Arduino Survival Kit op zonne-energie - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Deze instructable beschrijft de creatie van een multifunctionele, hightech Arduino-survivalkit. De belangrijkste modules waarop we ons in deze tutorial zullen concentreren, zijn een oplaadbare batterij, een seriële installatie van een zonnepaneel, een elektronische zoemer en een GPS + Bluetooth-module. Met deze combinatie van items kun je dieren laten schrikken, reddingswerkers waarschuwen en je telefoon opladen en het pad van je mobiele Arduino-configuratie volgen.

Veel van de code en materialen die in deze tutorial beschikbaar zijn gemaakt, zijn mogelijk gemaakt dankzij de open source-gemeenschap en de bloeiende wereld van makers die bereid zijn elkaar te helpen.

Voor deze module is ook een webapplicatie geschreven. Hierdoor kunt u zonder uw telefoon lopen en toch uw lange wandelingen en reizen volgen en visualiseren met behulp van Googles Maps API. Dit is een eenvoudig te schrijven programma en kan ook door uzelf worden gedaan als u de esthetiek of functies van de pagina wilt wijzigen. Houd er echter rekening mee dat dit in Chrome moet worden geopend, omdat het de nieuwste en beste web-naar-Bluetooth-API's gebruikt.

Stap 1: Vereisten

De technologie die in deze zelfstudie wordt gebruikt, is als volgt:

Een Arduino Mega 2560 (samen met een USB-A naar USB Type B-kabel om code te uploaden) 4x flexibele zonnepanelen Een Seeed Studios Solar Shield v2.2An HM-10 Bluetooth Arduino-module (ondersteunt Bluetooth 4.0, wat belangrijk is voor interactie met moderne apparaten en webpagina's) Een GPS-module Een eenvoudige knop Elke elektronische Aduino-zoemer Een batterijpakket van 5000 mAh dat opladen via micro-usb en ontladen via USB-A ondersteunt. Een breadboard voor gebruiksgemak en testen Veel draden!! (mannelijk naar vrouwelijk, mannelijk naar mannelijk, vrouwelijk naar vrouwelijk, voedingskabels die geschikt zijn voor kleine stromen) Kleine aansluitkoppen USB-A-kabel naar alles Micro-USB-kabel naar alles

Stap 2: Stroomconfiguratie

Het belangrijkste onderdeel van onze mobiele installatie is ervoor te zorgen dat we onderweg stroom hebben. We zullen gebruik maken van het Seeed-zonnescherm om onze componenten te beschermen, aangezien we een 6 Volt-systeem creëren met onze zonnepanelen. Het Seeed Solar Shield kan een zonne-ingangsspanning van 4,8 ~ 6 volt aan. Voel je vrij om met dit bereik te spelen door ofwel extra spanning te leveren en te verlagen of door je circuits op verschillende manieren te bedraden.

Stap 1: Als uw zonnepanelen geen connectoren hebben, moet u mogelijk in de rugbekleding wrikken om de metalen contactpunten voor respectievelijk de positieve en negatieve knooppunten te vinden. Anders, als u wel draden heeft met uw panelen, zorg er dan voor dat ze kunnen worden bedraad in het bijgevoegde bedradingsplan hierboven. Afhankelijk van de verbinding kan het knippen en opnieuw solderen van uw draden handiger zijn.

Stap 2: Door een mannelijke draad aan elke positieve pin en een vrouwelijke draad aan elke negatieve pin te solderen, kunt u uw zonnepanelen naar behoefte verlengen. Afhankelijk van uw gebruik van deze overlevingskit, geeft deze bedradingsoptie u meer flexibiliteit, afhankelijk van uw werkruimte en behoeften.

Stap 2.b: Het is een goede gewoonte om uw bedrading te testen met een voltmeter. Als u in het donker werkt, zou een zaklamp van uw telefooncamera voldoende moeten zijn om enkele kleine hoeveelheden spanning te verzenden die zichtbaar zijn.

Stap 3: Zodra u een serieschakeling van zonnepanelen heeft (als u de zonnepanelen gebruikt die we in de vereisten hebben beschreven, zou u nu een potentiaal van 6 volt moeten hebben), kunt u beginnen ze in het zonnescherm te steken onder de klem met het label 'Solar '. Als uw draden niet op deze poort worden aangesloten, moet u mogelijk een eindklem op uw draden solderen zodat u hierop kunt aansluiten.

Stap 3.b: Net als bij de bovenstaande stap, kunt u uw powerbank waarschijnlijk niet rechtstreeks op de accupool aansluiten, vooral niet bij een powerbank in commerciële stijl. Het is waarschijnlijk dat u de kabel moet doorknippen en soldeer moet gebruiken om de draden te repareren, zodat deze op de accupool kan worden aangesloten voor opladen via zonne-energie.

Stap 4. Sluit de powerbank ook aan op de microUSB-poort op het zonnescherm. Onze powerbank laadt op via MicroUSB en ontlaadt via USB-A. Met een programma om het opladen en ontladen te controleren, zou u uw powerbank volledig moeten kunnen gebruiken, ongeacht of het wel/niet tegelijkertijd kan worden opgeladen en ontladen.

Het Solar Seeed Shield geeft een rood licht aan om aan te geven wanneer er stroom van de zonnepanelen komt. Dit kan handig zijn bij het testen!

Nu we onze powerbank op de juiste manier hebben voorbereid om op te laden, kunnen we de door u gekozen telefoonoplader meenemen, zodat u uw telefoon op elke reis van stroom kunt voorzien! USB-C, Lightning, Microusb, noem maar op!

Stap 3: Bluetooth- en GPS-modules

Het kan handig zijn om een breadboard te gebruiken voor de volgende stappen, afhankelijk van of je een kleinere Arduino gebruikt.

Voor deze stappen gebruiken we de SoftwareSerial-bibliotheek. Als je een andere Arduino dan de Mega hebt gevolgd (zoals de Arduino DUE), zul je merken dat je de bibliotheken mist om door te gaan met de volgende code en stappen. Ik had persoonlijk moeite om oplossingen voor de DUE te vinden en maakte de overstap naar de MEGA 2560.

Stap 1: Pinnen

HM - 10

De HM-10 kan 5 volt verlagen, dus voel je vrij om hem aan te sluiten op de 3.3- of 5v-pin

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Let op, de antenne moet apart op de ontvanger worden aangesloten. Als je moeite hebt om deze verbinding te maken (het zou niet te veel kracht moeten kosten en zou moeten resulteren in een bevredigende klik), dan moet je misschien een tang nemen en de breedte op de microcontroller van de module inkorten. Aan de antennezijde moet de connector iets uitlopend zijn, dus probeer dit niet af te slanken of je zult verder worstelen.

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

Aangezien deze twee modules beide 5 Volt aan kunnen, kan het handiger zijn om ze in serie op de Breadboard te schakelen. De GPS-module zal niet rood knipperen totdat deze een sterke satellietverbinding ontvangt, het kan zijn dat u naar buiten moet gaan en een paar minuten moet wachten voordat dit gebeurt. Bij volgend gebruik zou dit echter een veel sneller proces moeten worden en mogelijk door zwaardere satellietomstandigheden zoals binnenshuis.

Met de GPS-module en een groter geheugen van de Arduino Mega 2560 kunnen we onze GPS-gegevens naar bluetooth-apparaten sturen en kaarten maken via verschillende webapplicaties.

Link naar onderstaande code

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Stap 4: (Optioneel) LED-knopbedrading

Zoals u wellicht weet, kunnen knoppen worden bedraad via een eenvoudige tweepinsverbinding. Wanneer de knop wordt ingedrukt, wordt de verbinding tussen deze pinnen hersteld. Veel LED-knoppen zullen ook extra pinnen bevatten voor verlichting. Dit scheidt de fysieke logica van het licht en de esthetiek en het eigenlijke doel van de knop. Onze knop bevatte een label voor de positieve en negatieve aansluitingen voor bedrading, maar we misten de bedrading voor de I/O-pinnen. Dit kan wat testen of prutsen vereisen. Stap 1: Neem je knop met 'pinnen' en soldeer in plaats daarvan mannelijke draden eraan zodat de knop in een breadboard of rechtstreeks in je Arduino kan worden geplaatst. Stap 1b. Het toevoegen van krimpkous en elektrische tape kan een uitstekende manier zijn om de stabiliteit van uw nieuw gesoldeerde draden te garanderen. Als u deze stap overslaat, bespaart u tijd, maar veroorzaakt u meer onzekerheid wanneer u uw nieuwe fraaie knop test, vooral wanneer u al te maken krijgt met labelproblemen.

Stap 2. Test je knop en voeg er elke gewenste logica aan toe, zoals het inschakelen van de bluetooth of het fungeren als een knop voor onze zoemer die in een toekomstige stap zal worden geïnstalleerd.

Stap 3: Zorg ervoor dat u een debouncer in uw code opneemt, waar u de knop ook voor gebruikt. Debouncers zijn een geweldige manier om elektrische stromen intuïtief en bruikbaar te maken voor programmering.

Pinnen: onze knop wordt samen met een grond onder de 3.3v-lijn geplaatst. De andere pinnen zijn respectievelijk in 5 en 6 en bedienen onze zoemer.

Stap 5: Optie 2: Normale knop

Als u solderen en verwarring wilt minimaliseren, kunt u in plaats daarvan kiezen voor een normale knop. Dit is meestal beter gelabeld en zorgt voor een veel meer voelbare klik, wat gemakkelijker te testen is.

Stap 6: De zoemer

Een zoemer op de juiste frequentie kan een schrik zijn voor dieren (en mogelijk vervelende kleine kinderen). Een weerstand kan worden gebruikt om ervoor te zorgen dat u de zoemer niet blaast, omdat deze niet de volledige 3,3 volt nodig heeft die onze Arduino kan uitvoeren.

De Arduino Mega 2560 heeft pinnen over, en onze driepuntige zoemer is aangesloten op pin 47, grotendeels om te houden is gescheiden en georganiseerd van afzonderlijke componenten.

Stap 7: Toepassing: optionele stappen - een jas op zonne-energie

Plaatsing zonnepanelen:

Een recycle plastic zak is gemaakt om perfect te passen in de 4 stukken lichtgewicht en flexibele zonnepanelen die een metalen ringgat hebben waar de draden doorheen gaan naar de middelste laag van de jas om de powerbank te bereiken voor opladen aan de linkerkant -handzijde van de slimme jas. Het is aan de voorkant geplaatst omdat langeafstandswandelaars grote rugzakken zouden dragen om te overnachten, daar het plaatsen van de panelen aan de achterkant zeker minder effectief zou zijn dan ze aan de voorkant te plaatsen.

Gerecycled transparant plastic, daarom heeft het geen invloed op de functies van de panelen omdat het zonlicht doorlaat en ook waterbestendig is, wat kan voorkomen dat de draad wordt beschadigd.

Er is ook een rechthoekige streep die de metalen ring bedekt die verbinding tussen de batterijen en de panelen mogelijk maakt, die precies wordt gemeten om alleen de draadverbinding te bedekken, maar niet het oppervlak van de panelen.

Maten: plastic zak voor 4 (195 mm x 58 mm elk) zonnepanelen, netjes en efficiënt gerangschikt in een druppelpatroon.

Materialen: waterdichte stof en zip-lijnen, gerecycled plastic, metalen ringen, plastic knopen, Een intelligent drielaags ontwerp kan worden gebruikt om uw bedrading te beschermen en ook om de gebruiker comfort te bieden. Door de bedrading van zowel de buiten- als de binnenlaag te scheiden, geeft u uzelf niet alleen meer ruimte om te werken, maar zorgt u er ook voor dat uw gebruiker niet wijzer wordt over de kracht en complexiteit van uw Arduino Survival Kit!!

Stap 8: Toepassing: optionele stappen - een slimme jas

LED-verlichting kan ook op de schouders en mouwen van de binnenste laag van de kleding worden geplaatst, terwijl de overlevingscomponenten en het visuele aspect van de jas verder worden verbeterd. Intelligent gekozen low power LED's hebben een beperkte impact op de powerbank en behouden toch het doel van onze mobiele Arduino-module. Zorg ervoor dat er goed op wordt gelet dat kleding en elektrische onderdelen niet oververhit raken, bijvoorbeeld door langdurig aan te zetten. Voel je vrij om je telefoon achter te laten en een wandeling te maken, wanneer je terugkeert, kun je je gps-coördinaten uploaden naar onze webapplicatie die is gekoppeld in de eerste stap van onze instructable.