Kit de supervivencia Arduino alimentado por energía solar: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este instructivo detallará la creación de un kit de supervivencia Arduino multipropósito y de alta tecnología. Los módulos clave en los que nos centraremos en este tutorial son un paquete de baterías recargables, una configuración en serie del panel solar, un zumbador electrónico y un módulo GPS + Bluetooth. Esta combinación de elementos le permitirá asustar a los animales, alertar a los socorristas, recargar su teléfono y rastrear el camino de la configuración de su Arduino móvil.

Gran parte del código y los materiales disponibles en este tutorial son posibles gracias a la comunidad de código abierto y al próspero mundo de creadores que están dispuestos a ayudarse unos a otros.

También se ha escrito una aplicación web para este módulo. Esto le permitirá caminar sin su teléfono y aún podrá rastrear sus largas caminatas y viajes y visualizarlos usando la API de Google Maps. Este es un programa simple de escribir y también puede hacerlo usted mismo si desea cambiar la estética o las características de la página. Sin embargo, tenga en cuenta que esto debe abrirse en Chrome, ya que utiliza la última y mejor web para las API de Bluetooth.

Paso 1: requisitos

La tecnología utilizada en este tutorial es la siguiente:

Un Arduino Mega 2560 (junto con un cable USB-A a USB tipo B para cargar el código) 4 paneles solares flexibles Un módulo Seeed Studios Solar Shield v2.2 Un módulo Arduino Bluetooth HM-10 (compatible con Bluetooth 4.0, que es importante para interactuar con dispositivos modernos y páginas web) Un módulo GPS Un botón simple Cualquier zumbador electrónico Aduino Un paquete de baterías de 5000mAh que admite la carga a través de micro-usb y la descarga a través de USB-A. Una placa de pruebas para facilitar el uso y las pruebas. ¡Muchos cables! (Macho a hembra, Macho a macho, Hembra a hembra, cables de alimentación capaces de pequeñas corrientes) Cabezales terminales pequeños Cable USB-A a cualquier cosa Cable micro-USB a cualquier cosa

Paso 2: Configuración de energía

La parte más importante de nuestra configuración móvil es garantizar que tengamos energía mientras viaja. Utilizaremos el escudo solar Seeed para proteger nuestros componentes mientras creamos un sistema de 6 voltios con nuestros paneles solares. El Seeed Solar Shield puede manejar un voltaje de entrada solar de 4.8 ~ 6 voltios. Siéntase libre de jugar con este rango, ya sea suministrando voltaje adicional y reduciéndolo o conectando sus circuitos de diferentes maneras.

Paso 1: Si sus paneles solares carecen de conectores, es posible que deba hacer palanca en el acolchado posterior para encontrar los puntos de contacto de metal para los nodos positivos y negativos, respectivamente. De lo contrario, si tiene cables con sus paneles, asegúrese de que puedan conectarse en el plano de cableado adjunto anterior. Cortar y soldar los cables puede ser más conveniente según la conexión.

Paso 2: Soldar un cable macho a cada pin positivo y un cable hembra a cada pin negativo le permitirá extender sus paneles solares según sea necesario. Dependiendo de su uso de este kit de supervivencia, esta opción de cableado le brinda una mayor flexibilidad según su espacio de trabajo y sus necesidades.

Paso 2.b: Es una buena práctica probar sus cables con un voltímetro. Si trabaja en la oscuridad, una linterna de la cámara de su teléfono debería ser suficiente para enviar pequeñas cantidades de voltaje que serán visibles.

Paso 3: Una vez que tenga un circuito en serie de paneles solares (si usa los que describimos en los requisitos, ahora debería tener un potencial de 6 voltios), puede comenzar a conectarlos al Escudo Solar debajo de la terminal etiquetada 'Solar '. Si sus cables no se conectan a este puerto, es posible que deba soldar un terminal final a sus cables para poder conectarse a este.

Paso 3.b: Al igual que en el paso anterior, es probable que no pueda conectar su banco de energía directamente al terminal de la batería, especialmente con un banco de energía de estilo comercial. Es probable que tenga que cortar el cable y usar una soldadura para reparar los cables de manera que pueda enchufarse al terminal de la batería para la carga solar.

Paso 4. También con el powerbank, conéctelo al puerto microUSB en el protector solar. Nuestro powerbank se carga a través de MicroUSB y se descarga a través de USB-A. Con un programa para monitorear la carga y descarga, debería poder hacer un uso completo de su banco de energía independientemente de su capacidad / incapacidad para cargar y descargar al mismo tiempo.

El Solar Seeed Shield proporciona una luz roja para indicar cuándo está entrando energía de los paneles solares. ¡Esto puede ser útil en las pruebas!

Ahora que tenemos nuestro banco de energía preparado adecuadamente para la carga, podemos llevar el cargador de su teléfono seleccionado para que pueda encender su teléfono en cualquier viaje. USB-C, Lightning, Microusb, ¡lo que sea!

Paso 3: Módulos Bluetooth y GPS

Puede ser útil usar una placa de pruebas para los siguientes pasos, dependiendo de si está usando un Arduino más pequeño o no.

Para estos pasos, usaremos la biblioteca SoftwareSerial. Si ha estado siguiendo un Arduino diferente del Mega (como el Arduino DUE), es posible que no tenga las bibliotecas para continuar con el siguiente código y pasos. Personalmente, luché por encontrar soluciones alternativas en el DUE e hice el cambio al MEGA 2560.

Paso 1: Pines

HM - 10

El HM-10 puede reducir 5 voltios, así que siéntase libre de enchufarlo al pin de 3.3 o 5v

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Tenga en cuenta que la antena debe conectarse por separado al receptor. Si tiene dificultades para realizar esta conexión (no debería requerir demasiada fuerza y debería dar como resultado un clic satisfactorio), es posible que deba tomar algunos alicates y acortar el ancho del microcontrolador del módulo. En el lado de la antena, el conector debe estar ligeramente ensanchado, así que no intente adelgazarlo o tendrá más dificultades.

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

Dado que estos dos módulos pueden manejar 5 voltios, puede ser más conveniente conectarlos en serie en la placa de pruebas. El módulo GPS no parpadeará en rojo hasta que reciba una conexión satelital fuerte, es posible que deba salir y esperar un par de minutos para que esto suceda. Sin embargo, en usos posteriores, esto debería convertirse en un proceso mucho más rápido y posible en condiciones de satélite más duras, como el interior.

Con el módulo GPS y una memoria más grande del Arduino Mega 2560, podemos enviar nuestros datos GPS a dispositivos bluetooth y crear mapas a través de varias aplicaciones web.

Enlace al código a continuación

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Paso 4: Cableado del botón LED (opcional)

Como bien sabrá, los botones se pueden conectar mediante una simple conexión de dos pines. Cuando se presiona el botón, se restablece la conexión entre estos pines. Muchos botones LED también contienen pines adicionales para iluminación. Esto separa la lógica física de la luz y la estética y el propósito real del botón. Nuestro botón contenía una etiqueta para las conexiones positivas y negativas para el cableado, sin embargo, nos faltaba el cableado para los pines de E / S. Esto puede requerir algunas pruebas o tocar el violín. Paso 1: Tome su botón con 'pines' de punta y en su lugar suelde cables macho a ellos para que el botón pueda colocarse en una placa de pruebas o directamente en su Arduino. Paso 1b. Agregar cinta aislante y termocontraíble puede ser una excelente manera de garantizar la estabilidad de los cables recién soldados. Omitir este paso ahorrará tiempo, pero generará una mayor incertidumbre cuando esté probando su nuevo botón elegante, especialmente cuando ya se encuentra con problemas de etiquetado.

Paso 2. Pruebe su botón y agregue la lógica que desee, como encender el bluetooth o actuar como un botón para nuestro timbre que se instalará en un paso futuro.

Paso 3: asegúrese de incluir un antirrebote en su código para lo que sea que termine usando el botón. Los antirrebote son una excelente manera de hacer que las corrientes eléctricas sean intuitivas y utilizables para la programación.

Pines: Nuestro botón se coloca debajo de la línea de 3.3v junto con un suelo. Los otros pines están en 5 y 6 respectivamente y controlan nuestro timbre.

Paso 5: Opción 2: Botón normal

Si desea minimizar la soldadura y la confusión, no dude en optar por un botón normal. Por lo general, estará mejor etiquetado y proporcionará un clic mucho más táctil, que es más fácil de probar.

Paso 6: el zumbador

Un timbre en la frecuencia correcta puede asustar a los animales (y potencialmente, molestar a los niños pequeños). Se puede usar una resistencia para asegurarse de que no suene el timbre, ya que no requiere los 3.3 voltios completos que nuestro Arduino puede generar.

El Arduino Mega 2560 tiene pines de sobra, y nuestro zumbador de tres puntas está conectado al pin 47, en gran parte para mantenerlo separado y organizado de componentes separados.

Paso 7: Aplicación: Pasos opcionales: una chaqueta de energía solar

Colocación de paneles solares:

Un bolsillo de plástico reciclado está hecho para encajar perfectamente en las 4 piezas de paneles solares livianos y flexibles que tienen un orificio de anillo de metal que es para que los cables pasen a la capa media de la chaqueta para llegar al banco de energía para cargar a la izquierda. lado de la mano de la chaqueta inteligente. Se coloca en la parte delantera porque los excursionistas de larga distancia llevarían mochilas grandes para pasar la noche allí, colocar los paneles en la parte posterior definitivamente sería menos efectivo que ponerlos en la parte delantera.

Plástico transparente reciclado, por lo que no afectará a las funciones de los paneles ya que deja pasar la luz solar y además es resistente al agua lo que puede evitar que el cable se dañe.

También hay una franja rectangular que cubre el anillo de metal que permite la conexión entre las baterías y los paneles que se mide con precisión solo para cubrir la conexión del cable pero no la superficie de los paneles.

Tamaños: el bolsillo de plástico permite 4 paneles solares (195 mm x 58 mm cada uno) ordenados y dispuestos de manera eficiente en un patrón de caída.

Materiales: Tejido impermeable y tirolinas, plástico reciclado, aros de metal, botones de plástico, Se puede utilizar un diseño inteligente de tres capas para proteger su cableado y también brindar comodidad al usuario. Al separar el cableado de las capas exterior e interior, no solo se permite más espacio para trabajar, sino que también se asegurará de que su usuario no se dé cuenta de la potencia y complejidad de su kit de supervivencia Arduino.

Paso 8: Aplicación: Pasos opcionales: una chaqueta inteligente

Las luces LED también se pueden colocar en los hombros y las mangas de la capa interior de la ropa para mejorar aún más los componentes de supervivencia y el aspecto visual de la chaqueta. Los LED de baja potencia elegidos inteligentemente tendrán un impacto limitado en el banco de energía y aún mantendrán el propósito de nuestro módulo Arduino móvil. Asegúrese de tener el cuidado adecuado para no sobrecalentar la ropa y los componentes eléctricos, por ejemplo, encendiéndolos durante largos períodos de tiempo. Siéntase libre de dejar su teléfono y hacer una caminata, cuando regrese podrá cargar sus coordenadas gps en nuestra aplicación web vinculada en el primer paso de nuestro instructivo.