Solar LED cykelväska: 14 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Jag hade möjlighet under den gångna sommaren att arbeta nattskiftet på ett bageri några städer över, vilket innebar att jag hade mycket att pendla att göra. Tillbaka. Och framåt. På natten. På en cykel. Bussarna går inte ens så sent. Jag blev ganska trött på att ständigt tvingas till vägkanten av alla de förbannade obetydliga förarna som körde förbi - hur kunde de spränga förbi närvaron av en så jordmedveten varelse som jag själv med så liten hänsyn, cruising omkring i deras smutsiga, kolförorenande maskiner ?! Naturligtvis var det förmodligen inte alltför lätt att se mig, med tanke på den allmänna avsaknaden av gatubelysning i området, så jag gick och fick det nödvändiga överpriset för huvud- och baklampa. Och åt genom batterier som grisar vid tråg. Jag ville inte fortsätta köpa alla de jäkla batterierna, och jag ville verkligen inte fortsätta slänga dem, så det här var vad jag kom på. Det och det faktum att jag inte skulle åka till Burning Man i år gav mig en massa fritid som annars skulle spenderas på samma sätt. Så det här är mina tröstpriser. Jag kommer att lägga till en implementering av Leah Buechleys underbara Arduino-styrda blinkerscykeljacka inom en snar framtid. Detta är min första Instructable, och det är ett retrodokumentationsjobb, men jag hoppas att det räcker. Om det verkar lite för dumt, så är det förmodligen det. Det gäller också för mig. Alla, skapa och njut! Åh, ursäkta för den fruktansvärda kvaliteten på bilderna. Jag har arbetat min kamera ganska hårt under åren, och det verkar som att det är ganska nära slutet av produktens livscykel. Sniff.

Steg 1: Saker du behöver

Material/tillbehör1 Ryggsäck/budväska1 Projektfodral1 Cheapo LED-strålkastare1 Cheapo/inte så billig röd LED-bakgrundsbelysning för cyklar2 3V, 50mA PowerFilm solceller, produktnummer MP3-371 AA-batterihållare, som rymmer: 3 NiMH AA-batterier1 bit perfboard som passar in i överdelen på projektfodralet 4-8 Standoffs + skruvar1 Standard blockeringsdiod, 1N4001 till exempel5 100 Ohm-motstånd3 Momentana tryckknappsbrytare1 DPDT-switch1 SPST-switchMängder av: LED, till ditt valWire, till ditt valSpar batterier, för att testaSolderTread (tunga duty nylon, om möjligt) VelcroBoredom Option: 1 Arduino Skinny från sparkfun (eller den nya certifierade versionen, Arduino Pro) Pounding Psy-trance Jag hade en billig ryggsäck från Burton Snowboards som var den perfekta storleken för mina ändamål, men tyckte inte om rak "ryggsäck" -stil. Så jag ordnade om remmarna och nu har den lutats på sidan som en väska med ett huvudkroppsband och ett extra rem som låses in från botten, vilket ger en anmärkningsvärt säker plattform. Den största nackdelen hittills är hur den tenderar att linda runt kroppen, vilket resulterar i en grundligt svettdränkt skjorta. Men, vad som helst. Det fungerar. Jag hittade en behållare med lufttät tupperware-typ i köket som var perfekt för projektlådan och strålkastaren tog jag upp för ungefär $ 6 från WalMart. Nästan allt annat var i min växellåda eller beställd online. Majoriteten av mina ledningar är ett gäng högtalartråd som jag hade liggande, snyggt och spänstigt. Verktyg Lödkolv Brödbräda, för prototypering Grundläggande multimeter Skruvmejseluppsättning Sladdlös borr + bit Alligator-klämtrådar Trådnålar Trådskärare SharpieLighterNeedleXacto-blad Seriösa häftklänningar Lödkolvhållare/tredje hand Varmlimpistol + varmt lim, för tätning

Steg 2: Förbered ryggsäcken

Detta är ganska självförklarande. Räkna ut var du vill att de specifika komponenterna ska vara på väskan och hur det kommer att fungera "där ute", på vägen. Detta bör avgöra det fysiska arrangemanget av din egen byggnad. Klipp/sy/ändra vad som helst om det behövs - se föregående steg om varför min väska ser så snedig ut. Xacto-bladet och tändaren är användbara för skärning och smältning av fransiga ändar, och god gammaldags nål och tråd kommer att vara ditt bästa alternativ för att fästa igen. Det var bara av en tur att projektlådan jag hittade har perfekt storlek så att den glider rakt in i en sidoficka med ett bekvämt hörlursuttagshål, nära axelremmen jag kommer att använda. Jag satte alla kontroller (utom huvudströmbrytaren) på axelremmen, och jag ville köra trådar upp genom bandet själv, så jag var tvungen att klippa små hål på vardera sidan och mata igenom dem med en bit trådhängare, som en jätte "nål" … men mer om det senare. Det fanns också en fin del av webbing på utsidan av själva remmen, som var perfekt för ett hem för LED/tryckknappsenheterna, och jag hade en stor plastring för att bädda in en annan omkopplare. Uppenbarligen kommer dessa detaljer att vara olika för alla.

Steg 3: Förbereda projektlådan

När du är klar med själva påsen är det dags för din projektbehållare. Om möjligt, försök att sätta in batterihållaren i lådan och se om du har tillräckligt med utrymme för att montera ditt kort (er), switch (er) och ledningar också. Min passar bara knappt. Om inte, måste du hitta en annan låda för batterierna. Den allestädes närvarande Altoids -tennet fungerar bara dandy. Med allt detta i åtanke, borra hål för trådarna du kommer att ta in och ut, och omkopplaren (erna). När du så småningom börjar koppla in saker, se till att ge kabeln en bra överhandsknut precis när den kommer in i lådan, så att de inte oväntat slits ut. Vilket förmodligen inte skulle vara bra. Bestäm storleken på den perfekta skivan du behöver och klipp den. Ju större desto bättre, eftersom du har mer utrymme att futz med, men ibland är du lite trång för utrymme. Limma ner/fäst ditt batteri och montera ditt bräde (er) med avstånden. Den röda brädan där inne är sparkfuns "mager" version av Arduino, som så småningom kommer att driva de ovannämnda vändsignalerna, som ännu inte är anslutna.

Steg 4: Bygg kretsen, del 1: Laddning

Vi kommer att ha 3 NiMH AA -batterier i serie, vilket ger en nominell 1,2V vardera, vilket ger en nominell 3,6V. Men under faktiska användningsförhållanden kan det sjunka så långt som 0,9V och upp till 1,4V vardera vid laddning utan att göra stora skador, så vi behöver ett sätt att begränsa deras användning till inom detta intervall. Denna krets kommer att göra det, ungefär, fast på ett grovt, otekniskt sätt. Men det är enkelt och det fungerar. För att ladda batterierna måste du i den positiva änden av solpanelen som ansluter till den positiva änden av batterierna, och de negativa ändarna gör detsamma. Här gör vi just det när du vrider på knappen "upp". Två frågor dock: 1. Vi behöver en diod i laddningsriktningen för att hindra batterierna från att urladdas tillbaka till solcellerna när det är mörkt, tömma dem för den energi vi lagrade under dagen, och: 2. Det nominella spänningsfallet över solcellerna, som vi har kopplat i serie, kommer att vara 6V. Så länge solspänningen är högre än batterispänningen kommer ström att strömma in i batterierna. Men vi vill inte att den totala batterispänningen ska bli högre än runt 4,2V (1,4 x 3), så vi behöver ett sätt att sänka solspänningsnivån runt 1,8V på vägen till batterierna. Även om det inte är särskilt elegant, inte heller robust, att sätta in en lysdiod där bör uppnå båda, eftersom de normalt har ett spänningsfall på cirka 1,7 till 2 volt eller så. Använd din multimeter för att bekräfta detta … Även om det i allmänhet är en DÅLIG IDÉ att leda en LED bakåt (irreversibelt skada den), bör kretsen I DETTA SÄRSKILDA FALL kunna hantera det potentiella omvända strömflödet utan större skada. Och det har inte hittills (tummarna). Det ger också en bra indikator på laddningsstatus: ju ljusare lysdioden är, desto snabbare laddas batterierna. När den är avstängd lägger solcellerna ut mindre spänning än batterierna, vilket betyder att de inte laddas. En oro är dock att den angivna spänningen 6V endast är under nominella laboratorietestförhållanden, och för dessa paneler i direkt solljus kan den gå upp till 7,2V, vilket definitivt skulle överbelasta batterierna. Men det är en risk jag är villig att leva med. Bättre än att överavlasta dem … Och en annan sak vi måste kontrollera är det nuvarande flödet som kommer ut från solcellerna. Rubriken är att vi i allmänhet vill att strömmen ska vara 1/10 av den totala batterikapaciteten, balansera hastighet och säkerhet för batterierna. Eftersom kapaciteten på mina batterier är 2400 mAh, skulle den ideala nominella strömmen vara 240 mA. Våra paneler ger bara 50 mA, vilket faktiskt är ganska lågt. Vi skulle kunna lägga till ytterligare 4 matriser parallellt och vara inom den säkra zonen. Det kan vara för ett annat projekt. För nu dock bättre säkert än förlåt. Till kretsens lastsida.

Steg 5: Bygg kretsen, del 2: Lasten

Om du vrider omkopplaren "ned" aktiveras de enheter du har anslutit. Här vill vi inte ta bort batterierna om inte den totala spänningen över dem är högre än cirka 2,7V (0,9 x 3). Här har jag kopplat upp en normal blockeringsdiod (1N4001 som jag ursprungligen beställde med solceller) i serie med en LED för laddningsstatusindikator. Eftersom spänningsfallet över dioden är 0,7 V bör det totala spänningsfallet vara runt 2,4-2,7V. När matningsspänningen sjunker under den nivån ger det inte tillräckligt med potential för att driva lysdioden och stänga av den. Så när lampan slocknar vet jag att det är dags att sluta använda de olika enheterna som jag har anslutit till och börja ladda om. Återigen smutsigt, men det fungerar. Resistorer När du använder lysdioder, se till att inkludera ett motstånd i dem, så de inte bränner ut. Även när de är parallella bör ett motstånd gå med varje lysdiod. I grund och botten, eftersom motstånd motstår det strömflöde som går genom den del av kretsen de är i, ju högre ett visst motståndsvärde är, desto mindre ström kommer att flöda. Kom ihåg V = IR. När det gäller laddningskretsen vill vi att så mycket ström ska strömma till batterierna som möjligt utan att skada lysdioden. 100 Ohm kommer att fungera. Men med kretsens lastsida skulle vi teoretiskt sett vilja ha ett högre värde motstånd, för att hålla avfallsströmmen nere till ett minimum. Här vill jag dock se till att spänningsfallet över lysdioden stannar runt 2V -området, och att ge en starkare ström skulle göra det mer uppenbart när spänningen slutligen sjunker under det lägsta tröskelvärdet vi vill ha. Så jag har kastat in ett 100 Ohm motstånd här också.

Steg 6: Anslutning och montering av solceller

Så … om lådan vi just byggde är hjärtat (och lungorna, antar jag) i vårt projekt, så är detta definitivt … själen! SOULAR! he he he!…. OK. Lugna. Kontroll. Cellerna jag har är från PowerFilm, produktnummer MP3-37, och de är snyggt tunna och flexibla. För detta projekt vill vi koppla ihop två av dem i serie för att utgöra 6V -matningen. Rikta in cellerna så (eller hur du vill ha dem, fysiskt,) så att den positiva änden av den första ligger i linje med den andra ändens negativa ände. Du kan se skillnaden här, eftersom "tvärstängerna" på de vita "T": s skärande celler ligger mot det positiva, och "vertikalerna" pekar mot det negativa. Skrapa eller smälta av plasten som täcker de silveraktiga kontakterna på vardera sidan. Du kan se om du har gått igenom tillräckligt med plast när du börjar skrapa kontakten nedan. Löd på en enda tråd över de två. Lödning på den avskalade + och - ledningen av en dubbelsträngad tråd till andra sidorna, och du är klar. Arbeta den andra änden av tråden genom påsen så att den når lådan med tillräckligt med slackroom. Häll lite varmt lim på lederna för att isolera dem från vädret. När det gäller att fästa panelen på påsen, lägg ner en längd av " krok "kardborrebandets sida till baksidan av varje cell, och skär tre längder av" slingans "sida för att matcha spännet, inklusive, mellan" krok "-bitarna. Dela ut dem jämnt över längden, ta av bakstycket och slå dem på plats var du än vill att dina paneler ska ställas in. Jag har två fläckar på min väska, beroende på väskans vinkel mot solen. Du kan behöva sy ner kanterna på de loopiga sakerna, beroende på vilken typ av lim de har applicerat på det, så att det inte faller av.

Steg 7: Hacka strålkastaren

Gör precis som titeln säger. Öppna cheapo -strålkastaren och koppla bort hela batteridelen. Allt du behöver är kontakterna som det ledde till. Trä in dem i lådan och löd tvärs över belastningsdelen av styrkretsen. Och nu den utlovade anteckningen om trådtråd genom remmen. Om du tittar noga på bilden finns det flera ställen jag har gjort små slitsar i bandets ytduk, på vadderingskanten där den möter kanten. Med Xacto -bladet gör du två sådana slitsar - en där du vill att trådarna sticker ut och en där ingången. Ta trådhängaren och klipp ut en fin, lång rak del av den. Detta blir din "nål". Tryck ner den längs mellan de två hålen, i utrymmet som öppnas mellan vadderingen och kanten. Det kommer att ge tillbaka lite, särskilt om ditt band böjer sig, men så småningom kommer det att sticka ut på andra sidan. Bandtejp den tråd du vill sätta in i den ena änden av klädhängaren och dra den genom hålet tills den kommer ut på andra sidan. Voila! Klar! Borra därefter hål i hörnen på strålkastarens hölje om möjligt och sy fast dem på remmen, men på ett sätt som inte hindrar andra ledningar från att tränga igenom, om du så önskar.

Steg 8: Montering av LED/tryckknappsbrytare Del 1: Curling

Tanken här är att ha det som verkar utifrån vara en lysdiod du kan trycka på för att slå på och av något. Eller en strömbrytare som ger feedback om statusen för vad du än byter, vilket i grunden betyder att du håller ihop en strömbrytare och en lysdiod, bak-till-rygg, så att "knappen" -delen av strömbrytaren vänder nedåt, bort från LED -del av enheten. För att starta, böj ledningarna för båda elementen. Det är viktigt att hålla skillnaden mellan anod och katod (+ och -, lång och kort) på lysdioden, så se till att applicera olika curlingstilar på varje ben på lysdioden. Jag använde kvadrat-ish för den positiva sidan, och mer cirkel-ish för den negativa. Men det var svårt att se skillnad ibland, så jag kan byta till att använda trianglar och cirklar i framtiden. Oavsett din konvention, se till att du HÅLLER PÅ DET! Gör tre uppsättningar av dessa. Det är mycket lättare, med tanke på elementens storlek, att gå vidare och koppla ihop dem nu innan du limmar ihop dem, i stället för att fästa dem först och sedan försöka ta dig igenom den gobby -röra till de kontakter du ska löda. in i. Men det betyder att vi måste deras ansökningar redo.

Steg 9: Hacka bakljuset

Detta är i stort sett samma sak som strålkastaren. Förutom här kom mitt bakljus i ett ganska ojämnt hölje, från vilket jag bestämde mig för att frigöra det. Bekvämt var kretskortet i form av en lång pinne, vilket gav en bra ljusstång. Och det fungerade på en tryckknapp. Vilket gjorde kabeldragning upp till motsvarande LED/tryckknapp på remmen till en film. Jag kopplade matnings- och jordspänningarna till lastkällan och kopplade sedan in tryckknappen till den ursprungliga knappen. Efter det parallelltade jag ett motstånd som ledde till status -LED på LED/tryckknappen, till en av de röda lysdioderna som faktiskt fanns på kortet. Därför, när denna lysdiod tänds, så tänds min omkopplare, så att jag kan mäta det aktuella displaymönstret som det körs, baserat på tidpunkten mellan blinkningarna i min status -LED. Det ger sex ledningar som leder ut ur brädet, två in i projektlådan och fyra till motsvarande lysdiod/tryckknapp. Efter allt det gick jag vidare och omslöt det hela i varmt lim, vilket gjorde det lite att ha en divot där Jag kan fästa den i påsen innan jag syr några slingor runt den på utsidan av väskan. Och ja, jag inser att den ser lite ut som en liten vit strumpa.

Steg 10: Anslutning av LED/tryckknappar för svängsignaler

För den här delen kommer vi att koppla upp lysdioderna och tryckknapparna för omkopplarna som kommer att styra vändsignalerna. Det betyder att vi har totalt ytterligare 8 ledningar som går upp genom remmen till kontrollboxen. Det är mycket fastigheter för ett så litet utrymme, så för att spara utrymme och redundanta tråddrag, klippte jag en längd av Ethernet -kabel, vilket är perfekt eftersom det har 8 trådar inuti och körde igenom det i lådan. Lysdioderna kommer att parallelliseras med sina respektive svängsignaler, blinka i samma takt och knapparna kopplas in i Arduino Skinny som inmatningsenheter.

Steg 11: Valfri strömbrytare för Arduino / svarvssignaler

Eftersom jag bara kommer att använda vändsignalerna vid specifika tider, dvs. när jag behöver göra en sväng, kommer de att vara avstängda under större delen av tiden. Vid denna tidpunkt kommer jag inte att få Arduino att köra något annat än vändsignalerna, så för praktiska ändamål är det en död last när vändljusen är släckta. Så för att spara energi satte jag in en SPST -vipp byt till en plastring som råkade vara på remmen. Jag inbäddade också lysdioderna för soluppladdning och belastningsanvändning på vardera sidan av strömbrytaren och belagde sedan hela partiet med ytterligare en klick varmt lim. Brytaren är ansluten mellan laddningskällan och LiPo-batteripolen på Skinny. När jag vill ha blinkers vänder jag på den. När jag inte gör det stannar det av. Det är lite missvisande att ha lysdioderna på vardera sidan av strömbrytaren, eftersom de inte har något direkt att göra med själva omkopplaren …. men så är det i sakens natur, antar jag.

Steg 12: Montering av LED/tryckknappsbrytare Del 2: Inbäddning

Nu när du har anslutit LED/tryckknapparna, är det dags att limma ihop dem och bädda in dem i remmen. Doppa limbitar till baserna på lysdioden och strömbrytaren och hålla ihop. Du vill placera dem, roterade 90 grader från varandra med avseende på axlarna på kontakterna på var och en, vilket bildar ett slags keltiskt kors sett från ovan. Detta hindrar ledarna från att kortsluta i varandra. Att hålla ihop dem tills de självhäftande härdningarna var lite betungande, så det kan vara till hjälp att slå in de två i tejp för att hålla ihop dem. När det har stelnat, prova att belägga de lödda lederna mellan kontakterna och trådarna med lite mer lim. Försök bara att inte få in lim i den rörliga "knappen" -delen av strömbrytaren av uppenbara skäl - annars fryser det på plats och görs värdelöst. Nu för inbäddning. Som jag sa tidigare hade jag tur i att jag hade en bit vävband som redan är inbyggt i mitt band. Många ryggsäckstillverkare gör det nu dock, så om din har en också har du tur. Skär bara ena änden av den, smält ändarna och fortsätt med resten av steget. Annars kommer du att vilja hitta en reservdel av bandet och sy fast det på remmen. I båda fallen tar du lödkolven och smälter ett hål genom bandet och ser till att det är tillräckligt brett för att släppa in lysdioden., men inte så brett att det vinglar omkring. Det här kan verka lite osäkert till en början, men åtminstone i mitt fall tenderade plasten att klumpa upp sig själv, snarare än lödkolven, och bildade fina, färdiga cylindriska hål som lysdioderna gled rakt in i. Du kanske inte har så tur. Vem vet. Poppa kupolen på lysdioden upp genom hålet och limma den på plats. När du har monterat alla tre LED/tryckknappsenheter fortsätter du att sy fast den fria änden av bandet på bandet och sätter omkopplarna på plats. Det ska vara måttlig spänning över bandet, men inte tillräckligt för att hålla knapparna permanent inkopplade. Brytarnas bottnar ska inte limmas fast vid själva remmen. De enda fästpunkterna bör vara LED som sticker in i bandet ovanför och trådarna som leder från enheten ner i remmen nedan. "Knapp" -delarna på omkopplarna bör vara fria att växla efter behov.

Steg 13: Anslut kretskortet

Detta är det sista steget. För in alla trådar i lådan och sätt dem i respektive kontakt. Om din bräda är särskilt rörig kan det vara vettigt att lägga en liten droppe varmt lim på de lödade lederna så att kontakterna inte blir kortslutna med varandra, och eventuellt även med batterierna, om ditt fodral är lika trångt som mitt. Koka upp trådarna, stäng lådan och försök slå på sakerna. Njut!

Steg 14: En variant

Detta är en väska som jag hjälpte min bror att göra, baserat på prototypen. Han har ett par bärbara högtalare anslutna, anslutna till en iPod shuffle på remsidan och en extra längd EL -tråd som jag hade legat om, från några tidigare Burn. Ett bärbart, soldrivet festpaket! Spårar ut ganska hårt …