El diminuto microcontrolador AVR funciona con una batería de frutas: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Algunas de las frutas y verduras que comemos se pueden utilizar para producir electricidad. Los electrolitos de muchas frutas y verduras, junto con electrodos hechos de varios metales, se pueden utilizar para fabricar células primarias. Uno de los vegetales más fácilmente disponibles, el omnipresente limón se puede usar para hacer una celda de fruta junto con electrodos de cobre y zinc. El voltaje terminal producido por una celda de este tipo es de aproximadamente 0,9 V. La cantidad de corriente producida por dicha celda depende del área de superficie de los electrodos en contacto con el electrolito, así como de la calidad / tipo de electrolito.

El microcontrolador AVR es un microcontrolador líder de bajo consumo que ha existido durante casi una década. Recientemente, se han agregado nuevos dispositivos de menor potencia a la familia AVR, llamados microcontroladores PicoPower AVR. En este instructivo, mostramos cómo incluso los dispositivos AVR normales se pueden configurar y programar para que funcionen con una batería de fruta.

Paso 1: preparación de la batería de frutas

Para la batería, necesitamos algunos limones para el electrolito y trozos de cobre y zinc para formar los electrodos. Para el cobre, solo usamos un PCB desnudo y para el zinc, hay algunas opciones: use clavos galvanizados o tiras de zinc. Elegimos utilizar tiras de zinc extraídas de una batería de 1,5 V. Comience con un trozo de PCB desnudo. El tamaño de la PCB debe ser lo suficientemente grande para que pueda crear 3 o 4 islas en él. Cada isla servirá para colocar sobre ella medio limón cortado.

Paso 2: Prepare el electrodo de zinc

A continuación, abra algunas celdas de tamaño AA de 1,5 V para las tiras de zinc y límpielas con papel de lija y alambre de soldadura en cada tira.

Paso 3: coloque los electrodos

En el PCB de cobre desnudo, corte islas con una lima o sierra para metales y suelde el otro extremo del cable de la tira de zinc a cada isla de cobre. Para una celda, necesita medio limón y una isla de cobre y una tira de zinc.

Paso 4: agregue limones a los electrodos

Coloque los limones en cada isla de cobre con el corte hacia abajo como se ve a continuación. Haz incisiones en los limones para insertar las tiras de zinc. La fotografía a continuación muestra tres celdas en uso.

Paso 5: Ensamble el microcontrolador AVR Tiny Microcontroller Circuit

Conecte el diagrama de circuito que se muestra aquí en una placa de pruebas. La elección del tipo V de AVR es importante. Por ejemplo, Tiny13V es muy apropiado para un experimento de este tipo, ya que el tipo V de AVR está clasificado para funcionar con un voltaje de fuente de alimentación de 1.8V.

Paso 6: Programe el microcontrolador AVR Tiny

El AVR se programa utilizando STK500 en el modo de programación en serie de alto voltaje (HVSP). Los ajustes de los fusibles son los que se muestran aquí. El código C es corto y dulce: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; while (1) {PORTB = 0b00000000; para (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; para (i = 0; i <254; i ++); } return 0;}

Paso 7: Rendimiento de la batería

Solo se conmuta un bit (bit PB3 en el pin 2).

El rendimiento de la batería de limón (temperatura ambiente de la habitación 30 grados Celsius) se midió de la siguiente manera: Número de celdas: 4 Voltaje de circuito abierto: 3.2V Corriente de cortocircuito: 1.2mA Voltaje con AVR TIny13V y carga LED: 2.5V Voltaje con AVR TIny13V y LED carga después de 3 horas de operación continua: 1.9V Número de celdas: 3 Voltaje de circuito abierto: 2.3V Corriente de cortocircuito: 1.0mA Voltaje con AVR TIny13V y carga de LED: 1.89V Voltaje con AVR TIny13V y carga de LED después de 3 horas de operación continua: No medido

Paso 8: ¡Achtung

Un breve video de este circuito operado con la batería de limón está disponible en YouTube. Los microcontroladores AVR son dispositivos muy frugales y pueden operar a un voltaje de hasta 1.8V. El consumo de corriente también es muy pequeño y todo el circuito, incluida la corriente del LED, se puede gestionar con una batería de frutas. Tenga cuidado de desechar los materiales, especialmente las tiras de zinc, con cuidado sin contaminar su entorno. No reutilice los limones para ningún propósito después del experimento. Específicamente, no coma los limones usados después del experimento. Aunque este experimento es inofensivo y lo pueden realizar niños, es mejor hacerlo bajo la supervisión de un adulto. Los autores no se hacen responsables de ningún daño resultante de dicho experimento.

Paso 9: referencias

Anurag Chugh colaboró con Yours Truely para este experimento y configuración. Las siguientes referencias fueron útiles para realizar este experimento: 1. Poder de la fruta 2. Hoja de datos de Atmel AVR Tiny13