Kit de sobrevivência Arduino movido a energia solar: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este instrutível irá detalhar a criação de um kit de sobrevivência Arduino multiuso e de alta tecnologia. Os módulos principais que iremos focar neste tutorial são uma bateria recarregável, uma configuração serial de painel solar, uma campainha eletrônica e um módulo GPS + Bluetooth. Esta combinação de itens permitirá que você assuste os animais, alerte os socorristas, recarregue o seu telefone e rastreie o caminho da configuração do seu Arduino móvel.

Muito do código e dos materiais disponibilizados neste tutorial são possíveis graças à comunidade de código aberto e ao próspero mundo de criadores dispostos a ajudar uns aos outros.

Um aplicativo da web também foi escrito para este módulo. Isso permitirá que você caminhe sem seu telefone e ainda seja capaz de rastrear suas longas caminhadas e jornadas e visualizá-las usando a API do Google Maps. Este é um programa simples de escrever e também pode ser feito por você se desejar alterar a estética ou as características da página. No entanto, observe que isso deve ser aberto no Chrome, pois ele usa a melhor e mais recente web para APIs de Bluetooth.

Etapa 1: Requisitos

A tecnologia usada neste tutorial é a seguinte:

Um Arduino Mega 2560 (junto com um cabo USB-A para USB Tipo B para carregar o código) Painéis solares flexíveis 4x A Seeed Studios Solar Shield v2.2 Um módulo Arduino HM-10 Bluetooth (suporta Bluetooth 4.0, que é importante para interagir com dispositivos modernos e páginas da web) Um botão simples Módulo GPSA Qualquer buzzer eletrônico Aduino Uma bateria de 5000mAh que suporta carregamento via micro-usb e descarga via USB-A. Uma placa de ensaio para facilidade de uso e teste Muitos fios !! (Macho para fêmea, Macho para macho, Fêmea para fêmea, cabos de alimentação capazes de pequenas correntes) Cabos de terminais pequenos Cabo USB-A para qualquer coisa Cabo micro-USB para qualquer coisa

Etapa 2: Configuração de energia

A parte mais importante de nossa configuração móvel é garantir que temos energia em movimento. Faremos uso do escudo solar Seeed para proteger nossos componentes enquanto criamos um sistema de 6 volts com nossos painéis solares. O Escudo Solar Seeed pode lidar com uma tensão de entrada solar de 4,8 ~ 6 volts. Sinta-se à vontade para brincar com essa faixa, fornecendo voltagem extra e diminuindo-a ou conectando seus circuitos de maneiras diferentes.

Etapa 1: se seus painéis solares não tiverem conectores, talvez seja necessário forçar o forro traseiro para encontrar os pontos de contato de metal para os nós positivo e negativo, respectivamente. Caso contrário, se você tiver fios com seus painéis, certifique-se de que eles possam ser conectados no plano de fiação anexado acima. Cortar e resoldar seus fios pode ser mais conveniente dependendo da conexão.

Etapa 2: soldar um fio macho em cada pino positivo e um fio fêmea em cada pino negativo permitirá que você estenda seus painéis solares conforme necessário. Dependendo do uso que você faz deste kit de sobrevivência, esta opção de fiação oferece maior flexibilidade, dependendo de seu espaço de trabalho e necessidades.

Etapa 2.b: É uma boa prática testar sua fiação com um voltímetro. Se estiver trabalhando no escuro, uma lanterna da câmera do telefone deve ser suficiente para enviar algumas pequenas quantidades de voltagem que serão visíveis.

Etapa 3: Depois de ter um circuito em série de painéis solares, (se estiver usando os que descrevemos nos requisitos, você deve agora ter um potencial de 6 Volts), você pode começar a conectá-los ao Escudo Solar sob o terminal denominado 'Solar '. Se seus fios não se conectam a esta porta, você pode ter que soldar um terminal final em seus fios para que possa conectar a ele.

Etapa 3.b: Muito parecido com a etapa acima, você provavelmente não conseguirá conectar seu banco de energia diretamente ao terminal da bateria, especialmente com um banco de energia de estilo comercial. É provável que você tenha que cortar o cabo e usar uma solda para consertar os fios de modo que possa ser conectado ao terminal da bateria para carregamento solar.

Etapa 4. Também com o powerbank, conecte-o à porta microUSB do protetor solar. Nosso powerbank cobra através de MicroUSB e descarrega através de USB-A. Com um programa para monitorar a carga e a descarga, você deve ser capaz de usar totalmente o seu banco de energia, independentemente de sua capacidade / incapacidade de carregar e descarregar ao mesmo tempo.

O Solar Seeed Shield fornece uma luz vermelha para indicar quando a energia está chegando dos painéis solares. Isso pode ser útil no teste!

Agora que temos nosso banco de energia devidamente preparado para carregar, podemos trazer o carregador de telefone selecionado para que você possa carregá-lo em qualquer viagem! USB-C, relâmpago, microusb, você escolhe!

Etapa 3: Módulos Bluetooth e GPS

Pode ser útil usar uma placa de ensaio para as etapas a seguir, dependendo se você está ou não usando um Arduino menor.

Para essas etapas, usaremos a biblioteca SoftwareSerial. Se você está acompanhando um Arduino diferente do Mega, (como o Arduino DUE), pode descobrir que não tem as bibliotecas para continuar com o código e as etapas a seguir. Eu pessoalmente me esforcei para encontrar soluções alternativas para o DUE e mudei para o MEGA 2560.

Etapa 1: alfinetes

HM - 10

O HM-10 pode reduzir 5 V, então fique à vontade para conectá-lo ao pino de 3,3 ou 5 V

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Nota, a antena deve ser conectada separadamente ao receptor. Se você tiver dificuldade em fazer esta conexão (não deve exigir muita força e deve resultar em um clique satisfatório), pode ser necessário usar um alicate e diminuir a largura do microcontrolador do módulo. No lado da antena, o conector deve ser ligeiramente alargado, portanto, não tente diminuí-lo ou você terá mais dificuldades.

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

Como esses dois módulos podem lidar com 5 Volts, pode ser mais conveniente conectá-los em série na placa de ensaio. O Módulo GPS não piscará em vermelho até que receba uma conexão de satélite forte, você pode precisar sair e esperar alguns minutos para que isso ocorra. No entanto, em utilizações subsequentes, isso deve se tornar um processo muito mais rápido e possível em condições de satélite mais difíceis, como em ambientes internos.

Com o Módulo GPS e uma memória maior do Arduino Mega 2560, podemos enviar nossos dados GPS para dispositivos bluetooth e criar mapas por meio de vários aplicativos da web.

Link para o código abaixo

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Etapa 4: (opcional) fiação do botão LED

Como você deve saber, os botões podem ser conectados por meio de uma conexão simples de dois pinos. Quando o botão é pressionado, a conexão entre esses pinos é restaurada. Muitos botões de LED também conterão pinos extras para iluminação. Isso separa a lógica física da luz e da estética e o propósito real do botão. Nosso botão continha uma etiqueta para as conexões positivas e negativas para a fiação, no entanto, faltou a fiação para os pinos de E / S. Isso pode exigir alguns testes ou alterações. Etapa 1: Pegue o botão com 'pinos' e solde os fios machos neles para que o botão possa ser colocado em uma placa de ensaio ou diretamente em seu Arduino. Etapa 1b. Adicionar termorretrátil e fita isolante pode ser uma excelente maneira de garantir a estabilidade de seus fios recém-soldados. Pular esta etapa economizará tempo, mas causará maior incerteza quando estiver testando seu novo botão sofisticado, especialmente quando já estiver enfrentando problemas de rotulagem.

Passo 2. Teste seu botão e adicione qualquer lógica que desejar, como ligar o bluetooth ou atuar como um botão para nossa campainha que será instalada em uma etapa futura.

Etapa 3: certifique-se de incluir um debouncer em seu código para o que quer que você acabe usando o botão. Debouncers são uma ótima maneira de tornar as correntes elétricas intuitivas e utilizáveis para programação.

Pinos: nosso botão é colocado sob a linha de 3,3 V junto com um aterramento. Os outros pinos estão em 5 e 6 respectivamente e controlam nossa campainha.

Etapa 5: Opção 2: botão normal

Se você deseja minimizar a solda e confusão, sinta-se à vontade para optar por um botão normal. Isso geralmente será melhor rotulado e fornecerá um clique muito mais tátil, que é mais fácil de testar.

Etapa 6: a campainha

Uma campainha na frequência correta pode assustar os animais (e, potencialmente, irritar crianças pequenas). Um resistor pode ser usado para garantir que você não toque a campainha, já que ele não exige 3,3 volts completos para a saída do nosso Arduino.

O Arduino Mega 2560 tem pinos sobressalentes e nossa campainha de três pinos está conectada ao pino 47, principalmente para mantê-los separados e organizados de componentes separados.

Etapa 7: Aplicação: etapas opcionais - uma jaqueta movida a energia solar

Colocação de painéis solares:

Um bolso de plástico reciclado é feito para caber perfeitamente nas 4 peças de painéis solares leves e flexíveis que têm um orifício de anel de metal que é para os fios passarem até a camada intermediária da capa para alcançar o banco de energia para carregar à esquerda - lado da jaqueta inteligente. Ele é colocado na frente porque os caminhantes de longa distância carregam mochilas grandes para passar as noites lá, colocar os painéis na parte de trás seria definitivamente menos eficaz do que colocá-los na frente.

Plástico transparente reciclado, portanto, não afetará as funções dos painéis, pois permite a passagem da luz solar e também é resistente à água o que pode impedir que o fio seja danificado.

Há também uma faixa retangular cobrindo o anel de metal que permite a conexão entre as baterias e os painéis, que é medida com precisão para cobrir apenas a conexão do fio, mas não a superfície dos painéis.

Tamanhos: o bolso de plástico permite 4 (195 mm x 58 mm cada) painéis solares organizados de forma organizada e eficiente em um padrão de gota.

Materiais: tecido impermeável e zip, plástico reciclado, anéis de metal, botões de plástico, Um design inteligente de três camadas pode ser usado para proteger sua fiação e também fornecer conforto ao usuário. Ao separar a fiação das camadas externa e interna, você não apenas se permite mais espaço para trabalhar, mas também garante que seu usuário não saiba mais sobre o poder e a complexidade do seu Arduino Survival Kit !!

Etapa 8: Aplicação: etapas opcionais - uma jaqueta inteligente

Luzes LED também podem ser colocadas nos ombros e nas mangas da camada interna das roupas, para melhorar ainda mais os componentes de sobrevivência e o aspecto visual da jaqueta. LEDs de baixa potência escolhidos de forma inteligente terão um impacto limitado no banco de energia e ainda manterão o propósito de nosso módulo Arduino móvel. Certifique-se de que os cuidados adequados são tomados para não superaquecer roupas e componentes elétricos, como ligá-los por longos períodos de tempo. Sinta-se à vontade para deixar seu telefone para trás e fazer uma caminhada, quando retornar você poderá carregar suas coordenadas GPS em nosso aplicativo da web vinculado na primeira etapa de nosso instrutível.