Kit de supervivència Arduino amb energia solar: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest instructiu detallarà la creació d’un kit de supervivència Arduino polivalent i d’alta tecnologia. Els mòduls clau que ens centrarem en aquest tutorial són un paquet de bateries recarregables, una configuració en sèrie del panell solar, un brunzidor electrònic i un mòdul GPS + Bluetooth. Aquesta combinació d’elements us permetrà espantar els animals, alertar els socorristes i recarregar el telèfon i fer un seguiment del camí de la configuració del vostre mòbil Arduino.

Gran part del codi i els materials disponibles en aquest tutorial són possibles gràcies a la comunitat de codi obert i al pròsper món dels creadors que estan disposats a ajudar-se els uns als altres.

També s’ha escrit una aplicació web per a aquest mòdul. Això us permetrà caminar sense el vostre telèfon i, tot i així, poder fer un seguiment de les llargues caminades i viatges i visualitzar-los mitjançant l'API de Google Maps. Aquest és un programa senzill d’escriure i també el podeu fer vosaltres mateixos si voleu canviar l’estètica o les característiques de la pàgina. Tingueu en compte, però, que cal obrir-lo a Chrome, ja que utilitza la web més recent i més avançada per a les API de Bluetooth.

Pas 1: requisits

La tecnologia utilitzada en aquest tutorial és la següent:

Un Arduino Mega 2560 (juntament amb un cable USB-A a USB tipus B per penjar codi) 4x panells solars flexibles A Seeed Studios Solar Shield v2.2 Un mòdul Arduino Bluetooth HM-10 (admet Bluetooth 4.0 que és important per interactuar amb dispositius moderns i pàgines web) Un mòdul GPS Un botó senzill Qualsevol brunzidor electrònic Aduino Un paquet de bateria de 5000 mAh que admet la càrrega mitjançant micro-usb i la descàrrega mitjançant USB-A. Un tauler per facilitar la utilització i provar molts cables !! (Home a femella, Home a home, Femella a femella, cables d’alimentació capaços de produir corrents petites) Caps de terminal petits Cable USB-A a qualsevol cosa Cable micro-USB a qualsevol cosa

Pas 2: configuració de l'alimentació

La part més important de la configuració del mòbil és assegurar-nos que estem en funcionament. Farem ús de l’escut solar Seeed per protegir els nostres components mentre creem un sistema de 6 volts amb els nostres panells solars. El Seeed Solar Shield pot suportar una tensió d’entrada solar de 4,8 ~ 6 volts. No dubteu a jugar amb aquest rang subministrant tensió addicional i reduint-lo o connectant els circuits de diferents maneres.

Pas 1: si els vostres panells solars no tenen connectors, és possible que hàgiu d’extremar el rellotge posterior per trobar els punts de contacte metàl·lics dels nodes positius i negatius respectivament. En cas contrari, si teniu cables amb els vostres panells, assegureu-vos que es puguin connectar al pla de fil adjunt de més amunt. És possible que talleu i torneu a soldar els cables segons la connexió.

Pas 2: Soldar un cable masculí a cada pin positiu i un cable femella a cada pin negatiu us permetrà estendre els panells solars segons sigui necessari. En funció de l’ús d’aquest kit de supervivència, aquesta opció de cablejat us proporciona una major flexibilitat en funció del vostre espai de treball i de les vostres necessitats.

Pas 2.b: és una bona pràctica provar els cables amb un voltímetre. Si treballeu a les fosques, una llanterna de la càmera del telèfon hauria de ser suficient per enviar algunes petites quantitats de voltatge que seran visibles.

Pas 3: un cop tingueu un circuit en sèrie de plaques solars (si utilitzeu els que hem descrit als requisits, ara hauríeu de tenir un potencial de 6 volts), podeu començar a connectar-los a l’escut solar sota el terminal etiquetat com a “Solar” '. Si els cables no es connecten a aquest port, és possible que hagueu de soldar un terminal final als cables per poder connectar-vos-hi.

Pas 3.b: de la mateixa manera que el pas anterior, és probable que no pugueu connectar el vostre banc d’alimentació directament al terminal de la bateria, especialment amb un banc d’alimentació d’estil comercial. És probable que hagueu de tallar el cable i utilitzar una soldadura per reparar els cables de manera que es pugui endollar al terminal de la bateria per carregar-la amb energia solar.

Pas 4. També amb el powerbank, connecteu-lo al port microUSB de l’escut solar. El nostre powerbank es carrega mitjançant MicroUSB i es descarrega mitjançant USB-A. Amb un programa per supervisar la càrrega i la descàrrega, hauríeu de poder fer un ús complet del vostre powerbank independentment de la seva capacitat / incapacitat per carregar i descarregar al mateix temps.

El Solar Seeed Shield proporciona una llum vermella per indicar quan entra energia des dels panells solars. Això pot ser útil en proves.

Ara que tenim el nostre powerbank adequadament preparat per carregar, podem portar el carregador de telèfon seleccionat de manera que pugueu alimentar el telèfon en qualsevol viatge. USB-C, Lightning, Microusb, ja ho dius!

Pas 3: mòduls Bluetooth i GPS

Pot ser útil fer servir un tauler de verificació per als passos següents, segons si utilitzeu o no un Arduino més petit.

Per fer aquests passos, utilitzarem la biblioteca SoftwareSerial. Si heu seguit un Arduino diferent del Mega, (com ara l'Arduino DUE), és possible que no tingueu biblioteques per continuar amb el codi i els passos següents. Personalment, em va costar trobar solucions al DUE i vaig canviar al MEGA 2560.

Pas 1: pins

HM - 10

L'HM-10 pot baixar 5 volts, així que no dubteu a connectar-lo al pin de 3,3 o 5v

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Tingueu en compte que l’antena ha d’estar connectada per separat al receptor. Si teniu dificultats per establir aquesta connexió (no hauria de prendre massa força i hauria de provocar un clic satisfactori), potser haureu d’agafar unes alicates i escurçar l’amplada del microcontrolador del mòdul. A la banda de l’antena, el connector hauria d’estar lleugerament aclarit, de manera que no intenteu aprimar-lo perquè pugueu més.

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

Atès que aquests dos mòduls poden manejar 5 volts, pot ser més convenient connectar-los en sèrie a la taula de pa. El mòdul GPS no parpellejarà en vermell fins que no rebi una forta connexió per satèl·lit, és possible que hàgiu de sortir al carrer i esperar un parell de minuts perquè això passi. No obstant això, en usos posteriors, aquest hauria de convertir-se en un procés molt més ràpid i possible a partir de condicions de satèl·lit més dures, com ara a l'interior.

Amb el mòdul GPS i una memòria més gran de l’Arduino Mega 2560, podem enviar les nostres dades GPS a dispositius Bluetooth i crear mapes a través de diverses aplicacions web.

Enllaç al codi següent

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Pas 4: cablejat del botó LED (opcional)

Com bé sabreu, els botons es poden connectar mitjançant una simple connexió de dos pins. Quan es prem el botó, es restaura la connexió entre aquests pins. Molts botons LED també contenen pins addicionals per il·luminar. Això separa la lògica física de la llum i l’estètica i el propòsit real del botó. El nostre botó contenia una etiqueta per a les connexions positives i negatives del cablejat, però ens faltava el cablejat dels pins d'E / S. Per a això, és possible que calgui provar-les o jugar-hi. Pas 1: agafeu el botó amb els "pins" de la pinça i, en lloc d’això, soldeu-los els cables masculins perquè el botó es pugui col·locar en una tauleta de suport o directament al vostre Arduino. Pas 1b. Afegir termoretraible i cinta elèctrica pot ser una manera excel·lent d’assegurar l’estabilitat dels cables acabats de soldar. Saltar aquest pas estalviarà temps, però provocarà una major incertesa quan proveu el vostre nou botó de fantasia, especialment quan ja teniu problemes d’etiquetatge.

Pas 2. Proveu el botó i afegiu-hi qualsevol lògica que vulgueu, com ara activar el bluetooth o actuar com a botó del nostre brunzidor que s’instal·larà en un futur pas.

Pas 3: assegureu-vos d'incloure un debouncer al codi per al que acabeu fent servir el botó. Debouncers és una gran manera de fer que els corrents elèctrics siguin intuïtius i utilitzables per a la programació.

Pins: el nostre botó es col·loca sota la línia de 3,3 v juntament amb una terra. Els altres pins estan en 5 i 6 respectivament i controlen el nostre brunzidor.

Pas 5: opció 2: botó normal

Si voleu minimitzar la soldadura i la confusió, no dubteu a optar per un botó normal. Normalment, s’etiquetarà millor i proporcionarà un clic molt més tàctil, que és més fàcil de provar.

Pas 6: El brunzidor

Un brunzidor a la freqüència correcta pot ser un ensurt pels animals (i potencialment molestos per als nens petits). Es pot utilitzar una resistència per assegurar-vos que no feu saltar el brunzidor, ja que no requereix 3,3 volts complets que pot emetre el nostre Arduino.

L'Arduino Mega 2560 té pins de recanvi i el nostre brunzidor de tres puntes està connectat al pin 47, principalment per mantenir-lo separat i organitzat a partir de components separats.

Pas 7: Aplicació: passos opcionals: una jaqueta amb energia solar

Col·locació de plaques solars:

Una butxaca de plàstic reciclada està feta per adaptar-se perfectament a les 4 peces de panells solars lleugers i flexibles que tenen un orifici metàl·lic que permet que els cables passin a la capa mitjana de la jaqueta per arribar al banc d’energia per carregar-se a l’esquerra. costat lateral de la jaqueta intel·ligent. Es col·loca a la part frontal perquè els excursionistes de llarga distància portarien motxilles grans per passar-hi la nit allà. Posar els panells a la part posterior seria definitivament menys eficaç que posar-los a la part davantera.

Reciclat de plàstic transparent, per tant, no afectarà les funcions dels panells, ja que permet passar la llum solar i, a més, és resistent a l'aigua, cosa que pot evitar que es danyi el filferro.

També hi ha una franja rectangular que cobreix l’anell metàl·lic que permet la connexió entre les bateries i els panells que es mesura amb precisió només per cobrir la connexió de fil, però no la superfície dels panells.

Mides: la butxaca de plàstic permet 4 (195 mm x 58 mm cadascun) panells solars ordenats i disposats de manera eficient en forma de gota.

Materials: teixits i tirolines impermeables, plàstic reciclat, anells de metall, botons de plàstic, Es pot utilitzar un disseny intel·ligent de tres capes per protegir el cablejat i proporcionar comoditat a l’usuari. En separar el cablejat de les capes exteriors i interiors, no només us deixareu més espai per treballar, sinó que us assegurareu que el vostre usuari no serà més savi quant a la potència i la complexitat del vostre kit de supervivència Arduino.

Pas 8: Aplicació: passos opcionals: una jaqueta intel·ligent

També es poden col·locar llums LED sobre les espatlles i les mànigues de la capa interior de la roba, mentre que per millorar encara més els components de supervivència i l’aspecte visual de la jaqueta. Els LED de baixa potència elegits de manera intel·ligent tindran un impacte limitat al powerbank i mantindran l’objectiu del nostre mòdul Arduino mòbil. Assegureu-vos que s’ha de tenir la precaució adequada de no sobreescalfar la roba i els components elèctrics, com ara encendre durant llargs períodes de temps. No dubteu a deixar el telèfon enrere i fer una excursió, quan torneu podreu penjar les vostres coordenades de GPS a la nostra aplicació web enllaçada al primer pas de la nostra instrucció.