpadového prúdu na minime. Tu sa však chcem uistiť, že pokles napätia na LED dióde zostane okolo oblasti 2V a poskytnutie silnejšieho prúdu by bolo jasnejšie, keď napätie konečne klesne pod požadovanú minimálnu prahovú hodnotu. Aj tu som teda hodil odpor 100 Ohm.

Krok 6: Zapojenie a montáž solárnych článkov

Takže … ak je krabica, ktorú sme práve postavili, srdcom (a myslím, že aj pľúcami) nášho projektu, potom je to určite … duša! DUŠNE! he he he! …. OK. Kľud. Ovládanie. Bunky, ktoré mám, sú z PowerFilmu, číslo produktu MP3-37, a sú pekne tenké a flexibilné. Pre tento projekt chceme zapojiť dva z nich do série, aby vytvorili napájanie 6V. Zarovnajte bunky tak (alebo ako chcete, fyzicky) tak, aby kladný koniec prvého bol v súlade s negatívnym koncom druhého. Tu môžete rozoznať rozdiel, pretože „priečky“na bielych „T“pretínajúcich bunky ležia smerom k pozitívu a „vertikály“smerujú k negatívu. Škrabance alebo roztavte plast pokrývajúci strieborné kontakty na oboch stranách.. To, či ste prešli dostatkom plastu, zistíte, keď začnete zoškrabávať kontakt nižšie. Spájkujte jeden kus drôtu cez oba. Spájkujte odizolovaný + a - prívod dvojvláknového drôtu na ostatné strany a máte hotovo. Druhý koniec drôtu prepracujte cez tašku, aby sa dostal do škatule s dostatkom miesta na uvoľnenie. Na kĺby naneste horúce lepidlo, aby ste ich izolovali od počasia. Pokiaľ ide o pripevnenie panelu k vrecku, položte dĺžku „ háčik “zo suchého zipsu na zadnú stranu každej bunky a odstrihnite tri dĺžky strany„ slučky “tak, aby zodpovedali rozpätiu medzi kusmi„ háčika “vrátane. Rozmiestnite ich rovnomerne po celej dĺžke, odlepte podložku a vrazte ich na miesto, kdekoľvek by ste chceli mať panely osadené. Na taške mám dve škvrny, v závislosti od uhla tašky k slnku. V závislosti od druhu lepidla, ktoré naň naniesli, budete možno musieť zošiť okraje slučkových vecí, aby nespadli.

Krok 7: Hackovanie svetlometu

Robte len to, čo hovorí názov. Otvorte lacný svetlomet a odpojte celú časť batérie. Potrebujete iba kontakty, do ktorých viedol. Pripojte ich do škatule a spájkujte cez záťažovú časť riadiaceho obvodu. A teraz sľúbená poznámka o prevlečení drôtu cez popruh. Ak sa pozriete pozorne na obrázok, je niekoľko miest, kde som urobil malé rozparky v povrchovej tkanine popruhu, na okraji vypchávky, kde sa stretáva s lemovaním. S čepeľou Xacto urobte dve také štrbiny - jednu, kde chcete, aby vytŕčali drôty, a jednu, kde vstúpte. Vezmite drôtený vešiak a vystrihnite z neho peknú, dlhú rovnú časť. To bude vaša „ihla“. Zatlačte ho nadol po dĺžke medzi dvoma otvormi v priestore otvorenom medzi výplňou a okrajom. Trochu sa vám to vráti, najmä ak sa vám popruh kriví, ale nakoniec to vystrčí aj druhú stranu. Kábel, ktorý chcete vložiť, nalepte na jeden koniec drôtu vešiaka a potiahnite ho cez otvor, kým nevyjde na druhú stranu. Voila! Hotovo! Ďalej vyvŕtajte otvory v rohoch plášťa svetlometu, ak je to možné, a prišite ich k popruhu, ale spôsobom, ktorý nevylučuje prestúpenie iných drôtov, ak si to želáte.

Krok 8: Zostavenie spínačov LED/tlačidiel časť 1: Curling

Ide o to, aby to, čo sa zvonku javí ako LED, môžete zatlačením niečo zapnúť a vypnúť. Alebo prepínač, ktorý poskytuje spätnú väzbu o stave čohokoľvek, čo prepínate. Čo v zásade znamená prilepenie spínača a diódy LED k sebe, tak, aby časť prepínača „tlačidla“smerovala nadol, mimo LED časť zostavy. Na začiatku stočte zvody oboch prvkov. Na LED dióde je dôležité zachovať rozdiel medzi anódou a katódou (+ a -, dlhý a krátky), preto na každú nohu LED diódy naneste rôzne štýly zvinutia. Na pozitívnu stranu som použil štvorcový štvorec a na negatívny ďalší kruh. Ale niekedy bolo ťažké rozoznať rozdiel, takže by som mohol v budúcnosti prejsť na používanie trojuholníkov a kruhov. Nech už sú vaše konvencie akékoľvek, uistite sa, že na to prilepíte! Vytvorte z nich tri sady. Vzhľadom na veľkosť prvkov je oveľa jednoduchšie pokračovať a zapojiť ich pred lepením dohromady, než ich najskôr pripevniť, potom sa pokúsiť dostať sa cez gobby nepořádok ku kontaktom, ktoré by ste mali spájkovať do. To však znamená, že musíme mať ich aplikácie pripravené.

Krok 9: Hackovanie zadného svetla

Je to skoro to isté ako svetlomet. Okrem tohto tu moje zadné svetlo prišlo v dosť nemotornom plášti, z ktorého som sa ho rozhodol oslobodiť. Pohodlne však mala doska plošných spojov tvar dlhej palice, ktorá vytvárala dobrú svetelnú lištu. A fungovalo to na tlačidlovej báze. Vďaka tomu bolo zapojenie až k príslušnému LED/tlačidlu na popruhu hračkou. Napájacie a uzemňovacie napätie som zapojil do zdroja záťaže, potom som zapojil tlačidlo na miesto, kde bolo nastavené pôvodné tlačidlo. Potom som paralelne zapojil odpor vedúci k stavovej LED na LED/tlačidle, do jednej z červených LED v skutočnosti na doske. Preto vždy, keď sa rozsvieti táto dióda LED, rozsvieti sa aj môj prepínač, aby som mohol zmerať aktuálny vzor zobrazenia, ktorý beží, na základe načasovania medzi bliknutiami mojej stavovej diódy LED. To znamená, že šesť drôtov vedie von z dosky, dva do projektového boxu a štyri k zodpovedajúcemu LED/tlačidlu. Po tom všetkom som išiel dopredu a celé to obalil horúcim lepidlom, trochu som to formoval, aby som mal divot, kde Môžem ho zaistiť do tašky a potom naň prišiť niekoľko slučiek na vonkajšiu stranu tašky. A áno, uvedomujem si, že to vyzerá trochu ako malý biely chlieb.

Krok 10: Zapojenie LED/tlačidiel pre smerové signály

V tejto časti zapojíme LED diódy a tlačidlá pre spínače, ktoré budú ovládať smerové svetlá. To znamená, že cez popruh do riadiacej skrinky bude putovať celkom ďalších 8 drôtov. Na taký malý priestor je to veľa nehnuteľností, takže v záujme šetrenia miesta a nadbytočných ťahaní drôtov som skrátil dĺžku ethernetového kábla, ktorý je perfektný, pretože má vnútri 8 káblov, a previedol som ho skrinkou. LED diódy budú súbežne s príslušnými smerovými svetlami blikať rovnakou rýchlosťou a tlačidlá budú zapojené do Arduino Skinny ako vstupné zariadenia.

Krok 11: Voliteľný vypínač pre Arduino / smerové signály

Pretože smerové svetlá budem používať iba v konkrétnych časoch, t.j. keď potrebujem odbočiť, budú väčšinu času vypnuté. V tomto mieste nebudem mať Arduino spustené nič iné ako smerové svetlá, takže pre všetky praktické účely je to mŕtve zaťaženie vždy, keď sú vypnuté smerové svetlá. Takže v záujme šetrenia energiou som vložil kolískový spínač SPST prepnite na plastový krúžok, ktorý bol náhodou na popruhu. Na oboch stranách prepínača som tiež vložil LED diódy stavu solárneho dobíjania a zaťaženia a potom celú dávku potiahol ďalšou dávkou horúceho lepidla. Prepínač je zapojený medzi zdrojom zaťaženia a pólom batérie LiPo na Skinny. Keď chcem smerovky, zapnem to. Keď to neurobím, zostane vypnuté. Je však trochu zavádzajúce mať diódy LED na oboch stranách spínača, pretože nemajú nič spoločné s činnosťou samotného prepínača …. ale taká je povaha vecí, hádam.

Krok 12: Zostavenie spínačov LED/tlačidiel, časť 2: Vkladanie

Teraz, keď ste všetky LED/tlačidlá zapojili, je načase ich zlepiť a vložiť do popruhu. Kousky lepidla naneste na základne LED a spínača a držte spolu. Budete ich chcieť umiestniť tak, že budú od seba otočené o 90 stupňov vzhľadom na os kontaktov na každom z nich a pri pohľade zhora vytvoria akýsi keltský kríž. To zabráni tomu, aby sa zvody navzájom skratovali. Držať ich spolu, kým lepidlo vytvrdne, bolo trochu namáhavé, takže by mohlo byť užitočné zabaliť ich do škótskej pásky, aby ich držali pohromade. Akonáhle to stuhne, skúste spájkované spoje medzi kontaktmi a vodičmi natrieť trochou lepidla. Len sa zo zrejmých dôvodov snažte nedostať lepidlo do pohyblivej „tlačidlovej“časti spínača - v opačnom prípade zamrzne na mieste a bude zbytočné. Teraz na vloženie. Ako som už povedal, mal som šťastie, že som mal kus. popruhu, ktorý je už vopred zabudovaný v mojom popruhu. V súčasnosti to robí veľa výrobcov batohov, takže ak ho má aj váš, máte šťastie. Stačí odstrihnúť jeden koniec, roztaviť konce a pokračovať ďalším krokom. V opačnom prípade budete chcieť nájsť náhradný kus popruhu a prišiť ho na popruh. V každom prípade vezmite spájkovačku a roztiahnite otvor cez popruh, uistite sa, že je dostatočne široký na to, aby prepustil LED diódu., ale nie také široké, aby sa okolo toho kolísalo. Na prvý pohľad sa to môže zdať trochu riskantné, ale prinajmenšom v mojom prípade mal plast tendenciu sa zhlukovať, a nie spájkovačka, vytvárať pekné hotové valcovité otvory, do ktorých LED diódy vkĺzli priamo. Možno nebudete mať také šťastie. Kto vie. Vytiahnite kupolu LED diódy hore a prilepte ju na miesto. Akonáhle máte namontované všetky tri zostavy LED/tlačidiel, pokračujte a prišite voľný koniec popruhu späť na popruh a zaistite spínače na mieste. Cez popruh by malo byť mierne napätie, ale nie dostatočné na to, aby boli tlačidlá stále zapnuté. Spodky spínačov by tiež nemali byť prilepené k samotnému popruhu. Jedinými bodmi pripevnenia by mali byť LED zasunuté do popruhu vyššie a drôty vedúce zo zostavy dole do popruhu nižšie. „Tlačidlové“časti prepínačov by sa mali voľne radiť podľa potreby.

Krok 13: Zapojenie dosky plošných spojov

Toto je posledný krok. Priveďte všetky drôty do škatule a zapojte ich do príslušných kontaktov. Ak je vaša doska obzvlášť chaotická, môže mať zmysel naniesť na spájkované spoje malú kvapku horúceho lepidla, aby sa kontakty navzájom nezkratovali, a potenciálne aj s batériami, ak je váš prípad rovnako stiesnený ako ten môj. Zvinte drôty, zatvorte škatuľu a skúste veci zapnúť. Užite si to!

Krok 14: Variant

Toto je taška, ktorú som svojmu bratovi vyrobil na základe prototypu. Má zapojených niekoľko prenosných reproduktorov, zapojených do zariadenia iPod shuffle na strane popruhu a extra dlhý drôt EL, o ktorom som ležal, z niektorých predchádzajúcich Burn. Prenosný párty balíček na slnečnú energiu! Dráždi sa dosť tvrdo …