Solar Powered Arduino Survival Kit: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruerbara kommer att beskriva skapandet av ett multifunktionellt, högteknologiskt Arduino-överlevnadskit. De viktigaste modulerna vi kommer att fokusera på i denna handledning är ett laddningsbart batteripaket, en solpanels serieinstallation, en elektronisk summer och en GPS+Bluetooth -modul. Denna kombination av objekt gör att du kan skrämma djur, varna räddningspersonal och ladda din telefon och spåra din mobila Arduino -inställning.

Mycket av koden och materialet som görs tillgängligt i denna handledning möjliggörs tack vare open source -gemenskapen och den blomstrande värld av skapare som är villiga att hjälpa varandra.

En webbapplikation har också skrivits för denna modul. Detta gör att du kan gå utan din telefon och fortfarande kunna spåra dina långa vandringar och resor och visualisera dem med Googles Maps API. Detta är ett enkelt att skriva program och kan också göras själv om du vill ändra sidans estetik eller funktioner. Observera dock att detta måste öppnas i Chrome eftersom det använder den senaste och bästa webben till Bluetooth API: er.

Steg 1: Krav

Tekniken som används i denna handledning är följande:

En Arduino Mega 2560 (Tillsammans med en USB-A till USB typ B-kabel för att ladda upp kod) 4x flexibla solpaneler A Seeed Studios Solar Shield v2.2An HM-10 Bluetooth Arduino-modul (stöder Bluetooth 4.0 som är viktigt för att interagera med moderna enheter och webbsidor) En GPS-modul En enkel knapp Varje eletronic Aduino-summer En 5000mAh batteripack som stöder laddning via mikro-usb och urladdning via USB-A. En brödbräda för enkel användning och test Många trådar !! (Man till hona, Man till han, Kvinna till hona, strömkablar som kan ha små strömmar) Små terminalhuvuden USB-A-kabel till vad som helst Mikro-USB-kabel till vad som helst

Steg 2: Power Setup

Den viktigaste delen av vår mobilinstallation är att se till att vi har ström på språng. Vi kommer att använda Seeed -solskyddet för att skydda våra komponenter när vi skapar ett 6 Volt -system med våra solpaneler. Seeed Solar Shield kan hantera en solinspänning på 4,8 ~ 6 volt. Känn dig fri att leka med det här intervallet genom att antingen leverera extra spänning och trappa ner det eller genom att koppla dina kretsar på olika sätt.

Steg 1: Om dina solpaneler saknar kontakter kan du behöva bända in i den bakre stoppningen för att hitta metallkontaktpunkterna för de positiva respektive negativa noder. Annars, om du har kablar med dina paneler, se till att de kan anslutas i den bifogade trådplanen ovan. Att klippa och löda dina trådar kan vara bekvämare beroende på anslutningen.

Steg 2: Lödning av en hantråd till varje positiv stift och en honkabel till varje negativ stift gör att du kan förlänga dina solpaneler efter behov. Beroende på hur du använder detta överlevnadskit, ger detta ledningsalternativ dig större flexibilitet beroende på din arbetsyta och behov.

Steg 2.b: Det är bra att testa dina kablar med en voltmeter. Om du arbetar i mörkret, bör en ficklampa från din telefonkamera räcka för att skicka några små mängder spänning som kommer att synas.

Steg 3: När du har en serie kretsar av solpaneler, (Om du använder de som vi beskrev i kraven, bör du nu ha en potential på 6 volt), kan du börja ansluta dem till solskyddet under terminalen märkt 'Solar '. Om dina ledningar inte ansluts till den här porten kan du behöva löda en ändterminal på dina ledningar så att du kan ansluta till den.

Steg 3.b: Precis som ovanstående steg kommer du sannolikt inte att kunna ansluta din powerbank direkt till batteripolen, särskilt med en kommersiell formad powerbank. Det är troligt att du måste klippa av kabeln och använda ett löd för att reparera ledningarna så att den kan anslutas till batteripolen för solcellsladdning.

Steg 4. Anslut den även till powerbanken till microUSB -porten på solskyddet. Vår powerbank laddas via MicroUSB och laddas ur via USB-A. Med ett program för att övervaka laddning och urladdning bör du kunna utnyttja din powerbank fullt ut oavsett dess förmåga/oförmåga att ladda och ladda ur samtidigt.

Solar Seeed Shield ger ett rött ljus för att indikera när ström kommer från solpanelerna. Detta kan vara till hjälp vid testning!

Nu när vi har vår powerbank lämpligt förberedd för laddning kan vi ta med dig din valda telefonladdare så att du kan driva din telefon på alla resor! USB-C, Lightning, Microusb, you name it!

Steg 3: Bluetooth- och GPS -moduler

Det kan vara användbart att använda en brödbräda för följande steg, beroende på om du använder en mindre Arduino eller inte.

För dessa steg kommer vi att använda SoftwareSerial -biblioteket. Om du har följt med på en annan Arduino från Mega, (som Arduino DUE), kanske du upptäcker att du saknar biblioteken för att fortsätta med följande kod och steg. Jag kämpade personligen för att hitta lösningar på DUE och bytte till MEGA 2560.

Steg 1: Stift

HM - 10

HM-10 kan trappa ner 5 volt, så anslut den gärna till antingen 3,3 eller 5v stift

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Observera att antennen måste anslutas separat till mottagaren. Om du kämpar för att upprätta denna anslutning, (Det ska inte ta för mycket kraft och bör resultera i ett tillfredsställande klick), kan du behöva ta en tång och förkorta bredden på modulens mikrokontroller. På antennens sida ska kontakten vara lätt utskjuten, så försök inte att minska det, annars kommer du att kämpa vidare.

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

Eftersom dessa två moduler båda kan hantera 5 volt kan det vara bekvämare att koppla dem i serie på brödbrädet. GPS -modulen blinkar inte rött förrän den får en stark satellitanslutning. Du kan behöva gå ut och vänta ett par minuter för att detta ska inträffa. Men vid efterföljande användning bör detta bli en mycket snabbare process och möjlig från tuffare satellitförhållanden som inomhus.

Med GPS -modulen och ett större minne från Arduino Mega 2560 kan vi skicka våra GPS -data till bluetooth -enheter och skapa kartor genom olika webbapplikationer.

Länk till koden nedan

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Steg 4: (Valfritt) LED -knappsladdning

Som du kanske vet kan knappar kopplas via en enkel tvåpolig anslutning. När du trycker på knappen återställs anslutningen mellan dessa stift. Många LED -knappar innehåller också extra stift för belysning. Detta skiljer ljusets och estetikens fysiska logik och knappens faktiska syfte. Vår knapp innehöll en etikett för de positiva och negativa anslutningarna för ledningar, men vi saknade kablarna för I/O -stiften. Detta kan kräva lite testning eller fiffling. Steg 1: Ta din knapp med stickpinnar och löd istället hankablar till dem så att knappen kan placeras antingen i ett brödbräda eller direkt i din Arduino. Step 1b. Att lägga till värmekrympning och eltejp kan vara ett utmärkt sätt att säkerställa stabiliteten hos dina nylödda på trådar. Att hoppa över detta steg kommer att spara tid men orsaka större osäkerhet när du testar din nya snygga knapp, särskilt när du redan kör in på märkningsfrågor.

Steg 2. Testa din knapp och lägg till vilken logik du vill, till exempel att slå på bluetooth eller fungera som en knapp för vår summer som kommer att installeras i ett framtida steg.

Steg 3: Se till att inkludera en debouncer i din kod vad du än använder knappen för. Debouncers är ett bra sätt att göra elektriska strömmar intuitiva och användbara för programmering.

Pins: Vår knapp är placerad under 3.3v -linjen tillsammans med en mark. De andra stiften finns i 5 respektive 6 och styr vår summer.

Steg 5: Alternativ 2: Normal knapp

Om du vill minimera lödning och förvirring kan du istället välja en vanlig knapp. Detta kommer vanligtvis att märkas bättre och ge ett mycket mer taktilt klick, vilket är lättare att testa.

Steg 6: summern

En summer med rätt frekvens kan vara skrämmande för djur (och potentiellt irriterande små barn). Ett motstånd kan användas för att se till att du inte blåser summern, eftersom det inte kräver hela 3,3 volt som vår Arduino kan mata ut.

Arduino Mega 2560 har stift till förfogande, och vår tre utspridda summer är ansluten till stift 47, till stor del för att behålla separeras och organiseras från separata komponenter.

Steg 7: Tillämpning: Valfria steg - en soldriven jacka

Placering av solpaneler:

En återvunnen plastficka är gjord för att passa perfekt i de fyra bitarna av lätta och flexibla solpaneler som har ett metallringhål som är för att trådarna ska gå igenom till mantelskiktet på jackan för att nå powerbanken för laddning till vänster -handen på den smarta jackan. Den är placerad på framsidan eftersom långdistansvandrare skulle bära stora ryggsäckar för att stanna över natten där att placera panelerna på baksidan skulle definitivt vara mindre effektiva än att sätta dem på framsidan.

Återvunnen transparent plast, därför påverkar det inte panelernas funktioner eftersom det tillåter solljus att passera och också vara vattenbeständigt vilket kan förhindra att tråden skadas.

Det finns också en rektangelremsa som täcker metallringen som möjliggör anslutning mellan batterierna och panelerna som mäts exakt för att endast täcka trådanslutningen men inte panelernas yta.

Storlekar: plastficka tillåter 4 (195 mm x 58 mm vardera) solpaneler snyggt och effektivt arrangerade i ett droppmönster.

Material: Vattentätt tyg och dragkedjor, återvunnen plast, metallringar, plastknappar, En intelligent treskiktsdesign kan användas för att skydda dina ledningar och också ge användaren komfort. Genom att skilja ledningarna från både yttre och inre lager, tillåter du dig inte bara mer utrymme att arbeta, men du kommer att se till att din användare inte kommer att vara klokare när det gäller kraften och komplexiteten i ditt Arduino Survival Kit !!

Steg 8: Tillämpning: Valfria steg - en smart jacka

LED -lampor kan också placeras på axlarna och ärmarna på det inre lagret av kläderna medan de ytterligare förbättrar överlevnadskomponenterna och den visuella aspekten av jackan. Intelligent utvalda LED -lampor med låg effekt kommer att ha en begränsad inverkan på powerbanken och ändå behålla syftet med vår mobila Arduino -modul. Se till att du är försiktig så att inga kläder och elektriska komponenter överhettas, till exempel genom att slå på under långa perioder. Lämna gärna telefonen bakom dig och gå en vandring. När du kommer tillbaka kan du ladda upp dina gps-koordinater till vår webbapplikation som är länkad i det första steget i vår instruerbara.