Solarbetriebenes Arduino Survival Kit - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses anweisbare wird die Schaffung eines Mehrzweck-, High-Tech-Arduino-Überlebenskits detailliert beschreiben. Die Schlüsselmodule, auf die wir uns in diesem Tutorial konzentrieren werden, sind ein wiederaufladbarer Akku, ein serielles Solarpanel-Setup, ein elektronischer Summer und ein GPS + Bluetooth-Modul. Mit dieser Kombination von Elementen können Sie Tiere erschrecken, Rettungskräfte alarmieren, Ihr Telefon aufladen und den Weg Ihres mobilen Arduino-Setups verfolgen.

Ein Großteil des Codes und der Materialien, die in diesem Tutorial zur Verfügung gestellt werden, wird dank der Open-Source-Community und der blühenden Welt der Entwickler ermöglicht, die bereit sind, sich gegenseitig zu helfen.

Für dieses Modul wurde auch eine Webanwendung geschrieben. Auf diese Weise können Sie ohne Ihr Telefon laufen und trotzdem Ihre langen Wanderungen und Fahrten verfolgen und mit der Google Maps-API visualisieren. Dies ist ein einfach zu schreibendes Programm und kann auch selbst durchgeführt werden, wenn Sie die Ästhetik oder Funktionen der Seite ändern möchten. Beachten Sie jedoch, dass dies in Chrome geöffnet werden muss, da es die neuesten und besten Web-to-Bluetooth-APIs verwendet.

Schritt 1: Anforderungen

Die in diesem Tutorial verwendete Technologie ist wie folgt:

Ein Arduino Mega 2560 (zusammen mit einem USB-A-zu-USB-Typ-B-Kabel zum Hochladen des Codes) 4x flexible Solarmodule Ein Seeed Studios Solar Shield v2.2Ein HM-10 Bluetooth Arduino-Modul (unterstützt Bluetooth 4.0, das für die Interaktion mit modernen Geräten wichtig ist) und Webseiten)Ein GPS-ModulEine einfache Taste Jeder elektronische Aduino-Summer Ein 5000-mAh-Akku, der das Aufladen über Micro-USB und das Entladen über USB-A unterstützt. Ein Steckbrett für Benutzerfreundlichkeit und Testen Viele Drähte!! (Stecker auf Buchse, Stecker auf Stecker, Buchse auf Buchse, Stromkabel für kleine Ströme)Kleine AnschlussköpfeUSB-A-Kabel an allesMicro-USB-Kabel an alles

Schritt 2: Power-Setup

Der wichtigste Teil unserer mobilen Einrichtung besteht darin, sicherzustellen, dass wir unterwegs Strom haben. Wir werden den Seeed-Sonnenschutz verwenden, um unsere Komponenten zu schützen, da wir mit unseren Solarmodulen ein 6-Volt-System erstellen. Das Seeed Solar Shield kann eine Solareingangsspannung von 4,8 bis 6 Volt verarbeiten. Fühlen Sie sich frei, mit diesem Bereich herumzuspielen, indem Sie entweder zusätzliche Spannung bereitstellen und diese herunterschalten oder Ihre Schaltkreise auf unterschiedliche Weise verdrahten.

Schritt 1: Wenn Ihren Solarmodulen keine Anschlüsse fehlen, müssen Sie möglicherweise in die Rückenpolsterung hebeln, um die Metallkontaktpunkte für die positiven bzw. negativen Knoten zu finden. Andernfalls, wenn Sie Drähte mit Ihren Panels haben, stellen Sie sicher, dass diese im oben beigefügten Verdrahtungsplan verdrahtet werden können. Das Abschneiden und Neulöten Ihrer Drähte kann je nach Verbindung bequemer sein.

Schritt 2: Löten Sie einen männlichen Draht an jeden positiven Pin und einen weiblichen Draht an jeden negativen Pin, um Ihre Solarmodule nach Bedarf zu verlängern. Abhängig von Ihrer Verwendung dieses Survival-Kits bietet Ihnen diese Verkabelungsoption je nach Arbeitsbereich und Bedarf mehr Flexibilität.

Schritt 2.b: Es empfiehlt sich, Ihre Verkabelung mit einem Voltmeter zu testen. Wenn Sie im Dunkeln arbeiten, sollte eine Taschenlampe Ihrer Telefonkamera ausreichen, um kleine sichtbare Spannungsmengen zu senden.

Schritt 3: Sobald Sie eine Reihenschaltung von Solarmodulen haben (wenn Sie die in den Anforderungen beschriebenen verwenden, sollten Sie jetzt ein Potenzial von 6 Volt haben), können Sie damit beginnen, sie an das Solar Shield unter der Klemme mit der Bezeichnung "Solar" anzuschließen '. Wenn Ihre Drähte nicht in diesen Port eingesteckt werden, müssen Sie möglicherweise eine Endklemme an Ihre Drähte anlöten, damit Sie diese anschließen können.

Schritt 3.b: Ähnlich wie im obigen Schritt können Sie Ihre Powerbank wahrscheinlich nicht direkt an den Batteriepol anschließen, insbesondere bei einer handelsüblichen Powerbank. Es ist wahrscheinlich, dass Sie das Kabel abschneiden und ein Lötmittel verwenden müssen, um die Drähte so zu reparieren, dass es zum Solarladen an die Batterieklemme angeschlossen werden kann.

Schritt 4. Schließen Sie auch die Powerbank an den microUSB-Anschluss des Sonnenschilds an. Unsere Powerbank wird über MicroUSB aufgeladen und über USB-A entladen. Mit einem Programm zur Überwachung des Ladens und Entladens sollten Sie in der Lage sein, Ihre Powerbank unabhängig von ihrer Fähigkeit/Unfähigkeit, gleichzeitig zu laden und zu entladen, vollständig zu nutzen.

Das Solar Seeed Shield bietet ein rotes Licht, um anzuzeigen, wenn Strom von den Solarmodulen eingeht. Dies kann beim Testen hilfreich sein!

Nachdem wir unsere Powerbank nun passend zum Aufladen vorbereitet haben, können wir Ihr ausgewähltes Handy-Ladegerät mitbringen, damit Sie Ihr Handy auf jeder Reise mit Strom versorgen können! USB-C, Lightning, Microusb, was auch immer!

Schritt 3: Bluetooth- und GPS-Module

Für die folgenden Schritte kann es sinnvoll sein, ein Steckbrett zu verwenden, je nachdem, ob Sie ein kleineres Arduino verwenden oder nicht.

Für diese Schritte verwenden wir die SoftwareSerial-Bibliothek. Wenn Sie einem anderen Arduino als dem Mega gefolgt sind (wie dem Arduino DUE), fehlen Ihnen möglicherweise die Bibliotheken, um mit dem folgenden Code und den folgenden Schritten fortzufahren. Ich persönlich hatte Mühe, Problemumgehungen für das DUE zu finden und wechselte zum MEGA 2560.

Schritt 1: Stifte

HM - 10

Der HM-10 kann 5 Volt herunterschalten, also zögern Sie nicht, ihn entweder an den 3,3- oder 5-V-Pin anzuschließen

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Beachten Sie, dass die Antenne separat an den Empfänger angeschlossen werden muss. Wenn Sie Schwierigkeiten haben, diese Verbindung herzustellen (dies sollte nicht zu viel Kraft erfordern und zu einem zufriedenstellenden Klicken führen), müssen Sie möglicherweise eine Zange nehmen und die Breite des Mikrocontrollers des Moduls verkürzen. Auf der Antennenseite sollte der Anschluss leicht aufgeweitet sein, versuchen Sie also nicht, diesen abzuspecken, sonst werden Sie sich weiter bemühen.

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

Da diese beiden Module beide 5 Volt verarbeiten können, kann es bequemer sein, sie auf dem Steckbrett in Reihe zu schalten. Das GPS-Modul blinkt nicht rot, bis es eine starke Satellitenverbindung empfängt. Möglicherweise müssen Sie nach draußen gehen und einige Minuten warten, bis dies geschieht. Bei späteren Verwendungen sollte dies jedoch ein viel schnellerer Prozess werden und unter härteren Satellitenbedingungen wie in Innenräumen möglich sein.

Mit dem GPS-Modul und einem größeren Speicher des Arduino Mega 2560 können wir unsere GPS-Daten an Bluetooth-Geräte senden und Karten über verschiedene Webanwendungen erstellen.

Link zum Code unten

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Schritt 4: (Optional) LED-Tastenverdrahtung

Wie Sie vielleicht wissen, können Tasten über eine einfache zweipolige Verbindung verdrahtet werden. Wenn die Taste gedrückt wird, wird die Verbindung zwischen diesen Pins wiederhergestellt. Viele LED-Tasten enthalten auch zusätzliche Pins für die Beleuchtung. Dies trennt die physikalische Logik von Licht und Ästhetik und den eigentlichen Zweck des Knopfes. Unser Button enthielt eine Beschriftung für die positiven und negativen Anschlüsse für die Verkabelung, jedoch fehlte uns die Verkabelung für die I/O-Pins. Dies kann einige Tests oder Herumfummeln erfordern. Schritt 1: Nehmen Sie Ihren Knopf mit Stiften und löten Sie stattdessen männliche Drähte an, damit der Knopf entweder in ein Steckbrett oder direkt in Ihren Arduino gelegt werden kann. Schritt 1b. Das Hinzufügen von Schrumpfschlauch und Isolierband kann eine hervorragende Möglichkeit sein, die Stabilität Ihrer neu angelöteten Drähte zu gewährleisten. Wenn Sie diesen Schritt überspringen, sparen Sie Zeit, führen jedoch zu größerer Unsicherheit, wenn Sie Ihre neue ausgefallene Schaltfläche testen, insbesondere wenn Sie bereits auf Beschriftungsprobleme stoßen.

Schritt 2. Testen Sie Ihre Taste und fügen Sie eine beliebige Logik hinzu, z. B. das Einschalten von Bluetooth oder die Funktion als Taste für unseren Summer, der in einem zukünftigen Schritt installiert wird.

Schritt 3: Stellen Sie sicher, dass Sie einen Debouncer in Ihren Code einfügen, wofür auch immer Sie die Schaltfläche verwenden. Entpreller sind eine großartige Möglichkeit, elektrische Ströme intuitiv und für die Programmierung nutzbar zu machen.

Pins:Unser Knopf wird zusammen mit einem Boden unter der 3,3-V-Linie platziert. Die anderen Pins sind in 5 bzw. 6 und steuern unseren Summer.

Schritt 5: Option 2: Normale Taste

Wenn Sie Löten und Verwirrung minimieren möchten, können Sie sich stattdessen für einen normalen Knopf entscheiden. Dies ist normalerweise besser beschriftet und bietet einen viel taktileren Klick, der einfacher zu testen ist.

Schritt 6: Der Summer

Ein Summer mit der richtigen Frequenz kann Tiere erschrecken (und möglicherweise kleine Kinder ärgern). Ein Widerstand kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass Sie den Summer nicht durchbrennen, da er nicht die vollen 3,3 Volt benötigt, die unser Arduino ausgeben kann.

Der Arduino Mega 2560 hat Pins zu ersparen, und unser dreizackiger Summer wird an Pin 47 angeschlossen, um weitgehend getrennt und von separaten Komponenten organisiert zu bleiben.

Schritt 7: Anwendung: Optionale Schritte - eine solarbetriebene Jacke

Platzierung der Sonnenkollektoren:

Eine Recycling-Kunststofftasche passt perfekt in die 4 leichten und flexiblen Solarmodule mit einem Metallringloch, durch das die Drähte zur mittleren Schicht der Jacke führen können, um die Powerbank zum Aufladen auf der linken Seite zu erreichen -Handseite der Smart-Jacke. Es ist vorne platziert, weil Langstreckenwanderer große Rucksäcke für die Übernachtung dabei haben würden, die Panels hinten zu platzieren, wäre definitiv weniger effektiv als sie vorne zu platzieren.

Recycelter transparenter Kunststoff, der die Funktionen der Paneele nicht beeinträchtigt, da er Sonnenlicht durchlässt und auch wasserabweisend ist, was eine Beschädigung des Kabels verhindern kann.

Es gibt auch einen rechteckigen Streifen, der den Metallring bedeckt, der eine Verbindung zwischen den Batterien und den Paneelen ermöglicht, der genau gemessen wird, um nur die Drahtverbindung, aber nicht die Oberfläche der Paneele abzudecken.

Größen: Plastiktasche ermöglicht 4 (je 195 mm x 58 mm) Sonnenkollektoren ordentlich und effizient in einem Tropfenmuster angeordnet.

Materialien: Wasserdichter Stoff und Seilrutschen, recycelter Kunststoff, Metallringe, Kunststoffknöpfe, Ein intelligentes dreischichtiges Design kann verwendet werden, um Ihre Verkabelung zu schützen und dem Benutzer Komfort zu bieten. Indem Sie die Verkabelung sowohl von der Außen- als auch von der Innenschicht trennen, geben Sie sich nicht nur mehr Platz zum Arbeiten, sondern stellen auch sicher, dass Ihr Benutzer die Leistung und Komplexität Ihres Arduino Survival Kits nicht besser kennt !!

Schritt 8: Anwendung: Optionale Schritte - eine intelligente Jacke

LED-Leuchten können auch an den Schultern und Ärmeln der Innenschicht der Kleidung angebracht werden, um die Überlebenskomponenten und den visuellen Aspekt der Jacke weiter zu verbessern. Intelligent ausgewählte Low-Power-LEDs haben einen begrenzten Einfluss auf die Powerbank und behalten dennoch den Zweck unseres mobilen Arduino-Moduls bei. Achten Sie darauf, dass Kleidung und elektrische Komponenten nicht überhitzt werden, z. B. durch längeres Einschalten. Fühlen Sie sich frei, Ihr Telefon zurückzulassen und eine Wanderung zu unternehmen. Wenn Sie zurückkehren, können Sie Ihre GPS-Koordinaten auf unsere Webanwendung hochladen, die im ersten Schritt unserer Anleitung verlinkt ist.