Liten AVR -mikrokontroller kjører på et fruktbatteri: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Noen av fruktene og grønnsakene vi spiser kan brukes til å lage strøm. Elektrolyttene i mange frukt og grønnsaker, sammen med elektroder laget av forskjellige metaller, kan brukes til å lage primære celler. En av de mest tilgjengelige grønnsakene, den allestedsnærværende sitronen kan brukes til å lage en fruktcelle sammen med kobber- og sinkelektroder. Terminalspenningen produsert av en slik celle er omtrent 0,9V. Mengden strøm som produseres av en slik celle avhenger av overflatearealet til elektrodene i kontakt med elektrolytten samt kvaliteten/typen av elektrolytt.

AVR mikrokontrolleren er en ledende lav effekt mikrokontroller som har eksistert i nesten et tiår nå. Nylig har nye enheter med lavere strøm blitt lagt til i AVR -familien, kalt PicoPower AVR -mikrokontrollere. I denne instruksen viser vi hvordan selv de vanlige AVR -enhetene kan konfigureres og programmeres til å kjøre et fruktbatteri.

Trinn 1: Klargjøre fruktbatteriet

For batteriet trenger vi noen sitroner for elektrolytten og kobber- og sinkstykker for å danne elektrodene. For kobberet bruker vi bare en blank PCB og for sink er det noen alternativer: bruk galvaniserte spiker eller sinklister. Vi valgte å bruke sinkstrimler hentet fra et 1,5V batteri. Start med et stykke bart PCB. Størrelsen på kretskortet bør være stor nok til at du kan lage 3 eller 4 øyer på den. Hver øy vil bli brukt til å legge en halvklippet sitron på den.

Trinn 2: Forbered sinkelektroden

Deretter åpner du noen 1,5V AA -størrelse celler for sinkstrimlene og renser det med sandpapir og loddetråd til hver stripe.

Trinn 3: Ordne elektrodene

På den bare kobberplaten, skjær du øyer med en fil eller en hacksag og lodder den andre enden av ledningen fra sinklisten til hver kobberøy. For en celle trenger du en halv sitron og en øy av kobber og en sinkstrimmel.

Trinn 4: Tilsett sitroner til elektrodene

Legg sitronene på hver kobberøya med kuttet med forsiden ned som vist nedenfor. Lag snitt i sitronene for å sette inn sinkstrimlene. Fotografiet nedenfor viser tre celler som brukes.

Trinn 5: Sett sammen AVR Tiny MIcrocontroller Circuit

Koble kretsdiagrammet vist her på et brødbrett. Valget av V -type AVR er viktig. For eksempel er Tiny13V veldig passende for et slikt eksperiment, siden V -type AVR er vurdert til å fungere ned til 1,8V strømforsyningsspenning.

Trinn 6: Programmer AVR Tiny Microcontroller

AVR -en er programmert ved bruk av STK500 i HVSP -modus (High Voltage Serial Programming). Sikringsinnstillingene er som vist her. C -koden er kort og søt: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; mens (1) {PORTB = 0b00000000; for (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; for (i = 0; i <254; i ++); } returner 0;}

Trinn 7: Batteriytelse

Bare en bit (bit PB3 på Pin 2) blir byttet.

Sitronbatteriets ytelse (romtemperatur 30 grader Celsius) ble målt som følger: Antall celler: 4 spenning i åpen krets: 3,2V kortslutningsstrøm: 1,2mA Spenning med AVR TIny13V og LED -belastning: 2,5V spenning med AVR Tiny13V og LED belastning etter 3 timers kontinuerlig drift: 1.9V Antall celler: 3 Åpen krets Spenning: 2.3V Kortslutningsstrøm: 1.0mA Spenning med AVR TIny13V og LED belastning: 1.89V Spenning med AVR TIny13V og LED belastning etter 3 timer med kontinuerlig drift: Ikke målt

Trinn 8: Achtung

En kort video av denne kretsen som drives med sitronbatteriet er tilgjengelig på YouTube. AVR -mikrokontrollere er svært nøysomme enheter og kan fungere ved spenning ned til 1,8V. Strømforbruket er også veldig lite, og hele kretsen inkludert LED -strøm kan styres med et fruktbatteri. Vær forsiktig med å kaste materialene, spesielt sinkstrimlene forsiktig uten å forurense omgivelsene. Ikke bruk sitronene til noe formål etter forsøket. Spesielt, ikke spis de brukte sitronene etter eksperimentet. Selv om dette eksperimentet er ufarlig og kan utføres av barn, gjøres det best under oppsyn av voksne. Forfatterne kan ikke holdes ansvarlige for skader som følge av et slikt eksperiment.

Trinn 9: Referanser

Anurag Chugh samarbeidet med Yours Truely for dette eksperimentet og oppsettet. Følgende referanser var nyttige for å utføre dette eksperimentet: 1. Fruktkraft2. Atmel AVR Tiny13 Datablad