Tiny AVR-microcontroller werkt op een fruitbatterij - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Sommige groenten en fruit die we eten, kunnen worden gebruikt om elektriciteit te maken. De elektrolyten in veel groenten en fruit kunnen samen met elektroden van verschillende metalen worden gebruikt om primaire cellen te maken. Een van de gemakkelijkst verkrijgbare groenten, de alomtegenwoordige citroen, kan worden gebruikt om samen met koper- en zinkelektroden een fruitcel te maken. De klemspanning die door een dergelijke cel wordt geproduceerd, is ongeveer 0,9 V. De hoeveelheid stroom die door een dergelijke cel wordt geproduceerd, hangt af van het oppervlak van de elektroden in contact met het elektrolyt en van de kwaliteit/het type elektrolyt.

De AVR-microcontroller is een toonaangevende microcontroller met laag vermogen die al bijna tien jaar bestaat. Onlangs zijn er nieuwe apparaten met een lager vermogen toegevoegd aan de AVR-familie, de PicoPower AVR-microcontrollers. In deze instructable laten we zien hoe zelfs de reguliere AVR-apparaten kunnen worden ingesteld en geprogrammeerd om op een fruitbatterij te werken.

Stap 1: De fruitbatterij voorbereiden

Voor de batterij hebben we een paar citroenen nodig voor de elektrolyt en stukjes koper en zink om de elektroden te vormen. Voor het koper gebruiken we gewoon een kale printplaat en voor het zink zijn er een paar opties: gebruik gegalvaniseerde spijkers of zinken strips. We hebben ervoor gekozen om zinkstrips te gebruiken die zijn geëxtraheerd uit een batterij van 1,5 V. Begin met een stuk kale PCB. De afmeting van de print moet groot genoeg zijn zodat je er 3 of 4 eilanden op kunt maken. Elk eiland wordt gebruikt om er een half gesneden citroen op te leggen.

Stap 2: Bereid de zinkelektrode voor

Open vervolgens een paar 1,5V AA-cellen voor de zinken strips en maak deze schoon met schuurpapier en soldeerdraad op elke strip.

Stap 3: Schik de elektroden

Knip op de kale koperen print eilanden af met een vijl of ijzerzaag en soldeer het andere uiteinde van de draad van de zinken strip aan elk koperen eiland. Voor één cel heb je een halve citroen en één eiland van koper en één zinken strip nodig.

Stap 4: Voeg citroenen toe aan de elektroden

Plaats de citroenen op elk koperen eiland met de snede naar beneden, zoals hieronder te zien is. Maak inkepingen in de citroenen om de zinken strips in te brengen. De onderstaande foto toont drie cellen die worden gebruikt.

Stap 5: Monteer de AVR Tiny MIcrocontroller Circuit

Sluit het hier getoonde schakelschema aan op een breadboard. De keuze van het V-type AVR is belangrijk. Tiny13V is bijvoorbeeld zeer geschikt voor een dergelijk experiment, aangezien V-type AVR is geclassificeerd om te werken tot een voedingsspanning van 1,8 V.

Stap 6: Programmeer de AVR Tiny Microcontroller

De AVR is geprogrammeerd met STK500 in de modus High Voltage Serial Programming (HVSP). De instellingen van de zekering zijn zoals hier weergegeven. De C-code is kort en krachtig:#includevolatile uint8_t i=0;int main(void){ DDRB=0b00001000; POORTB=0b00000000; while(1) { PORTB=0b00000000; voor(i=0;i<254;i++); POORTB=0b00001000; voor(i=0;i<254;i++); } retourneer 0;}

Stap 7: Batterijprestaties

Er wordt slechts één bit (bit PB3 op pin 2) omgeschakeld.

De prestatie van de citroenbatterij (omgevingstemperatuur 30 graden Celsius) werd als volgt gemeten: Aantal cellen: 4 Nullastspanning: 3,2 V Kortsluitstroom: 1,2 mA Spanning met AVR TIny13V en LED-belasting: 2,5 V Spanning met AVR TIny13V en LED belasting na 3 uur continu gebruik: 1,9 V Aantal cellen: 3 Nullastspanning: 2,3 V Kortsluitstroom: 1,0 mA Spanning met AVR TIny13V en LED belasting: 1,89 V Spanning met AVR TIny13V en LED belasting na 3 uur continu gebruik: Niet gemeten

Stap 8: Achtung

Een korte video van dit circuit dat werkt met de citroenbatterij is beschikbaar op YouTube. AVR-microcontrollers zijn zeer zuinige apparaten en kunnen werken met een spanning tot 1,8 V. Het stroomverbruik is ook erg klein en het hele circuit inclusief de LED-stroom kan worden beheerd met een fruitbatterij. Zorg ervoor dat u de materialen, vooral de zinken strips, zorgvuldig afvoert zonder uw omgeving te vervuilen. Gebruik de citroenen na het experiment voor geen enkel doel opnieuw. Eet de gebruikte citroenen vooral niet na het experiment. Hoewel dit experiment ongevaarlijk is en door kinderen kan worden uitgevoerd, kan het het beste worden gedaan onder toezicht van een volwassene. De auteurs kunnen niet verantwoordelijk worden gehouden voor eventuele schade die voortvloeit uit een dergelijk experiment.

Stap 9: Referenties

Anurag Chugh werkte voor dit experiment en deze opzet samen met Yours Truely. De volgende referenties waren nuttig bij het uitvoeren van dit experiment: 1. Fruitkracht2. Atmel AVR Tiny13-gegevensblad