Aurinkokäyttöinen Arduino Survival Kit: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä ohjeessa kuvataan yksityiskohtaisesti monikäyttöisen, korkean teknologian Arduino-selviytymispakkauksen luominen. Avainmoduulit, joihin keskitymme tässä opetusohjelmassa, ovat ladattava akku, aurinkopaneelin sarja -asennus, elektroninen summeri ja GPS+Bluetooth -moduuli. Tämän yhdistelmän avulla voit pelotella eläimiä, hälyttää pelastushenkilöitä ja ladata puhelimesi ja seurata Arduino -mobiiliasetuksesi polkua.

Suuri osa tästä opetusohjelmasta saatavana olevasta koodista ja materiaaleista on mahdollista avoimen lähdekoodin yhteisön ja kukoistavan luojamaailman ansiosta, jotka ovat valmiita auttamaan toisiaan.

Tätä moduulia varten on myös kirjoitettu verkkosovellus. Näin voit kävellä ilman puhelinta ja silti seurata pitkiä vaelluksiasi ja matkojasi ja visualisoida ne Googles Maps -sovellusliittymän avulla. Tämä on yksinkertaisesti kirjoitettava ohjelma, ja voit tehdä sen myös itse, jos haluat muuttaa sivun estetiikkaa tai ominaisuuksia. Huomaa kuitenkin, että tämä on avattava Chromessa, koska se käyttää uusinta ja suurinta verkkoa Bluetooth -sovellusliittymiin.

Vaihe 1: Vaatimukset

Tässä opetusohjelmassa käytetty tekniikka on seuraava:

Arduino Mega 2560 (yhdessä USB-A-USB Type B -kaapelin kanssa koodin lataamiseen) 4x joustavat aurinkopaneelit A Seeed Studios Solar Shield v2.2 HM-10 Bluetooth Arduino -moduuli (tukee Bluetooth 4.0: ta, joka on tärkeä vuorovaikutuksessa nykyaikaisten laitteiden kanssa ja web-sivut) GPS-moduuli Yksinkertainen painike Mikä tahansa eletronic Aduino -summeri 5000 mAh: n akku, joka tukee lataamista micro-usb: n kautta ja purkamista USB-A: n kautta. Leipälauta helppokäyttöisyyteen ja testaukseen Paljon johtoja !! (Uros-naaras, uros-uros, naaras-naaras, virtajohdot pienille virroille) Pienet liitinpäät USB-A-kaapeli mihin tahansa Mikro-USB-kaapeli mihin tahansa

Vaihe 2: Virranhallinta

Tärkein osa mobiiliasetuksiamme on varmistaa, että meillä on virtaa liikkeellä ollessasi. Käytämme Seeed -aurinkosuojaa komponenttiemme suojaamiseen luomalla aurinkopaneeleillamme 6 voltin järjestelmän. Seeed Solar Shield pystyy käsittelemään auringon tulojännitettä 4,8 ~ 6 volttia. Voit vapaasti leikkiä tällä alueella joko syöttämällä ylijännitettä ja vähentämällä sitä tai kytkemällä piirisi eri tavoin.

Vaihe 1: Jos aurinkopaneeleistasi puuttuu liittimiä, sinun on ehkä ryhdyttävä takapehmusteeseen löytääksesi metalliset kosketuspisteet positiivisille ja negatiivisille solmuille. Muussa tapauksessa, jos paneelien kanssa on johtoja, varmista, että ne voidaan kytkeä yllä olevaan liitäntäkaavioon. Johtojen leikkaaminen ja juottaminen voi olla helpompaa liitännästä riippuen.

Vaihe 2: Johtamalla urosjohdon jokaiseen positiiviseen napaan ja naarasjohdon jokaiseen negatiiviseen napaan voit pidentää aurinkopaneelejasi tarpeen mukaan. Riippuen tämän selviytymissarjan käytöstä, tämä johdotusvaihtoehto antaa sinulle enemmän joustavuutta työtilastasi ja tarpeistasi riippuen.

Vaihe 2.b: Johdot on hyvä testata voltimittarilla. Jos työskentelet pimeässä, puhelimen kameran taskulampun pitäisi riittää lähettämään pieniä määriä näkyvää jännitettä.

Vaihe 3: Kun sinulla on aurinkopaneelien sarjapiiri (jos käytät vaatimuksissa kuvattuja, sinun pitäisi nyt saada 6 voltin potentiaali), voit aloittaa niiden kytkemisen Solar Shield -korttiin liittimellä, joka on merkitty 'Solar ''. Jos johdot eivät liity tähän porttiin, sinun on ehkä juotettava päätelaite johtoihisi, jotta voit muodostaa yhteyden tähän.

Vaihe 3.b: Aivan kuten yllä oleva vaihe, et todennäköisesti pysty kytkemään virtapankkiasi suoraan akun napaan, etenkin kaupallisen tyyppisen virtapankin kanssa. Sinun on todennäköisesti katkaistava kaapeli ja korjattava johdot juotoksella siten, että se voidaan kytkeä akun liittimeen aurinkolatausta varten.

Vaihe 4. Liitä myös virtalähteen kanssa aurinkosuojan microUSB -portti. Varapankkimme lataa MicroUSB: n kautta ja purkautuu USB-A: n kautta. Lataus- ja purkautumisohjelman avulla sinun pitäisi pystyä hyödyntämään täysi pankkisi riippumatta sen kyvystä/kyvyttömyydestä ladata ja purkaa samanaikaisesti.

Solar Seeed Shield antaa punaisen valon, joka ilmoittaa, kun aurinkopaneeleista tulee virtaa. Tästä voi olla apua testauksessa!

Nyt kun varavirtalähteemme on asianmukaisesti valmisteltu lataamista varten, voimme tuoda valitsemasi puhelinlaturin mukaan, jotta voit käyttää puhelintasi millä tahansa matkalla! USB-C, Lightning, Microusb, nimeä se!

Vaihe 3: Bluetooth- ja GPS -moduulit

Saattaa olla hyödyllistä käyttää leipälevyä seuraavissa vaiheissa riippuen siitä, käytätkö pienempää Arduinoa.

Näissä vaiheissa käytämme SoftwareSerial -kirjastoa. Jos olet seurannut eri Arduinoa kuin Mega, (kuten Arduino DUE), saatat huomata, että sinulla ei ole kirjastoja jatkamaan seuraavaa koodia ja vaiheita. Henkilökohtaisesti kamppailin löytääkseni ratkaisuja DUE: hen ja vaihdoin MEGA 2560: een.

Vaihe 1: Nastat

HM - 10

HM-10 voi irrottaa 5 volttia, joten voit vapaasti kytkeä sen joko 3,3 tai 5 voltin nastaan

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Huomaa, että antenni on kytkettävä erikseen vastaanottimeen. Jos sinulla on vaikeuksia muodostaa tämä yhteys ((sen ei pitäisi viedä liikaa voimaa ja sen pitäisi johtaa tyydyttävään napsautukseen)), sinun on ehkä otettava pihdit ja lyhennettävä moduulin leveyttä. Antennin puolella liittimen tulee olla hieman levenevä, joten älä yritä kaventaa tätä, muuten kamppailet edelleen.

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

Koska nämä kaksi moduulia voivat käsitellä 5 volttia, voi olla helpompaa kytkeä ne sarjaan Breadboardilla. GPS -moduuli ei vilku punaisena, ennen kuin se vastaanottaa vahvan satelliittiyhteyden. Sinun on ehkä mentävä ulos ja odotettava muutama minuutti. Kuitenkin myöhemmissä käytöissä tästä pitäisi tulla paljon nopeampi prosessi ja mahdollista vaikeammista satelliittiolosuhteista, kuten sisätiloista.

Arduino Mega 2560: n GPS -moduulin ja suuremman muistin avulla voimme lähettää GPS -tiedot Bluetooth -laitteille ja luoda karttoja eri verkkosovellusten kautta.

Linkki alla olevaan koodiin

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Vaihe 4: (Valinnainen) LED -painikkeen johdotus

Kuten tiedätte, painikkeet voidaan kytkeä yksinkertaisen kahden nastaisen liitännän kautta. Kun painiketta painetaan, näiden nastojen välinen yhteys palautuu. Monet LED -painikkeet sisältävät myös lisätappeja valaistusta varten. Tämä erottaa valon ja esteettisen fyysisen logiikan ja painikkeen todellisen tarkoituksen. Nappimme sisälsi tarran johdotuksen positiivisille ja negatiivisille liitoksille, mutta meiltä puuttui I/O -nastojen johdotus. Vaihe 1: Ota painike nastapisteillä ja juota urosjohdot niihin, jotta painike voidaan sijoittaa joko leipälautaan tai suoraan Arduinoosi. Lämpökutistumisen ja sähköteipin lisääminen voi olla erinomainen tapa varmistaa juuri juotettujen johtojen vakaus. Tämän vaiheen ohittaminen säästää aikaa, mutta lisää epävarmuutta, kun testaat uutta hienostunutta painiketta, varsinkin kun etikettiongelmat ovat jo käynnissä.

Vaihe 2. Testaa painike ja lisää siihen haluamaasi logiikkaa, kuten bluetoothin kytkeminen päälle tai toimiminen summerin painikkeena, joka asennetaan tulevaan vaiheeseen.

Vaihe 3: Muista sisällyttää koodiin koodinpätkä, mihin päätät käyttää painiketta. Kytkimet ovat erinomainen tapa tehdä sähkövirroista intuitiivisia ja ohjelmoitavissa.

Nastat: Painike on sijoitettu 3.3v -linjan alle maan kanssa. Muut nastat ovat 5 ja 6 vastaavasti ja ohjaavat summeria.

Vaihe 5: Vaihtoehto 2: Normaali -painike

Jos haluat minimoida juottamisen ja hämmennyksen, valitse sen sijaan normaali painike. Tämä on yleensä paremmin merkitty ja tarjoaa paljon kosketettavamman napsautuksen, joka on helpompi testata.

Vaihe 6: summeri

Oikealla taajuudella oleva summeri voi pelästyttää eläimiä (ja mahdollisesti ärsyttäviä pieniä lapsia). Vastuksen avulla voidaan varmistaa, ettet puhalla summeria, koska se ei vaadi täydellistä 3,3 voltin jännitettä, jonka Arduino -laitteemme voi tuottaa.

Arduino Mega 2560 -laitteessa on nastat varalla, ja kolmihaarainen summeri on kytketty nastaan 47, suurelta osin pitääkseen erillään ja järjestettyinä erillisistä komponenteista.

Vaihe 7: Sovellus: Valinnaiset vaiheet - aurinkokäyttöinen takki

Aurinkopaneelien sijoitus:

Kierrätettävä muovitasku sopii täydellisesti neljään kevyeen ja joustavaan aurinkopaneeliin, joissa on metallinen rengasreikä, jonka avulla johdot kulkevat vaipan keskikerrokseen päästäkseen virtapankkiin lataamista varten vasemmalla -älykkään takin käsi. Se on sijoitettu etupuolelle, koska pitkän matkan retkeilijät kantaisivat suuria reppuja yöpymiseen siellä, kun paneelien asettaminen taakse olisi varmasti vähemmän tehokasta kuin niiden asettaminen eteen.

Kierrätettyä läpinäkyvää muovia, joten se ei vaikuta paneelien toimintoihin, koska se päästää auringonvalon läpi ja on myös vedenkestävä, mikä voi estää vaijerin vaurioitumisen.

Metallirenkaan peittää myös suorakulmion muotoinen raita, joka mahdollistaa liitännän paristojen ja paneelien välillä. Se mitataan tarkasti vain peittämään lankayhteys, mutta ei paneelien pintaa.

Koot: Muovitaskussa 4 (195 x 58 mm) aurinkopaneelia on siististi ja tehokkaasti järjestetty pudotuskuvioon.

Materiaalit: Vedenpitävä kangas ja vetoketjut, kierrätetty muovi, metallirenkaat, muovipainikkeet, Älykästä kolmikerroksista rakennetta voidaan käyttää johdotuksen suojaamiseen ja myös mukavuuden lisäämiseen käyttäjälle. Erottamalla johdot sekä ulko- että sisäkerroksista, annat itsellesi enemmän tilaa työskennellä, mutta varmistat, että käyttäjäsi ei ole viisaampi Arduino Survival Kit -laitteen tehon ja monimutkaisuuden suhteen !!

Vaihe 8: Sovellus: Valinnaiset vaiheet - Smart Jacket

LED -valot voidaan myös sijoittaa vaatteiden sisäkerroksen hartioille ja hihoille, samalla kun takin selviytymiskomponentit ja visuaalinen ilme paranevat entisestään. Älykkäästi valitut pienitehoiset LEDit vaikuttavat rajoitetusti tehopankkiin ja säilyttävät silti Arduino -mobiilimoduulimme tarkoituksen. Varmista, että vaatteet ja sähkökomponentit eivät ylikuumene asianmukaisesti, esimerkiksi kytkemällä ne päälle pitkäksi aikaa. Voit vapaasti jättää puhelimesi taakse ja lähteä vaellukselle. Palattuasi voit ladata gps-koordinaatit verkkosovellukseemme, joka on linkitetty ohjeemme ensimmäisessä vaiheessa.