Carcasa solar: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Esta es una actualización de uno de mis proyectos de hace dos años: el gritón de conchas: https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/. El tradicional soplo de la concha al atardecer aquí en Maui solo por un microcontrolador. La elegancia del proyecto fue la energía solar pero su independencia se vio minada por la utilidad de tener que programar la ubicación de la caracola y su huso horario. Esto hizo que la construcción de uno para un amigo requiriera preprogramación y senescencia cuando la persona se mudara o cambiaran las zonas horarias. Además, el diseño del original consistía en componentes de cables de rata metidos en el caparazón que eventualmente resultaron en daños por agua y reconstrucciones prolongadas. Los microcontroladores se han mejorado con arreglos para dormir de bajo consumo energético y cambio de relés para transistores.

Paso 1: reúna sus materiales

Tuve que cambiar algunas partes que mejoraron el proyecto:

1. Adafruit HUZZAH32 - Tablero de plumas ESP32 alrededor de $ 20 Un gran tablero que funciona para todo.

2. DFPlayer - Un mini reproductor de MP3 para Arduino - Una placa de sonido súper pequeña, pequeña con lector de tarjetas y amplificador en un paquete muy pequeño $ 8 DFRobot

3. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout: el módulo RTC perfecto funciona con una tonelada de software durante años … $ 13

4. Módulo GPS con carcasa de DFRobot de nuevo: máquina súper pequeña, muy rápida y precisa

5. Transistor bipolar NPN (PN2222)

Transistor Darlington de potencia 6. TIP120

7. 3 resistencias 1k

8. Ponente

9. Batería lipo: redonda o plana a su elección

10. TP 4056 - genérico para cargar la batería desde una celda solar - barato

11. ALLPOWERS 1PC 2.5W 5V 500mAh Mini módulo de panel solar Sistema solar Cargador de celda epoxi DIY 130x150mm $ 9

12. Interruptor de encendido / apagado de metal resistente con anillo LED verde - Adafruit verde de encendido / apagado de 16 mm $ 5

Paso 2: Ordene sus PCB

La mejor parte de aprender de proyectos anteriores es desarrollar una nueva forma de lidiar con los problemas; lo peor es que las ratas anidan en los cables que plagan las construcciones de aficionados y la alegría absoluta de recuperar su diseño de PCBway (no tengo afiliación con nadie y obtengo no hay dinero para pedidos …) conectando todas las piezas y bam funciona (o no …) Por 20 dólares y una hora de trabajo en Eagle, los resultados son asombrosos.

Paso 3: Conéctelo

Adjunté el dibujo de la placa Eagle para que puedas eliminar todas las conexiones en lugar de un diagrama de fritzing malo. Todos los componentes encajan fácilmente en la placa, excepto el transistor, el más grande lo monté en la parte posterior para ahorrar espacio y mantenerlo plano. Tengo algunos conectores de tornillo (ver fotos) para conectar el altavoz, la celda solar, la batería, el GPS y el interruptor a la placa.

Paso 4: Constrúyelo

La estructura es bastante fácil de montar. Obtenga una concha de tamaño legítimo, no es impresionante si coloca una pequeña concha encorvada en el tablero, si todo lo demás falla, puede imprimir una en 3D … Para la viga principal utilicé uno de esos portabotellas de vino de madera curvada que son populares y por lo tanto barato. Los componentes y la placa se protegieron de un diluvio con una funda de iPhone modificada y barata para la playa. El GPS se envía en su propia carcasa impermeable, lo cual es agradable. Todas las piezas están pegadas a la parte inferior del panel solar y se colocó un borde de aluminio pintado para redondear la apariencia. No tengo una impresora 3D aquí, por lo que una carcasa inferior para la celda solar también funcionaría bien. El altavoz es el único componente que se inserta en la propia carcasa. El interruptor con la luz LED se coloca en el borde del marco de aluminio o a través de la madera debajo de la carcasa. Hasta ahora, la construcción ha sobrevivido a varias tormentas severas.

Paso 5: Prográmelo

Hay muchas partes inquietas en el código. El programa utiliza una biblioteca llamada Dusk2Dawn que calcula la puesta del sol cuando se pasa una ubicación y una zona horaria en particular. Está fuera de discusión tener una tabla de búsqueda para todas las zonas horarias disponibles, así que para evitar esto, establezco una zona horaria media de -12 y luego uso el tiempo de activación para el botón del reloj en la configuración inicial para configurar el RTC y alarmas posteriores durante la vida útil del reloj. Los minutos y segundos además del tiempo base se pasan al RTC para su próxima activación. Utiliza una biblioteca: RTClibExtended.h para hacer las alarmas y funciona bien. El Adafruit ESP 32 permite un uso de corriente de reposo muy bajo (alrededor de 50 microAmps) y configurar las ubicaciones lat y long en la memoria permanente después del reinicio fue fácil con el

Variables RTC_DATA_ATTR. Debe usar Serial2 con este dispositivo, ya que SerialOne está involucrado con otra cosa cuando obtiene los datos del GPS. El sistema funciona encendiendo el dispositivo cuando está justo al atardecer en una buena ubicación GPS. La energía en este primer arranque la da el transistor a la unidad GPS que se enciende junto con el LED en el interruptor de encendido. El GPS encuentra su ubicación en aproximadamente un minuto, la registra en la memoria permanente, configura el reloj RTC para la fecha y la hora, la energía se desconecta del GPS y del LED, la próxima hora de activación se envía al RTC y el ESP entra en suspensión dejando solo el RTC al poder. Al despertar con una señal del RTC a un pin 33 que normalmente se mantiene alto, la energía se envía al módulo de sonido para reproducir su musical de puesta de sol y luego apagar y restablecer la alarma. Esto utiliza un mínimo de energía y se vuelve a cargar fácilmente con el TP 4056 y la celda solar.

Paso 6: usándolo

Esta es una máquina realmente divertida. El golpe de caracol para la puesta del sol es popular en muchas comunidades de playa de todo el mundo: sentarse en su silla Tommy Bahama, la bola de sol que se esconde detrás de una nube se carga recursivamente con imágenes de la puesta de sol.