Solar LED sykkelveske: 14 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Jeg hadde muligheten i løpet av sommeren til å jobbe nattevakt på et bakeri noen få byer over, noe som betydde at jeg hadde mye pendling å gjøre. Tilbake. Og videre. Om natten. På en sykkel. Bussene kjører ikke så sent engang. Jeg ble ganske lei av å stadig bli tvunget til siden av veien av alle de forbannede hensynsløse sjåførene som kjørte forbi - hvordan kunne de sprenge seg forbi tilstedeværelsen av et så jordbevisst vesen som meg selv med så lite hensyn, cruising rundt i sin skitne, karbonforurensende maskiner ?! Selvfølgelig var det sannsynligvis ikke så lett å se meg, gitt den generelle mangelen på gatebelysning i området, så jeg gikk og hentet det nødvendige over- og baklyktesettet. Og spiste gjennom batterier som griser på gjennom. Jeg ville ikke fortsette å kjøpe alle de jævla batteriene, og jeg ville definitivt ikke kaste dem ut, så det var det jeg kom på. Det og det faktum at jeg ikke skulle gå til Burning Man i år, etterlot meg en haug med fritid som ellers ville blitt brukt på en slik måte. Så dette er mine trøstepremier. Jeg kommer til å legge til en implementering av Leah Buechleys fantastiske Arduino-kontrollerte svingesignaljakke i nær fremtid. Dette er min første Instructable, og det er en retro dokumentasjonsjobb, men jeg håper det er nok. Hvis det virker litt for sløvt, så er det sannsynligvis det. Det gjelder også meg. Hvem som helst, lag og nyt! Og beklager den forferdelige kvaliteten på bildene. Jeg har jobbet kameraet mitt ganske hardt gjennom årene, og det virker som om det er ganske nær slutten av produktets livssyklus. snuse.

Trinn 1: Ting du trenger

Materialer/forsyninger1 Ryggsekk/messengerbag1 Prosjektkasse1 Cheapo LED-hodelykt1 Cheapo/ikke-så-billig rød LED-bakgrunnsbelysning for sykler2 3V, 50mA PowerFilm solceller, produktnummer MP3-371 AA batteriholder, som kan holde: 3 NiMH AA-batterier1 stk. perfboard som passer inn i toppen av prosjektet4-8 Standoffs + skruer1 Standard blokkeringsdiode, 1N4001 for eksempel5100 Ohm motstander3 Momentary trykknappbrytere1 DPDT switch1 SPST switchMange: LED, til ditt valgWire, til ditt valgSpar batterier, for testingSolderTread (tung duty nylon, hvis mulig) Borrelås kjedelig Valgfritt: 1 Arduino Skinny fra sparkfun (eller den nye sertifiserte versjonen, Arduino Pro) Pounding Psy-trance Jeg hadde en billig ryggsekk fra Burton Snowboards som var den perfekte størrelsen for mine formål, men likte ikke rett "ryggsekk" -stil. Så jeg omorganiserte stroppene, og nå har den blitt vippet på siden som en veske med en hovedkroppstropp og en hjelpestropp som låses inn fra bunnen, og gir en bemerkelsesverdig sikker plattform. Den største ulempen så langt er hvordan den har en tendens til å vikle rundt kroppen, noe som resulterer i en grundig svette-gjennomvåt skjorte. Men, uansett. Det fungerer. Jeg fant en låsende, lufttett beholder av tupperware-typen på kjøkkenet som var perfekt for prosjektboksen, og hodelykten hentet jeg for noe som $ 6 fra WalMart. Stort sett alt annet var i girkassen min eller bestilt online. Majoriteten av ledningene mine er en haug med høyttalerkabler jeg hadde liggende, fin og spenstig. Verktøy Loddejern Brødbrett, for prototyper Grunnleggende multimeter Skrutrekkersett Trådløs drill + bit Alligator-klipp jumpertråder Nål-nese Trådkutter SharpieLighterNeedleXacto bladeSerious industrielle lim Loddejernholder/tredje hånd Varm limpistol + varmt lim, for forseglingsformål

Trinn 2: Forbered ryggsekken

Dette er ganske selvforklarende. Finn ut hvor du vil at de spesifikke komponentene skal være på posen, og hvordan den vil fungere "der ute", på veien. Dette bør bestemme det fysiske arrangementet av din egen spesielle bygning. Klipp/sy/modifiser noe om nødvendig - se forrige trinn om hvorfor vesken min ser så skråsidig ut. Xacto-bladet og lighter er nyttige for kutt og smelting av flossede ender, og god gammeldags nål og tråd kommer til å være det beste alternativet for å feste igjen. Det var tilfeldigvis at prosjektboksen jeg fant er perfekt størrelse slik at den glir rett inn i en sidelomme med et praktisk utløpshull for hodetelefonledningen, nær skulderremmen jeg skal bruke. Jeg satte alle kontrollene (unntatt hovedbryteren) på skulderstroppen, og jeg ønsket å føre ledninger opp gjennom stroppen selv, så jeg måtte kutte små hull på hver side og mate dem gjennom med et stykke wirehenger, som en gigantisk "nål" … men mer om det senere. Det var også en fin del av bånd på utsiden av selve stroppen, som var perfekt for et hjem for LED/trykknappene, og jeg hadde en stor plastring der jeg kunne bygge inn en annen bryter. Disse detaljene vil åpenbart være forskjellige for alle.

Trinn 3: Forberede prosjektboksen

Når du er ferdig med selve posen, er det tid for prosjektbeholderen. Hvis det er mulig, kan du prøve å sette batteriholderen inn i esken og se om du har nok plass til å montere brettet (e), bryteren (e) og ledningene også. Mine passer bare knapt. Hvis ikke, må du finne en annen boks for batteriene. Den allestedsnærværende Altoids -tinnet fungerer bare dandy. Med alt dette i tankene, bor hull for ledningene du vil bringe inn og ut, og bryteren (e). Når du til slutt begynner å koble til ting, må du sørge for å gi ledningen en god håndknute akkurat som den kommer inn i esken, slik at de ikke blir uventet dratt ut. Hvilket sannsynligvis ikke ville være bra. Bestem størrelsen på perfboardet du trenger og klipp det. Jo større jo bedre, ettersom du får mer plass til futz med, men noen ganger er du litt stappfull av plass. Lim ned/fest batteripakken og monter brettet (e) med avstandene. Det røde brettet der inne er sparkfun sin "mager" versjon av Arduino, som til slutt vil drive de nevnte svingesignalene, som ikke er koblet til ennå.

Trinn 4: Bygg kretsen, del 1: Lading

Vi vil ha 3 NiMH AA -batterier i serie, noe som gir en nominell 1,2V hver, noe som gir en nominell 3,6V. Men under faktiske bruksforhold kan det synke så langt ned som 0,9V og opptil 1,4V hver på lading uten å gjøre store skader, så vi trenger en måte å begrense bruken til innenfor dette området. Denne kretsen vil gjøre det, ca., men på en grov, ikke-ingeniøraktig måte. Men det er enkelt og det fungerer. For å lade batteriene må du til den positive enden av solcelleanlegget som kobler til den positive enden av batteriene, og de negative endene gjør det samme. Her vil det bare gjøre å snu bryteren "opp". To saker skjønt: 1. Vi trenger en diode i retning av lading for å hindre at batteriene går tilbake til solcellene når det er mørkt, og tapper dem for energien vi lagret i løpet av dagen, og: 2. Det nominelle spenningsfallet over solcellene, som vi har koblet i serie, vil være 6V. Så lenge solspenningen er høyere enn batterispenningen, vil strøm strømme inn i batteriene. Men vi vil ikke at total batterispenning skal bli høyere enn rundt 4,2V (1,4 x 3), så vi trenger en måte å senke solspenningsnivået rundt 1,8V på vei til batteriene. Selv om det ikke er veldig elegant, heller ikke robust, å sette en LED der inne bør oppnå begge deler, siden de normalt har et spenningsfall på rundt 1,7 til 2 volt eller så. Bruk multimeteret ditt for å bekrefte dette… Selv om det vanligvis er en DÅLIG IDE å koble en LED bakover (irreversibelt skade den), bør kretsen I DETTE SÆRLIGE tilfellet kunne håndtere den potensielle strømmen omvendt strøm uten store skader. Og det har ikke gått så langt (krysser fingrene). Det gir også en fin indikator på ladestatus: jo lysere LED, jo raskere lader batteriene. Når den er slått av, setter solcellene ut mindre spenning enn batteriene, noe som betyr at de ikke lades. En bekymring er imidlertid at den oppgitte spenningen, 6V, bare er under nominelle laboratorietester, og for disse panelene, i direkte sollys, kan den gå opp til 7,2V, noe som definitivt ville overladet batteriene. Men det er en risiko jeg er villig til å leve med. Bedre enn å overlade dem … Og en annen ting vi må sjekke er strømmen som kommer ut av solcellene. Rubrikken er at vi generelt vil at strømmen skal være 1/10 av den totale batterikapasiteten, balansere hastighet og sikkerhet for batteriene. Siden kapasiteten på batteriene mine er 2400 mAh, vil den ideelle nominelle strømmen være 240 mA. Panelene våre gir bare 50 mA, som faktisk er ganske lavt. Vi kan legge til ytterligere 4 matriser parallelt og være innenfor den sikre sonen. Det kan være for et annet prosjekt. For nå er det imidlertid bedre trygt enn beklager. På lastesiden av kretsen.

Trinn 5: Bygg kretsen, del 2: Lasten

Hvis du slår bryteren "ned", vil enhetene du har koblet til fungere. Her vil vi ikke trekke ut batteriene med mindre den totale spenningen over dem er høyere enn rundt 2,7V (0,9 x 3). Her har jeg koblet til en normal blokkeringsdiode (1N4001 som jeg opprinnelig bestilte med solceller) i serie med en LED for indikatorlys for ladestatus. Siden spenningsfallet over dioden er 0,7 V, bør det totale spenningsfallet være rundt 2,4-2,7V. Når forsyningsspenningen faller under det nivået, gir det ikke nok potensial til å drive LED -en og slå den av. Så når lyset slukker, vet jeg at det er på tide å slutte å bruke de forskjellige enhetene jeg har koblet til og begynne å lade. Igjen, skittent, men det fungerer. Motstander Når du bruker lysdioder, må du sørge for å inkludere en motstand i dem, så de ikke brenner ut. Selv når de er parallelle, bør en motstand gå med hver LED. I utgangspunktet, siden motstander motstår strømmen som går gjennom den delen av kretsen de er i, jo høyere verdi en bestemt motstand har, desto mindre strøm vil strømme. Husk V = IR. Når det gjelder ladekretsen, ønsker vi at så mye strøm strømmer gjennom til batteriene som mulig, uten å skade LED -en. 100 Ohm vil fungere. Med belastningssiden av kretsen skjønt, ville vi teoretisk sett ha en motstand av høyere verdi, for å holde avfallsstrømmen nede på et minimum. Her vil jeg imidlertid sørge for at spenningsfallet over LED -en forblir rundt 2V -området, og å gi en sterkere strøm vil gjøre det mer tydelig når spenningen endelig faller under minimumsterskelen vi ønsker. Så jeg har kastet inn en 100 Ohm motstand her også.

Trinn 6: Kabling og montering av solcellene

Så … hvis boksen vi nettopp bygde er hjertet (og lungene, antar jeg) i prosjektet vårt, så er dette definitivt … sjelen! SOULAR! he he he…. OK. Rolig. Kontroll. Cellene jeg har er fra PowerFilm, produktnummer MP3-37, og de er pent tynne og fleksible. For dette prosjektet ønsker vi å koble to av dem i serie for å utgjøre 6V -forsyningen. Juster cellene slik (eller uansett hvordan du vil ha dem, fysisk), slik at den positive enden av den første er i linje med den negative enden av den andre. Du kan se forskjellen her, ettersom "tverrstengene" på de hvite "T" -ene som krysser cellene ligger mot det positive, og "vertikalene" peker mot det negative. Riper eller smelter av plasten som dekker de sølvaktige kontaktene på hver side. Du kan se om du har gått gjennom nok plast når du begynner å skrape kontakten nedenfor. Lodd på et enkelt stykke tråd over de to. Lodd på den avisolerte + og - ledningen til en dobbeltstrenget ledning til de andre sidene, og du er ferdig. Arbeid den andre enden av tråden gjennom posen slik at den når boksen med nok slackroom. Legg litt varmt lim på leddene for å isolere dem fra været. Når det gjelder å feste panelet til posen, legg ned en lengde på " krok "siden av borrelåsen til baksiden av hver celle, og kutt tre lengder på" løkken "-siden for å matche spennet, inkludert, mellom" krok "-bitene. Fordel dem jevnt over lengden, ta av ryggen og slå dem på plass uansett hvor du vil ha panelene satt. Jeg har to flekker på posen min, avhengig av posens vinkel mot solen. Du må kanskje sy ned kantene på de sløyfe tingene, avhengig av limet de har påført det, slik at det ikke faller av.

Trinn 7: Hacking av hodelykten

Gjør akkurat som tittelen sier. Åpne cheapo -hodelykten og koble fra hele batteridelen. Alt du trenger er kontaktene det førte til. Led dem inn i esken, og lodd på tvers av Load -delen av kontrollkretsen. Og nå den lovede lappen om å tre tråd gjennom stroppen. Hvis du ser nøye ut på bildet, er det flere steder jeg har laget små spalter i overflatestoffet på stroppen, på kanten av polstringen der den møter kantene. Med Xacto -bladet lager du to slike slisser - en der du vil at ledningene skal stikke ut, og en der inngangen. Ta wirehengeren og kutt ut en fin, lang rett del av den. Dette blir din "nål". Skyv den nedover lengden mellom de to hullene, i mellomrommet som åpnes mellom polstring og kant. Det vil gi litt tilbake, spesielt hvis stroppen din krummer, men til slutt vil den stikke ut på den andre siden. Kleb tape ledningen du vil sette inn i den ene enden av kleshengetråden, og trekk den gjennom hullet til den kommer ut på den andre siden. Voila! Ferdig! Deretter borer du hull i hjørnene på hodelyktets foringsrør om mulig, og syer dem fast til stroppen, men på en måte som ikke forhindrer at andre ledninger kommer gjennom hvis du ønsker det.

Trinn 8: Montering av LED/trykknappbrytere Del 1: Curling

Tanken her er å ha det som ser ut fra utsiden til å være en LED du kan skyve for å slå noe av og på. Eller en bryter som gir tilbakemelding på statusen til det du endrer. Som i utgangspunktet betyr å sette en bryter og en LED sammen, bak-til-bak, slik at "knappen" -delen av bryteren vender ned, vekk fra LED -del av enheten. For å starte, krølle ledningene til begge elementene. Det er viktig å holde skillet mellom anode og katode (+ og -, lang og kort) på LED -en, så sørg for å bruke forskjellige curling -stiler på hvert ben på LED -en. Jeg brukte firkant-ish for den positive siden, og mer sirkel-ish for den negative. Men det var vanskelig å se forskjell noen ganger, så jeg kan bytte til å bruke trekanter og sirkler i fremtiden. Uansett hvilken konvensjon du har, sørg for at du BLI MED DEN! Lag tre sett med disse. Det er mye lettere, gitt størrelsen på elementene, å gå videre og koble dem opp nå før du limer dem sammen, i stedet for å feste dem først, og deretter prøve å komme deg gjennom det skitne rotet til kontaktene du skal lodde. inn til. Men det betyr at vi må ha søknadene klare.

Trinn 9: Hacking av baklyset

Dette er omtrent det samme som hodelykten. Unntatt her kom baklyset i et ganske ujevn hylster, som jeg bestemte meg for å frigjøre. Praktisk nok var kretskortet i form av en lang pinne, noe som ga en god lysstang. Og den opererte på en trykknappbasis. Noe som gjorde ledninger opp til den tilsvarende LED/trykknappen på stroppen til et knep. Så. Jeg koblet tilførsels- og jordspenningen til lastkilden, og koblet deretter inn trykknappen til der den opprinnelige knappen var satt. Etter det parallelliserte jeg en motstand som førte til status -LED -en på LED/trykknappen, til en av de røde LED -ene som faktisk var på tavlen. Derfor, når lysdioden lyser, lyser også bryteren min, og lar meg måle gjeldende skjermmønster den kjører, basert på timingen mellom blinkene til status -LED -en min. Det gir seks ledninger som leder ut av brettet, to inn i prosjektboksen og fire til den tilhørende LED/trykknappen. Jeg kan feste den i posen før jeg syr et par løkker rundt den på utsiden av posen.

Trinn 10: Tilkopling av LED/trykknapper for svingesignalene

For denne delen vil vi koble til lysdiodene og trykknappene for bryterne som skal kontrollere svingesignalene. Det betyr at vi har totalt 8 ledninger til som går opp gjennom stroppen til kontrollboksen. Det er mye eiendom for en så liten plass, så av hensyn til å spare plass og overflødige ledninger trekker jeg en lengde med Ethernet -kabel, som er perfekt siden den har 8 ledninger inni, og kjørte den inn i esken. Lysdiodene vil parallelliseres med sine respektive svingesignaler, blinke med samme hastighet, og knappene blir koblet til Arduino Skinny som inndataenheter.

Trinn 11: Valgfri strømbryter for Arduino / dreiesignaler

Siden jeg bare skal bruke svingesignalene på bestemte tidspunkter, dvs. når jeg trenger å ta en sving, vil de være slått av mesteparten av tiden. På dette tidspunktet vil jeg ikke la Arduino kjøre noe annet enn blinklysene, så for alle praktiske formål er det en død last når svingelysene er slukket. Så for å spare energi, satte jeg inn en SPST -vipper bytt til en plastring som tilfeldigvis var på stroppen. Jeg har også innebygd lysdioder for solopplading og belastningsbruk på hver side av bryteren, og deretter belagt hele partiet med en annen mengde varmt lim. Bryteren er koblet mellom lastkilden og LiPo-batteripolen på Skinny. Når jeg vil ha blinklysene, snur jeg det. Når jeg ikke gjør det, forblir det av. Det er litt misvisende å ha lysdiodene på hver side av bryteren, ettersom de ikke umiddelbart har noe å gjøre med selve bryteren…. men slik er tingenes natur, antar jeg.

Trinn 12: Montering av LED/trykknappbrytere Del 2: Innebygging

Nå som du har fått LED/trykknappene tilkoblet, er det på tide å lime dem sammen og legge dem inn i stroppen. Legg limbiter til basene på LED -en og bryteren og hold sammen. Du vil plassere dem, rotert 90 grader fra hverandre med hensyn til aksene til kontaktene på hver, og danne et slags keltisk kryss sett ovenfra. Dette forhindrer at lederne blir korte inn i hverandre. Det var litt tungt å holde dem sammen til limet herdet, så det kan være nyttig å pakke de to inn i tape for å holde dem sammen. Når den har satt seg, kan du prøve å belegge de loddede leddene mellom kontaktene og ledningene med litt mer lim. Bare prøv å ikke få lim inn i den bevegelige "knapp" -delen av bryteren av åpenbare grunner - ellers vil det fryse på plass og bli ubrukelig. Nå for å legge inn. Som jeg sa før, var jeg heldig fordi jeg hadde et stykke av bånd allerede forhåndsbygd i stroppen min. Mange ryggsekkprodusenter gjør det nå, så hvis din også har en, har du lykke til. Bare kutt den ene enden av den, smelt endene og fortsett med resten av trinnet. Ellers vil du finne et ekstra stykke bånd og sy det på stroppen. I begge tilfeller tar du loddejernet og smelter et hull gjennom båndet, og sørger for at det er bredt nok til å slippe inn lysdioden., men ikke så bredt at det vingler rundt. Dette kan virke litt dodgy i begynnelsen, men i hvert fall i mitt tilfelle hadde plasten en tendens til å klumpe seg opp i seg selv, i stedet for loddejernet, og danne fine, ferdige sylindriske hull som lysdiodene gled rett inn i. Du er kanskje ikke så heldig. Hvem vet. Popp kuppelen på LED -en opp gjennom hullet og lim den på plass. Når du har montert alle tre LED/trykknappsenhetene, syr du den frie enden av båndet ned igjen på stroppen, og fest bryterne på plass. Det skal være moderat spenning over båndet, men ikke nok til at knappene holdes fast. Bunnene på bryterne bør heller ikke limes ned til selve stroppen. De eneste festepunktene bør være LED som stikker inn i båndet ovenfor, og ledningene som fører fra enheten ned i stroppen nedenfor. "Knapp" -delene på bryterne skal være fritt til å skifte rundt etter behov.

Trinn 13: Koble til kretskortet

Dette er det siste trinnet. Ta alle ledningene inn i esken, og koble dem til de respektive kontaktene. Hvis brettet ditt er spesielt rotete, kan det være fornuftig å dyppe en liten dråpe varmt lim på de loddede leddene for å unngå at kontaktene blir korte ut med hverandre, og potensielt med batteriene også, hvis saken din er like trang som min. Koble opp ledningene, lukk boksen og prøv å slå på ting. Nyt!

Trinn 14: En variant

Dette er en veske jeg hjalp broren min med å lage, basert på prototypen. Han har et par bærbare høyttalere koblet til, koblet til en iPod shuffle på stroppsiden og en ekstra lengde EL -ledning jeg hadde liggende om, fra noen tidligere Burn. En bærbar, soldrevet festpakke! Grooves ut ganske hardt …