Solar Powered Arduino Survival Kit: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Denne instruksen vil beskrive opprettelsen av et flerbruks, høyteknologisk Arduino-overlevelsessett. Nøkkelmodulene vi vil fokusere på i denne opplæringen er en oppladbar batteripakke, et serieoppsett for solcellepanel, en elektronisk summer og en GPS+Bluetooth -modul. Denne kombinasjonen av gjenstander lar deg skremme dyr, varsle redningsmannskaper og lade telefonen og spore banen til ditt mobile Arduino -oppsett.

Mye av koden og materialet som er gjort tilgjengelig i denne opplæringen er mulig takket være open source -fellesskapet og den blomstrende skapernes verden som er villige til å hjelpe hverandre.

Det er også skrevet en webapplikasjon for denne modulen. Dette lar deg gå uten telefonen og fortsatt kunne spore lange turer og reiser og visualisere dem ved hjelp av Googles Maps API. Dette er et enkelt å skrive program og kan også gjøres selv hvis du ønsker å endre estetikken eller funksjonene på siden. Vær imidlertid oppmerksom på at dette må åpnes i Chrome ettersom det bruker den nyeste og beste weben til Bluetooth API -er.

Trinn 1: Krav

Teknologien som brukes i denne opplæringen er som følger:

En Arduino Mega 2560 (Sammen med en USB-A til USB Type B-kabel for å laste opp kode) 4x Fleksible solcellepaneler A Seeed Studios Solar Shield v2.2 En HM-10 Bluetooth Arduino-modul (støtter Bluetooth 4.0 som er viktig for interaksjon med moderne enheter og websider) En GPS-modul En enkel knapp Enhver elektronisk Aduino-summer En 5000mAh batteripakke som støtter lading via mikro-usb og utlading via USB-A. Et brødbrett for brukervennlighet og testing Mange ledninger !! (Mann til hunn, Mann til mann, Kvinne til hunn, strømkabler som er i stand til små strømmer) Små terminalhoder USB-A-kabel til hva som helst Mikro-USB-kabel til hva som helst

Trinn 2: Strømoppsett

Den viktigste delen av mobiloppsettet vårt er å sikre at vi har strøm på farten. Vi vil bruke Seeed solskjermen for å beskytte komponentene våre når vi lager et 6 Volt system med våre solcellepaneler. Seeed Solar Shield kan håndtere en solinngangsspenning på 4,8 ~ 6 volt. Føl deg fri til å leke med dette området ved å enten levere ekstra spenning og trappe den ned eller ved å koble kretsene dine på forskjellige måter.

Trinn 1: Hvis solpanelene dine mangler kontakter, må du kanskje lirke inn i polstringen bak for å finne metallkontaktpunktene for henholdsvis de positive og negative noder. Hvis ikke, hvis du har ledninger med panelene dine, må du sørge for at de kan kobles til den vedlagte trådplanen ovenfor. Det kan være mer praktisk å kutte og løse ledningene dine, avhengig av tilkoblingen.

Trinn 2: Ved å lodde en hanntråd til hver positive pinne og en kvinnelig ledning til hver negative pinne kan du forlenge solcellepanelene etter behov. Avhengig av hvordan du bruker dette overlevelsessettet, gir dette kablingsalternativet deg større fleksibilitet avhengig av arbeidsområdet og behovene dine.

Trinn 2.b: Det er en god praksis å teste ledningene dine med et voltmeter. Hvis du arbeider i mørket, bør en lommelykt fra telefonens kamera være nok til å sende noen små mengder spenning som vil være synlig.

Trinn 3: Når du har en serie krets av solcellepaneler, (Hvis du bruker de vi beskrev i kravene, bør du nå ha et potensial på 6 volt), kan du begynne å koble dem til solskjermen under terminalen merket 'Solar '. Hvis ledningene dine ikke kobles til denne porten, må du kanskje lodde en endeterminal på ledningene slik at du kan koble til denne.

Trinn 3.b: I likhet med trinnet ovenfor, vil du sannsynligvis ikke være i stand til å koble strømbanken direkte til batteriterminalen, spesielt med en kommersiell stylet powerbank. Det er sannsynlig at du må kutte kabelen og bruke et loddetinn for å reparere ledningene slik at den kan kobles til batteripolen for solopplading.

Trinn 4. Også med powerbanken kobler du den til microUSB -porten på solskjermen. Vår powerbank lades gjennom MicroUSB, og lades ut via USB-A. Med et program for å overvåke ladningen og utladningen, bør du kunne dra full nytte av din powerbank uavhengig av dens evne/manglende evne til å lade og lade ut samtidig.

Solar Seeed Shield gir et rødt lys for å indikere når strøm kommer inn fra solcellepanelene. Dette kan være nyttig i testing!

Nå som vi har strømbanken vår forberedt på lading, kan vi ta med den valgte telefonladeren slik at du kan drive telefonen på en hvilken som helst reise! USB-C, Lightning, Microusb, you name it!

Trinn 3: Bluetooth- og GPS -moduler

Det kan være nyttig å bruke et brødbrett for de følgende trinnene, avhengig av om du bruker en mindre Arduino eller ikke.

For disse trinnene bruker vi SoftwareSerial -biblioteket. Hvis du har fulgt med på en annen Arduino fra Mega, (for eksempel Arduino DUE), kan det hende du mangler biblioteker for å fortsette med følgende kode og trinn. Jeg personlig slet med å finne løsninger på DUE og byttet til MEGA 2560.

Trinn 1: Pinner

HM - 10

HM-10 kan gå ned 5 volt, så koble den gjerne til enten 3,3 eller 5v pinnen

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Vær oppmerksom på at antennen må kobles separat til mottakeren. Hvis du sliter med å opprette denne tilkoblingen, (Det skal ikke ta for mye kraft og bør resultere i et tilfredsstillende klikk), kan det hende du må ta en tang og forkorte bredden på mikrokontrolleren til modulen. På antennesiden bør kontakten være litt flammet, så ikke prøv å slanke dette, ellers sliter du ytterligere.

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

Siden disse to modulene begge kan håndtere 5 volt, kan det være mer praktisk å koble dem i serie på brødbrettet. GPS -modulen blinker ikke rødt før den mottar en sterk satellittforbindelse. Du må kanskje gå ut og vente et par minutter før dette skjer. Ved senere bruk bør dette imidlertid bli en mye raskere prosess og mulig fra tøffere satellittforhold som innendørs.

Med GPS -modulen og et større minne fra Arduino Mega 2560 kan vi sende våre GPS -data til bluetooth -enheter og lage kart gjennom forskjellige webapplikasjoner.

Lenke til koden nedenfor

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Trinn 4: (valgfritt) LED -knappledninger

Som du kanskje vet, kan knapper kobles til via en enkel to -pinners tilkobling. Når du trykker på knappen, gjenopprettes forbindelsen mellom disse pinnene. Mange LED -knapper vil også inneholde ekstra pins for belysning. Dette skiller den fysiske logikken til lyset og det estetiske og det egentlige formålet med knappen. Knappen vår inneholdt en etikett for de positive og negative tilkoblingene for ledninger, men vi manglet ledninger for I/O -pinnene. Dette kan kreve litt testing eller fikling. Trinn 1: Ta knappen med stikkpinner og lodd i stedet hanntrådene slik at knappen kan plasseres i enten et brødbrett eller direkte inn i Arduino. Step 1b. Å legge til varmekrymping og elektrisk tape kan være en utmerket måte å sikre stabiliteten til dine nylig loddede på ledninger. Å hoppe over dette trinnet vil spare tid, men forårsake større usikkerhet når du tester den nye flotte knappen, spesielt når du allerede kjører inn til merkingsproblemer.

Steg 2. Test knappen din og legg til hvilken som helst logikk du liker, for eksempel å slå på bluetooth eller fungere som en knapp for summeren vår som vil bli installert i et fremtidig trinn.

Trinn 3: Sørg for å inkludere en debouncer i koden uansett hva du ender med å bruke knappen til. Debouncers er en flott måte å gjøre elektriske strømmer intuitive og brukbare for programmering.

Pinner: Knappen vår er plassert under 3.3v -linjen sammen med en bakke. De andre pinnene er i henholdsvis 5 og 6 og styrer summeren vår.

Trinn 5: Alternativ 2: Normal knapp

Hvis du ønsker å minimere lodding og forvirring, kan du velge en vanlig knapp. Dette vil vanligvis være bedre merket og gi et mye mer taktilt klikk, som er lettere å teste.

Trinn 6: summeren

En summer med riktig frekvens kan være skrekk for dyr (og potensielt irriterende små barn). En motstand kan brukes for å sikre at du ikke blåser summeren, da den ikke krever full 3.3 volt som vår Arduino kan levere.

Arduino Mega 2560 har pinner til overs, og den tre stikkende summeren er koblet til pin 47, hovedsakelig for å beholde atskilt og organisert fra separate komponenter.

Trinn 7: Søknad: Valgfrie trinn - en soldrevet jakke

Plassering av solcellepaneler:

En resirkulert plastlomme er laget for å passe perfekt inn i de fire delene av lette og fleksible solcellepaneler som har et metallringhull som er for ledningene å gå gjennom til det midterste laget av jakken for å nå kraftbanken for lading til venstre -siden av den smarte jakken. Den er plassert på forsiden fordi langdistansevandrere ville bære store ryggsekker for å overnatte der å plassere panelene bak ville definitivt være mindre effektive enn å sette dem på forsiden.

Resirkulert gjennomsiktig plast, derfor vil det ikke påvirke panelene, ettersom det lar sollys passere og også være vanntett, noe som kan forhindre at ledningen blir skadet.

Det er også en rektangel stripe som dekker metallringen som tillater tilkobling mellom batteriene og panelene, som måles nøyaktig for å bare dekke ledningstilkoblingen, men ikke overflaten av panelene.

Størrelser: plastlomme tillater 4 (195 mm x 58 mm hver) solcellepaneler pent og effektivt arrangert i et dråpemønster.

Materialer: Vanntett stoff og glidelåser, resirkulert plast, metallringer, plastknapper, En intelligent trelags design kan brukes til å beskytte ledningene og også gi brukeren komfort. Ved å skille ledningene fra både det ytre og det indre laget, gir du deg ikke bare mer plass til å arbeide, men du vil sikre at brukeren din ikke er klokere av kraften og kompleksiteten til ditt Arduino Survival Kit!

Trinn 8: Søknad: Valgfrie trinn - en smart jakke

LED -lys kan også plasseres på skuldrene og ermene på det indre laget av klærne, mens ytterligere komponenter og det visuelle aspektet av jakken forbedres. Intelligent utvalgte LED -lamper med lav effekt vil ha en begrenset innvirkning på powerbanken og fortsatt opprettholde formålet med vår mobile Arduino -modul. Forsikre deg om at det ikke overopphetes klær og elektriske komponenter, for eksempel ved å slå på i lange perioder. La gjerne telefonen ligge igjen og gå en tur. Når du kommer tilbake vil du kunne laste opp GPS-koordinatene dine til vår webapplikasjon som er lenket til i det første trinnet av vår instruerbare.