El microcontrolador AVR minúscul funciona amb una bateria de fruita: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Algunes de les fruites i verdures que mengem es poden utilitzar per produir electricitat. Els electròlits de moltes fruites i verdures, juntament amb elèctrodes de diversos metalls es poden utilitzar per fabricar cèl·lules primàries. Un dels vegetals més fàcilment disponibles, la omnipresent llimona es pot utilitzar per fer una cèl·lula de fruita juntament amb elèctrodes de coure i zinc. La tensió terminal produïda per aquesta cèl·lula és d’uns 0,9 V. La quantitat de corrent produïda per aquesta cèl·lula depèn de la superfície dels elèctrodes en contacte amb l'electròlit, així com de la qualitat / tipus d'electròlit.

El microcontrolador AVR és un microcontrolador líder de baix consum que existeix des de fa gairebé una dècada. Recentment s’han afegit nous dispositius de menor consum a la família AVR, anomenats microcontroladors PicoPower AVR. En aquest instructiu, mostrem com fins i tot els dispositius AVR normals es poden configurar i programar per funcionar amb una bateria de fruita.

Pas 1: Preparació de la bateria de fruites

Per a la bateria, necessitem unes quantes llimones per a l'electròlit i trossos de coure i zinc per formar els elèctrodes. Per al coure, només fem servir un PCB nu i per al zinc, hi ha algunes opcions: utilitzar claus o tires de zinc galvanitzades. Vam optar per utilitzar tires de zinc extretes d’una bateria d’1,5 V. Comenceu amb un tros de PCB nu. La mida del PCB ha de ser prou gran per poder-hi crear 3 o 4 illes. S’utilitzarà cada illa per posar-hi una llimona mig tallada.

Pas 2: prepareu l'elèctrode de zinc

A continuació, obriu algunes cel·les de mida AA de 1,5 V per a les tires de zinc i netegeu-les amb paper de sorra i filferro de soldadura a cada tira.

Pas 3: organitzeu els elèctrodes

A la placa de coure nua, talleu les illes amb una llima o una serra mecànica i soldeu l’altre extrem del cable de la tira de zinc a cada illa de coure. Per a una cèl·lula, necessiteu mitja llimona i una illa de coure i una tira de zinc.

Pas 4: afegiu llimones als elèctrodes

Col·loqueu les llimones a cada illa de coure amb la cara tallada cap avall com es veu a continuació. Feu incisions a les llimones per inserir les tires de zinc. La fotografia següent mostra tres cel·les que s’utilitzen.

Pas 5: munteu el circuit AVR Tiny MIcrocontroller

Connecteu el diagrama del circuit que es mostra aquí en una placa de pa. L'elecció del tipus V d'AVR és important. Per exemple, Tiny13V és molt adequat per a aquest experiment, ja que es calcula que el tipus V de AVR funciona fins a una tensió d’alimentació d’1,8V.

Pas 6: programa el microcontrolador AVR Tiny

L'AVR es programa mitjançant STK500 en mode de programació en sèrie d'alta tensió (HVSP). Els paràmetres dels fusibles són els que es mostren aquí. El codi C és curt i dolç: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; mentre que (1) {PORTB = 0b00000000; per a (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; per a (i = 0; i <254; i ++); } retorn 0;}

Pas 7: rendiment de la bateria

Només es commuta un bit (bit PB3 al pin 2).

El rendiment de la bateria de llimona (temperatura ambient de 30 graus centígrads) es va mesurar de la següent manera: Nombre de cèl·lules: 4 Voltatge de circuit obert: Corrent de curtcircuit de 3,2 V: Voltatge de 1,2 mA amb AVR TIny13V i càrrega LED: Voltatge de 2,5 V amb AVR TIny13V i LED càrrega després de 3 hores de funcionament continu: 1,9V Nombre de cèl·lules: 3 Voltatge de circuit obert: Corrent de curtcircuit de 2,3V: Voltatge de 1,0mA amb AVR TIny13V i càrrega LED: 1,89V Voltatge amb AVR TIny13V i càrrega LED després de 3 hores de funcionament continu: No mesurat

Pas 8: Achtung

Un petit vídeo d’aquest circuit que funciona amb la bateria de llimona està disponible a YouTube. Els microcontroladors AVR són dispositius molt frugals i poden funcionar amb una tensió de fins a 1,8 V. El consum actual també és molt petit i tot el circuit, inclòs el corrent LED, es pot gestionar amb una bateria de fruita. Tingueu cura de disposar els materials, especialment les tires de zinc, sense contaminar el vostre entorn. No reutilitzeu les llimones amb cap propòsit després de l'experiment. Concretament, no mengeu les llimones usades després de l’experiment. Tot i que aquest experiment és inofensiu i pot ser realitzat per nens, és millor fer-ho sota la supervisió d’un adult. Els autors no es fan responsables de cap lesió resultant d’aquest experiment.

Pas 9: referències

Anurag Chugh va col·laborar amb Yours Truely en aquest experiment i configuració. Les següents referències van ser útils per dur a terme aquest experiment: 1. Fruit Power2. Full de dades Atmel AVR Tiny13