Microcontrolador AVR minúsculo funciona com uma bateria de frutas: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Algumas das frutas e vegetais que comemos podem ser usadas para produzir eletricidade. Os eletrólitos em muitas frutas e vegetais, junto com eletrodos feitos de vários metais, podem ser usados para fazer células primárias. Um dos vegetais mais facilmente disponíveis, o limão onipresente pode ser usado para fazer uma célula de fruta junto com eletrodos de cobre e zinco. A tensão terminal produzida por tal célula é de cerca de 0,9V. A quantidade de corrente produzida por tal célula depende da área de superfície dos eletrodos em contato com o eletrólito, bem como da qualidade / tipo de eletrólito.

O microcontrolador AVR é um microcontrolador líder de baixa potência que já existe há quase uma década. Recentemente, novos dispositivos de baixa potência foram adicionados à família AVR, chamados de microcontroladores PicoPower AVR. Neste instrutível, mostramos como até mesmo os dispositivos AVR regulares podem ser configurados e programados para funcionar com uma bateria de frutas.

Etapa 1: preparando a bateria de frutas

Para a bateria, precisamos de alguns limões para o eletrólito e pedaços de cobre e zinco para formar os eletrodos. Para o cobre, usamos apenas uma placa de circuito impresso nua e para o zinco, existem algumas opções: use pregos galvanizados ou tiras de zinco. Optamos por usar tiras de zinco extraídas de uma bateria de 1,5V. Comece com um pedaço de PCB vazio. O tamanho do PCB deve ser grande o suficiente para que você possa criar 3 ou 4 ilhas nele. Cada ilha será usada para colocar sobre ela um limão meio cortado.

Etapa 2: Prepare o eletrodo de zinco

Em seguida, abra algumas células de tamanho AA de 1,5 V para as tiras de zinco e limpe-as com lixa e arame de solda em cada tira.

Etapa 3: Organize os eletrodos

No PCB de cobre nu, corte ilhas com uma lima ou serra e solde a outra extremidade do fio da tira de zinco para cada ilha de cobre. Para uma célula, você precisa de meio limão e uma ilha de cobre e uma tira de zinco.

Etapa 4: adicionar limões aos eletrodos

Coloque os limões em cada ilha de cobre com o corte voltado para baixo, conforme mostrado abaixo. Faça incisões nos limões para inserir as tiras de zinco. A fotografia abaixo mostra três células em uso.

Etapa 5: montar o circuito do microcontrolador AVR Tiny

Conecte o diagrama de circuito mostrado aqui em uma placa de pão. A escolha do tipo V de AVR é importante. Por exemplo, Tiny13V é muito apropriado para tal experimento, uma vez que o tipo V de AVR é classificado para funcionar com tensão de alimentação de 1,8V.

Etapa 6: programe o microcontrolador AVR Tiny

O AVR é programado usando STK500 no modo High Voltage Serial Programming (HVSP). As configurações do fusível são as mostradas aqui. O código C é curto e agradável: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; enquanto (1) {PORTB = 0b00000000; para (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; para (i = 0; i <254; i ++); } return 0;}

Etapa 7: Desempenho da bateria

Apenas um bit (bit PB3 no pino 2) está sendo alternado.

O desempenho da bateria de limão (temperatura ambiente 30 graus Celsius) foi medido da seguinte forma: Número de células: 4 Tensão de circuito aberto: 3,2 V Corrente de curto-circuito: 1,2 mA Tensão com AVR TIny13V e carga do LED: 2,5 V Tensão com AVR TIny13V e LED carga após 3 horas de operação contínua: 1.9V Número de células: 3 Tensão de circuito aberto: 2.3V Corrente de curto-circuito: 1.0mA Tensão com AVR TIny13V e carga de LED: 1.89V Tensão com AVR TIny13V e carga de LED após 3 horas de operação contínua: Não medido

Etapa 8: Achtung

Um breve vídeo desse circuito operado com bateria de limão está disponível no YouTube. Microcontroladores AVR são dispositivos muito frugais e podem operar com voltagem de até 1,8V. O consumo de corrente também é muito pequeno e todo o circuito incluindo a corrente do LED pode ser gerenciado com uma bateria de frutas. Tome cuidado para descartar os materiais, especialmente as tiras de zinco com cuidado, sem contaminar o ambiente. Não reutilize os limões para nenhum propósito após o experimento. Especificamente, não coma os limões usados após o experimento. Embora esse experimento seja inofensivo e possa ser realizado por crianças, é melhor fazê-lo sob a supervisão de um adulto. Os autores não podem ser responsabilizados por qualquer lesão resultante de tal experimento.

Etapa 9: Referências

Anurag Chugh colaborou com o Yours Truely para este experimento e configuração. As seguintes referências foram úteis na realização deste experimento: 1. Fruit Power2. Folha de dados Atmel AVR Tiny13