Bolsa para bicicleta LED solar: 14 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Tive a oportunidade durante o verão passado de trabalhar no turno da noite em uma padaria algumas cidades adiante, o que significava que eu tinha muito o que fazer. Voltar. E quatro. À noite. Em uma bicicleta. Os ônibus nem chegam tão tarde. Fiquei muito farto de ser continuamente forçado a sair da estrada por todos aqueles motoristas imprudentes que passavam - como eles poderiam passar pela presença de um ser tão consciente da terra como eu com tão pouca consideração, navegando em seus sujos, máquinas poluidoras de carbono ?! Claro que provavelmente não foi muito fácil de me ver, dada a falta geral de iluminação pública na área, então eu fui e comprei o kit de faróis dianteiros e traseiros caro necessário. E comi baterias como porcos no cocho. Eu não queria continuar comprando todas aquelas malditas baterias, e eu com certeza não queria continuar jogando-as fora, então foi isso que eu descobri. Isso e o fato de que eu não iria para o Burning Man este ano me deixou com um monte de tempo livre que, de outra forma, seria gasto dessa maneira. Então este é meu prêmio de consolação, de certa forma. Estarei adicionando em um futuro próximo uma implementação da maravilhosa jaqueta de bicicleta de sinal de viragem controlada por Arduino de Leah Buechley. Este é meu primeiro Instructable e é um trabalho de documentação retro, mas espero que seja suficiente. Se parece um tanto estúpido, então provavelmente é. Isso se estende a mim também. Qualquer um, Crie e Divirta-se! Ah, e desculpas pela péssima qualidade das imagens. Trabalhei muito com minha câmera ao longo dos anos e parece que ela está quase no fim do ciclo de vida do produto. farejar.

Etapa 1: Coisas que você precisa

Materiais / suprimentos1 Mochila / bolsa de mensageiro1 Caso do projeto1 Farol de LED Cheapo1 Retroiluminação LED vermelha Cheapo / não tão barata para bicicletas2 3V, 50mA PowerFilm Solar Cells, número do produto MP3-371 Suporte de bateria AA, capaz de conter: 3 pilhas AA NiMH1 Pedaço de perfboard que vai caber na parte superior da caixa do projeto4-8 Separadores + parafusos1 Diodo de bloqueio padrão, 1N4001 por exemplo5 resistores de 100 Ohm3 Interruptores de botão de pressão momentâneos1 Interruptor DPDT1 Interruptor SPSTLotes de: LEDs, para sua escolhaFio, para sua escolha Baterias sobressalentes, para testarSolderThread (pesado nylon duty, se possível) VelcroBoredomOptional: 1 Arduino Skinny da sparkfun (ou a nova versão certificada, o Arduino Pro) Pounding Psy-trance Eu tinha uma mochila barata da Burton Snowboards que era do tamanho perfeito para meus propósitos, mas não gostei do estilo "mochila" reto. Então, reorganizei as alças e agora elas foram inclinadas para o lado como uma bolsa mensageiro com uma alça principal e uma alça auxiliar que trava na parte inferior, proporcionando uma plataforma incrivelmente segura. A maior desvantagem até agora é como ele tende a envolver o corpo, resultando em uma camisa totalmente encharcada de suor. Mas, uh, tanto faz. Funciona. Eu encontrei um recipiente do tipo tupperware com trava e hermético na cozinha que era perfeito para a caixa do projeto, e o farol, comprei por algo como US $ 6 no WalMart. Quase todo o resto estava na minha caixa de engrenagens ou encomendado online. A maior parte da minha fiação é um monte de fios de alto-falante que eu tinha por aí, bons e resistentes. FerramentasFerro de soldaBreadboard, para prototipagemMultímetro básicoScrewdriver setFraca sem fio + brocaFios de jumper de clipe de jacaréCortador de fioSharpieLighterNeedleXacto bladeSerioso adesivo industrial e fita adesivaOferta: Porta-ferro de solda / terceira mão Pistola de cola quente + cola quente, para selar Serrote, melhor para cortar com Tesoura Ventilação adequada, para preservar sua preciosa massa cinzenta

Etapa 2: preparando a mochila

Isso é bastante autoexplicativo. Descubra onde você deseja que os componentes específicos estejam na bolsa e como isso funcionará "lá fora", na estrada. Isso deve determinar o arranjo físico de sua própria construção particular. Corte / costure / modifique qualquer coisa se necessário - veja a etapa anterior sobre por que minha bolsa parece tão torta. A lâmina e o isqueiro Xacto são úteis para fazer cortes e derreter pontas esfiapadas, e a boa e velha agulha e linha serão sua melhor opção para reinstalar. Foi por sorte que a caixa do projeto que encontrei é perfeitamente dimensionada para que ele desliza direto para um bolso lateral com um orifício de saída do cabo de fone de ouvido conveniente, perto da alça de ombro que irei usar. Coloquei todos os controles (exceto o interruptor principal) na alça de ombro e queria passar os fios pelo própria correia, então eu tive que cortar pequenos orifícios de cada lado e alimentá-los com um pedaço de cabide de arame, como uma "agulha" gigante … mas mais sobre isso depois. Havia também uma boa seção de teia no exterior de a alça em si, que era perfeita para um lar para os conjuntos de LED / botão de pressão, e eu tinha um grande anel de plástico para encaixar outro interruptor. Obviamente, esses detalhes serão diferentes para cada pessoa.

Etapa 3: Preparando a caixa do projeto

Assim que terminar com a bolsa em si, é hora do recipiente do projeto. Se possível, tente encaixar o suporte da bateria na caixa e veja se há espaço suficiente para montar sua (s) placa (s), interruptor (es) e fios também. Todos os meus mal cabem. Caso contrário, você terá que encontrar outra caixa para as baterias. A lata de Altoids onipresente funcionará perfeitamente. Com tudo isso em mente, faça furos para os fios que você vai trazer e sair, e os interruptores. Quando você eventualmente começar a conectar as coisas, certifique-se de dar um bom nó invertido no fio assim que ele entrar na caixa, para que não sejam arrancados inesperadamente. O que provavelmente não seria bom. Determine o tamanho do perfboard de que você precisará e corte-o. Quanto maior, melhor, pois você terá mais espaço para brincar, mas às vezes você fica um pouco apertado por espaço. Cole / prenda sua bateria e monte sua (s) placa (s) com os espaçadores. A placa vermelha é a versão "skinny" do Sparkfun do Arduino, que irá eventualmente acionar os sinais de mudança mencionados acima, que ainda não estão conectados.

Etapa 4: Construindo o Circuito, Parte 1: Carregamento

Teremos 3 baterias NiMH AA em série, dando 1,2 V nominal cada, o que soma 3,6 V nominal. Mas nas condições reais de uso, isso poderia cair até 0,9 V e até 1,4 V cada na recarga sem causar grandes danos, então precisamos de alguma forma de limitar seu uso a esta faixa. Este circuito fará isso, aproximadamente, embora de uma forma tosca e nada semelhante à da engenharia. Mas é simples e funciona. Para carregar as baterias, você precisa conectar o terminal positivo do painel solar ao terminal positivo das baterias e o terminal negativo fazer o mesmo. Aqui, girar o botão "para cima" fará exatamente isso. Porém, duas questões: 1. Precisamos de um diodo na direção do carregamento para evitar que as baterias se descarreguem de volta para as células solares quando escurece, drenando-as da energia que armazenamos durante o dia, e: 2. A queda de tensão nominal nas células solares, que instalamos em série, será de 6V. Enquanto a voltagem solar for superior à voltagem da bateria, a corrente fluirá para as baterias. Mas não queremos que a tensão total da bateria fique mais alta do que cerca de 4,2 V (1,4 x 3), por isso precisamos de uma maneira de diminuir o nível de tensão solar em torno de 1,8 V no caminho para as baterias. Embora não seja muito elegante, nem robusto, colocar um LED ali deve cumprir os dois, já que normalmente eles têm uma queda de tensão em torno de 1,7 a 2 Volts ou mais. No entanto, use seu multímetro para confirmar isso … Embora geralmente seja uma MAL IDEIA conectar um LED ao contrário (danificando-o irreversivelmente), o circuito NESTE CASO EM PARTICULAR deve ser capaz de lidar com o fluxo de corrente reversa potencial sem maiores danos. E ainda não foi (dedos cruzados). Além disso, dá um bom indicador do status do carregamento: quanto mais brilhante o LED, mais rápido ele carrega as baterias. Quando está desligada, as células solares estão emitindo menos tensão do que as baterias, o que significa que não estão carregando. Uma preocupação, porém, é que a tensão declarada, 6V, é apenas em condições nominais de teste de laboratório, e para esses painéis, sob luz solar direta, pode chegar a 7,2V, o que definitivamente sobrecarregaria as baterias. Mas é um risco com o qual estou disposto a viver. Melhor do que descarregá-los em excesso … E, outra coisa que precisamos verificar é o fluxo de corrente que sai das células solares. A rubrica é que geralmente queremos que a corrente seja 1/10 da capacidade total da bateria, equilibrando velocidade e segurança para as baterias. Como a capacidade das minhas baterias é de 2.400 mAh, a corrente nominal ideal seria de 240 mA. Nossos painéis emitem apenas 50 mA, o que é realmente muito baixo. Poderíamos adicionar mais 4 arrays em paralelo e estar dentro da zona segura. Isso pode ser para outro projeto. Por enquanto, é melhor prevenir do que remediar. No lado da carga do circuito.

Etapa 5: Construindo o Circuito, Parte 2: a Carga

Girar a chave para "baixo" permitirá que os dispositivos que você conectou funcionem. Aqui, não queremos descarregar as baterias, a menos que a tensão total entre elas seja superior a cerca de 2,7 V (0,9 x 3). Aqui, conectei um diodo de bloqueio normal (o 1N4001 que originalmente encomendei com o células solares) em série com um LED para uma luz indicadora de status de carga. Como a queda de tensão no diodo é de 0,7 V, a queda de tensão total deve ser em torno de 2,4-2,7 V. Quando a tensão de alimentação cai abaixo desse nível, não dá potencial suficiente para acionar o LED, desligando-o. Então, quando a luz se apaga, sei que é hora de parar de usar os vários dispositivos que conectei e começar a recarregar. Mais uma vez, sujo, mas funciona. para que não se queimem. Mesmo quando eles estão em paralelo, um resistor deve ir com cada LED. Basicamente, como os resistores resistem ao fluxo de corrente que atravessa a parte do circuito em que estão, quanto maior o valor de um determinado resistor, menos corrente fluirá. Lembre-se de V = IR. No caso do circuito de carga, queremos o máximo possível de corrente para fluir pelas baterias, sem danificar o LED. 100 Ohms funcionarão. No entanto, com o lado de carga do circuito, teoricamente desejaríamos um resistor de valor mais alto, com o objetivo de manter o fluxo de corrente residual em um mínimo. Aqui, no entanto, quero ter certeza de que a queda de tensão no LED permaneça em torno da área de 2 V, e fornecer uma corrente mais forte tornaria mais óbvio quando a tensão finalmente cair abaixo do limite mínimo que desejamos. Então, eu coloquei um resistor de 100 Ohm aqui também.

Etapa 6: Fiação e montagem das células solares

Então … se a caixa que acabamos de construir é o coração (e os pulmões, eu acho) do nosso projeto, então esta é definitivamente … a alma! SOULAR! he he he!…. OK. Calma. Controle. As células que tenho são da PowerFilm, número do produto MP3-37, e são muito finas e flexíveis. Para este projeto, queremos conectar dois deles em série, para completar a alimentação de 6V. Alinhe as células assim (ou como quiser, fisicamente) de modo que a extremidade positiva da primeira se alinhe com a extremidade negativa da outra. Você pode notar a diferença aqui, já que as "barras transversais" nos "T" brancos que cruzam as células ficam em direção ao positivo e as "verticais" apontam para o negativo. Raspe ou derreta o plástico que cobre os contatos prateados de ambos os lados. Você pode dizer se já passou por plástico suficiente quando começar a raspar o contato abaixo. Solde um único pedaço de fio entre os dois. Solde os fios + e - despojados de um fio duplo para os outros lados e pronto. Passe a outra extremidade do fio através do saco para que ele alcance a caixa com folga suficiente. Passe um pouco de cola quente nas juntas para isolá-los do clima. Quanto a prender o painel ao saco, coloque um pedaço de " prenda "o lado do velcro na parte de trás de cada célula e corte três pedaços do lado do" laço "para coincidir com a extensão, inclusive, entre as peças do" gancho ". Espace-os uniformemente ao longo do comprimento, descole a parte de trás e prenda-os no lugar onde quiser que seus painéis sejam colocados. Tenho duas manchas na minha bolsa, dependendo do ângulo da bolsa em relação ao sol. Você pode ter que costurar as bordas do material enrolado, dependendo do tipo de adesivo aplicado, para que não caia.

Etapa 7: hackear o farol

Faça apenas o que o título diz. Abra o farol barato e desconecte toda a seção da bateria. Tudo que você precisa são os contatos para os quais ele levou. Conecte-os na caixa e solde na seção de carga do circuito de controle. E agora a nota prometida sobre como passar o fio pela alça. Se você olhar de perto na foto, há vários lugares onde fiz pequenas fendas no tecido da superfície da tira, na borda do acolchoamento onde ela encontra a borda. Com a lâmina Xacto, faça duas dessas fendas - uma onde deseja que os fios saiam e outra onde entram. Pegue o cabide de arame e corte uma seção longa e reta dele. Esta será a sua "agulha". Empurre-o para baixo no comprimento entre os dois orifícios, no espaço aberto entre o acolchoamento e a borda. Isso vai retroceder um pouco, especialmente se a sua tira se curvar, mas eventualmente, ela vai sobressair do outro lado. Cole com fita adesiva o fio que você deseja inserir em uma extremidade do fio do cabide e puxe-o pelo orifício até sair do outro lado. Voila! Pronto! Em seguida, faça furos nos cantos da caixa do farol, se possível, e costure-os até a tira, mas de uma forma que não impeça a passagem de outros fios, se assim desejar.

Etapa 8: Montagem dos interruptores LED / botão de pressão Parte 1: Curling

A ideia aqui é ter o que parece ser um LED que você pode pressionar para ligar e desligar algo. Ou um interruptor que fornece feedback sobre o status de tudo o que você está alternando. O que basicamente significa colocar um interruptor e um LED juntos, costas com costas, de modo que a parte do "botão" do interruptor fique voltada para baixo, longe do Parte LED da montagem. Para começar, enrole os terminais de ambos os elementos. É importante manter a distinção entre ânodo e cátodo (+ e -, longo e curto) no LED, portanto, certifique-se de aplicar estilos de ondulação diferentes a cada perna do LED. Usei quadrado para o lado positivo e mais círculo para o negativo. Mas era difícil dizer a diferença às vezes, então eu poderia mudar para o uso de triângulos e círculos no futuro. Seja qual for a sua convenção, certifique-se de SEGUIR! Faça três conjuntos destes. É muito mais fácil, dado o tamanho dos elementos, ir em frente e conectá-los agora antes de colá-los, em vez de prendê-los primeiro e, em seguida, tentar abrir caminho através da sujeira até os contatos que você deve soldar em. Mas isso significa que temos seus aplicativos prontos.

Etapa 9: hackear a luz traseira

É praticamente a mesma coisa que o farol. Exceto aqui, meu farol traseiro veio em uma caixa bastante desajeitada, da qual decidi liberá-lo. Convenientemente, porém, a placa de circuito tinha o formato de uma haste longa, o que era uma boa barra de luz. E funcionava com base em botões. O que tornava a fiação até o LED / botão de pressão correspondente na alça muito fácil. Liguei as tensões de alimentação e aterramento à fonte de carga e, em seguida, conectei o botão de pressão ao local em que o botão original foi colocado. Depois disso, coloquei em paralelo um resistor que conduz ao LED de status no LED / botão de pressão, em um dos LEDs vermelhos realmente na placa. Portanto, sempre que aquele LED acende, meu interruptor também acende, permitindo-me medir o padrão de exibição atual que está executando, com base no tempo entre os flashes do meu LED de status. Isso dá seis fios saindo da placa, dois para a caixa do projeto e quatro para o LED / botão de pressão correspondente. Depois de tudo isso, fui em frente e envolvi tudo em cola quente, formando um pouco para ter um ponto onde Posso prendê-lo na sacola, antes de costurar alguns laços ao redor dele no exterior da sacola. E sim, eu sei que se parece um pouco com um pequeno cocô branco.

Etapa 10: Fiação do LED / botões para os sinais de giro

Para esta parte, estaremos conectando os LEDs e botões para os interruptores que controlarão os sinais de giro. Isso significa que teremos um total de mais 8 fios viajando pela tira até a caixa de controle. É muito espaço para um espaço tão pequeno, então, no interesse de economizar espaço e puxar cabos redundantes, cortei um pedaço de cabo Ethernet, que é perfeito, pois tem 8 fios dentro, e passei para dentro da caixa. Os LEDs serão colocados em paralelo com seus respectivos sinais de rotação, piscando na mesma taxa, e os botões serão conectados ao Arduino Skinny como dispositivos de entrada.

Etapa 11: interruptor de alimentação opcional para sinais de giro / Arduino

Visto que só usarei os sinais de mudança em horários específicos, ou seja, quando preciso fazer uma curva, eles estarão desligados na maior parte do tempo. Neste ponto, não terei o Arduino executando qualquer outra coisa além dos sinais de mudança, então para todos os fins práticos, é uma carga morta sempre que as luzes de mudança estão desligadas. Portanto, no interesse de economizar energia, eu inseri um balancim SPST mude para um anel de plástico que por acaso estava na pulseira. Eu também incorporei os LEDs de status de recarga solar e de uso de carga em ambos os lados do switch, em seguida, revesti todo o lote com outra gota de cola quente. O switch é conectado entre a Fonte de Carga e o terminal de bateria LiPo no Skinny. Quando eu quero os sinais de mudança, eu ligo. Quando não o faço, ele permanece desligado. É um pouco enganador ter os LEDs em ambos os lados do interruptor, pois eles não têm nada a ver imediatamente com a ação do próprio interruptor…. mas essa é a natureza das coisas, eu acho.

Etapa 12: Montagem dos interruptores LED / botão de pressão Parte 2: Incorporação

Agora que você instalou os LEDs / botões de pressão, é hora de colá-los e embuti-los na pulseira. Pedaços de cola nas bases do LED e do interruptor e colem juntos. Você vai querer posicioná-los, girados 90 graus um do outro em relação aos eixos dos contatos em cada um, formando uma espécie de cruz celta quando visto de cima. Isso evita que os leads entrem em curto. Segurando-os juntos até que a cura do adesivo seja um pouco onerosa, pode ser útil embrulhar os dois em fita adesiva para mantê-los juntos. Depois de endurecer, tente revestir as juntas soldadas entre os contatos e os fios com um pouco mais de cola. Apenas tente não colocar cola no "botão" móvel do interruptor por razões óbvias - caso contrário, ele congelará na posição e se tornará inútil. Agora para incorporação. Como eu disse antes, tive sorte porque tinha um pedaço de correias já pré-construídas em minha alça. Muitos fabricantes de mochilas fazem isso agora, então, se o seu também tiver, você está com sorte. Basta cortar uma das pontas, derreter as pontas e continuar com o resto da etapa. Caso contrário, você vai querer encontrar um pedaço de tecido sobressalente e costurá-lo na pulseira. Em ambos os casos, pegue o ferro de solda e faça um furo através do tecido, certificando-se de que seja largo o suficiente para permitir a entrada do LED, mas não tão largo a ponto de cambalear. Isso pode parecer um pouco duvidoso no início, mas pelo menos no meu caso, o plástico tendia a se aglomerar em si mesmo, ao invés do ferro de solda, formando bons orifícios cilíndricos prontos para os quais os LEDs deslizavam. Você pode não ter tanta sorte. Quem sabe. Abra a cúpula do LED pelo orifício e cole-o no lugar. Depois de montar os três conjuntos de LED / botão de pressão, vá em frente e costure a extremidade livre da correia de volta na correia, prendendo os interruptores no lugar. Deve haver uma tensão moderada na tela, mas não o suficiente para manter os botões permanentemente acionados. Além disso, a parte inferior das chaves não deve ser colada na própria tira. Os únicos pontos de fixação devem ser os LEDs enfiados na correia acima e os fios que vão do conjunto para a faixa abaixo. As partes do "botão" dos interruptores devem estar livres para se deslocar conforme necessário.

Etapa 13: Fiação da placa de circuito

Esta é a etapa final. Traga todos os fios para a caixa e conecte-os aos seus respectivos contatos. Se sua placa estiver especialmente bagunçada, pode fazer sentido passar uma pequena gota de cola quente nas juntas soldadas para evitar que os contatos entrem em curto. e potencialmente com as baterias também, se o seu caso for tão apertado quanto o meu. Enrole os fios, feche a caixa e tente ligar as coisas. Divirta-se!

Etapa 14: uma variante

Esta é uma bolsa que ajudei meu irmão a fazer, com base no protótipo. Ele tem um par de alto-falantes portáteis conectados, conectados a um iPod shuffle no lado da alça, e um comprimento extra de fio EL que eu tinha deitado, de alguns anteriores Burn. Um pacote de festa portátil, movido a energia solar! O grooves é muito difícil …