Solar Shell: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Esta é uma atualização para um dos meus projetos de dois anos atrás - o gritador de concha: https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/. O tradicional sopro da concha ao pôr do sol aqui em Maui apenas por um microcontrolador. A elegância do projeto era a energia solar, mas sua independência foi prejudicada pela utilidade de ter que programar a localização da concha e seu fuso horário. Isso fez com que construir um para um amigo exigiria pré-programação e senescência quando a pessoa se mudasse ou o fuso horário mudasse. Além disso, o design do original consistia em componentes com fios de rato enfiados na carcaça que eventualmente resultaram em danos causados pela água e reconstruções demoradas. Os microcontroladores foram aprimorados com arranjos de dormir amigáveis ao consumo de energia e troca de relés para transistores.

Etapa 1: Reúna seus materiais

Tive que mudar algumas partes que tornaram o projeto melhor:

1. Adafruit HUZZAH32 - ESP32 Feather Board cerca de US $ 20 Uma ótima prancha que funciona para tudo.

2. DFPlayer - Um Mini MP3 Player para Arduino - Uma super pequena placa de som, minúscula com leitor de cartão e amplificador em um pacote muito pequeno $ 8 DFRobot

3. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout - Módulo RTC perfeito funciona com uma tonelada de software por anos … $ 13

4. Módulo GPS com gabinete do DFRobot novamente - máquina super pequena muito rápida e precisa

5. Transistor bipolar NPN (PN2222)

6. Tip120 Power Darlington Transistor

7. 3 resistores 1k

8. Palestrante

9. bateria lipo - redonda ou plana, à sua escolha

10. TP 4056 - genérico para carregar bateria a partir de célula solar - barato

11. ALLPOWERS 1PC 2.5W 5V 500mAh Mini Painel Solar Módulo Sistema Solar Carregador de célula epóxi DIY 130x150mm $ 9

12. Botão liga / desliga de metal robusto com anel LED verde - 16mm verde liga / desliga Adafruit $ 5

Etapa 2: Solicite seus PCBs

A melhor parte de aprender com projetos mais antigos é desenvolver uma nova maneira de lidar com os problemas - o pior é aquele ninho de ratos que atormentam as construções amadoras e a alegria imaculada de obter seu projeto de volta do PCBway (não tenho afiliação com ninguém e recebo sem dinheiro para pedidos…) conectando todas as peças e bam funciona (ou não…) Por 20 dólares e uma hora de trabalho no Eagle os resultados são incríveis.

Etapa 3: conecte-o

Anexei o desenho do quadro Eagle para que você possa obter todas as conexões dele, em vez de um diagrama defeituoso. Todos os componentes se encaixam facilmente na placa, exceto o transistor - o maior eu montei na parte traseira para economizar espaço e mantê-lo plano. Eu tenho alguns conectores de parafuso (ver fotos) para prender alto-falante, célula solar, bateria, GPS e switch para a placa.

Etapa 4: Construa

A estrutura é bastante fácil de montar. Obtenha uma concha de tamanho legítimo - não impressionante se você colocar uma pequena concha acovardada na placa - se tudo mais falhar, você pode imprimir uma em 3D … Para a viga principal, usei um daqueles suportes para garrafas de vinho de madeira dobrada que são populares e, portanto, barato. Os componentes e a placa foram protegidos de um dilúvio com uma capa de iPhone modificada e barata para a praia. O GPS vem em sua própria caixa à prova d'água, o que é bom. Todas as peças são Shoe Gooed na parte inferior do painel solar e uma borda de alumínio pintada foi colocada para arredondar a aparência. Não tenho uma impressora 3D aqui, então um case inferior para a célula solar também funcionaria bem. O alto-falante é o único componente que é inserido na própria concha. O interruptor com a luz led é colocado na borda da moldura de alumínio ou através da madeira abaixo da concha. Até agora, a construção sobreviveu a várias tempestades severas.

Etapa 5: programe

O código contém muitas partes complicadas. O programa usa uma biblioteca chamada Dusk2Dawn que calcula o pôr do sol quando um local e fuso horário específicos são ultrapassados. Está fora de questão ter uma tabela de consulta para todos os fusos horários disponíveis, portanto, para contornar isso, defino um fuso horário médio de -12 e uso o horário de ativação do botão do relógio na configuração inicial para definir o RTC e alarmes subsequentes para a vida do relógio. Minutos e segundos, além da hora base, são passados para o RTC para sua próxima ativação. Ele usa uma biblioteca: RTClibExtended.h para fazer os alarmes e funciona bem. O Adafruit ESP 32 permite o uso atual de sono muito baixo (cerca de 50 microAmps) e definir os locais lat e long na memória permanente após a reinicialização foi fácil com o

Variáveis RTC_DATA_ATTR. Você deve usar o Serial2 com este dispositivo, pois o SerialOne está envolvido com outra coisa quando você está obtendo os dados do GPS. O sistema funciona ligando o dispositivo quando você está apenas ao pôr do sol em uma boa localização GPS. A energia nesta primeira inicialização é fornecida pelo transistor à unidade GPS, que liga junto com o LED no botão liga / desliga. O GPS encontra sua localização em cerca de um minuto, registra-a na memória permanente, ajusta o relógio RTC para data e hora, a energia é desconectada do GPS e do LED, a próxima hora de despertar é enviada para o RTC e o ESP vai dormir deixando apenas o RTC para ligar. Ao acordar com um sinal do RTC para um pino 33, que normalmente é mantido alto, a energia é enviada ao módulo de som para tocar seu musical do pôr do sol e, em seguida, desligar e redefinir o alarme. Ele usa o mínimo de energia e é facilmente recarregado com o TP 4056 e a célula solar.

Etapa 6: usando

Esta é uma máquina muito divertida. O golpe de concha para o pôr do sol é popular em muitas comunidades de praia ao redor do mundo --- sentado em sua cadeira Tommy Bahama, bola de sol caindo atrás de uma nuvem sendo carregada recursivamente com fotos do pôr do sol.