Solar Shell: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

นี่คือการอัปเกรดเป็นหนึ่งในโปรเจ็กต์ของฉันเมื่อสองปีก่อน - the conch screamer: https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/ การเป่าหอยสังข์แบบดั้งเดิมตอนพระอาทิตย์ตกดินที่นี่ในเมาอิโดยไมโครคอนโทรลเลอร์เท่านั้น ความสง่างามของโครงการคือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แต่ความเป็นอิสระถูกทำลายโดยยูทิลิตี้ที่ต้องตั้งโปรแกรมตำแหน่งของหอยสังข์และเขตเวลา สิ่งนี้ทำให้อาคารหนึ่งสำหรับเพื่อนจำเป็นต้องเตรียมโปรแกรมล่วงหน้าและชราภาพเมื่อบุคคลนั้นย้ายหรือเขตเวลาเปลี่ยนไป นอกจากนี้ การออกแบบของรุ่นออริจินัลยังประกอบด้วยส่วนประกอบแบบมีสายของหนูที่ยัดเข้าไปในเปลือกซึ่งในที่สุดส่งผลให้เกิดความเสียหายจากน้ำและการสร้างใหม่ที่ยาวนาน ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการปรับปรุงด้วยการจัดการการนอนหลับที่เป็นมิตรต่อพลังงานและการเปลี่ยนรีเลย์สำหรับทรานซิสเตอร์

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุของคุณ

ฉันต้องเปลี่ยนบางส่วนที่ทำให้โปรเจ็กต์ดีขึ้น:

1. Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather Board ประมาณ 20 เหรียญ กระดานที่ยอดเยี่ยมที่ใช้ได้กับทุกสิ่ง

2. DFPlayer - เครื่องเล่น MP3 ขนาดเล็กสำหรับ Arduino - บอร์ดเสียงขนาดเล็กมาก จิ๋วพร้อมเครื่องอ่านการ์ดและแอมป์ในแพ็คเกจขนาดเล็กมาก $8 DFRobot

3. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout-- โมดูล RTC ที่สมบูรณ์แบบทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์มากมายเป็นเวลาหลายปี…$13

4. โมดูล GPS พร้อมสิ่งที่แนบมาจาก DFRobot อีกครั้ง - เครื่องเล็กสุด ๆ รวดเร็วและแม่นยำมาก

5. ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ NPN (PN2222)

6. TIP120 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

7. ตัวต้านทาน 3 ตัว 1k

8. ผู้พูด

9. แบตเตอรี่ lipo - กลมหรือแบนตามที่คุณต้องการ

10. TP 4056 - ทั่วไปสำหรับชาร์จแบตเตอรี่จากเซลล์แสงอาทิตย์ - ราคาถูก

11. ALLPOWERS 1PC 2.5W 5V 500mAh Mini Solar Panel Module Solar System Epoxy Cell Charger DIY 130x150mm ซื้อทันที เพิ่มลงในรถเข็น

12. สวิตช์เปิด/ปิดโลหะที่ทนทานพร้อมวงแหวน LED สีเขียว - เปิด/ปิดสีเขียว 16 มม. Adafruit $5

ขั้นตอนที่ 2: สั่งซื้อ PCBs ของคุณ

ส่วนที่ดีที่สุดของการเรียนรู้จากโปรเจ็กต์เก่า ๆ คือการพัฒนาวิธีใหม่ในการจัดการกับปัญหา ที่แย่ที่สุดคือหนูทำรังของสายไฟที่สร้างภัยพิบัติให้กับมือสมัครเล่นและความสุขที่ไม่ได้รับการออกแบบของคุณกลับมาจาก PCBway (ฉันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับใครเลยและได้รับ ไม่มีเงินสำหรับการสั่งซื้อ…) เสียบชิ้นส่วนทั้งหมดแล้วใช้งานได้ (หรือไม่…) ด้วยเงิน 20 เหรียญและการทำงานหนึ่งชั่วโมงกับ Eagle ผลลัพธ์นั้นน่าทึ่งมาก

ขั้นตอนที่ 3: วางสาย

ฉันแนบภาพวาดของกระดาน Eagle เพื่อให้คุณได้เชื่อมต่อทั้งหมดออกจากนั้นแทนที่จะเป็นไดอะแกรมที่ไม่ดี ส่วนประกอบทั้งหมดพอดีกับบอร์ดได้ง่าย ยกเว้นทรานซิสเตอร์ -- อันที่ใหญ่กว่าที่ฉันติดตั้งที่ด้านหลังเพื่อประหยัดพื้นที่และทำให้แบนราบ ฉันได้ขั้วต่อสกรู (ดูรูป) เพื่อต่อลำโพง โซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ GPS และสลับไปที่บอร์ด

ขั้นตอนที่ 4: สร้างมัน

โครงสร้างค่อนข้างประกอบง่าย หาหอยสังข์ที่มีขนาดเหมาะสม -- ไม่น่าประทับใจถ้าคุณใส่เปลือกหอยเล็กๆ ไว้บนกระดาน -- ถ้าอย่างอื่นไม่ผ่าน คุณสามารถพิมพ์ 3D ได้….สำหรับลำแสงหลัก ฉันใช้หนึ่งในที่วางขวดไวน์ไม้โค้งงอที่เป็นที่นิยม และราคาถูก ส่วนประกอบและบอร์ดได้รับการปกป้องจากน้ำท่วมด้วยเคส iPhone ที่ดัดแปลงราคาถูกสำหรับชายหาด GPS จัดส่งในตัวเรือนกันน้ำของตัวเองซึ่งดีมาก ชิ้นส่วนทั้งหมดเป็น Shoe Gooed ที่ด้านล่างของแผงโซลาร์เซลล์ และวางขอบอลูมิเนียมที่ทาสีไว้เพื่อให้รูปลักษณ์ภายนอกดูกลมกลืน ฉันไม่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่นี่ ดังนั้นตัวพิมพ์เล็กสำหรับโซลาร์เซลล์ก็จะทำงานได้ดีเช่นกัน ลำโพงเป็นส่วนประกอบเดียวที่สอดเข้าไปในเปลือกนั่นเอง สวิตช์พร้อมไฟ LED จะใส่เข้าไปที่ขอบของขอบอะลูมิเนียมหรือผ่านไม้ด้านล่างเปลือก จนถึงขณะนี้ สิ่งก่อสร้างนี้รอดพ้นจากพายุฝนที่รุนแรงหลายครั้ง

ขั้นตอนที่ 5: โปรแกรม It

มีหลายส่วนที่ยุ่งเหยิงในโค้ด โปรแกรมใช้ห้องสมุดที่เรียกว่า Dusk2Dawn ซึ่งคำนวณเวลาพระอาทิตย์ตกเมื่อผ่านสถานที่และเขตเวลาเฉพาะ ไม่มีปัญหาที่จะมีตารางค้นหาสำหรับเขตเวลาทั้งหมดที่มีอยู่ ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ฉันตั้งเขตเวลาปานกลางที่ -12 แล้วใช้เวลาเปิดใช้งานสำหรับปุ่มนาฬิกาในการตั้งค่าเริ่มต้นเพื่อตั้งค่า RTC และนาฬิกาปลุกที่ตามมาตลอดอายุของนาฬิกา นาทีและวินาทีนอกเหนือจากเวลาพื้นฐานจะถูกส่งไปยัง RTC สำหรับการปลุกครั้งต่อไป มันใช้ห้องสมุด: RTClibExtended.h เพื่อทำการเตือนและทำงานได้ดี Adafruit ESP 32 ช่วยให้สามารถใช้กระแสไฟขณะหลับได้ต่ำมาก (ประมาณ 50 microAmps) และการตั้งค่าตำแหน่ง lat และ long ในหน่วยความจำถาวรหลังจากรีบูตทำได้ง่ายด้วย

ตัวแปร RTC_DATA_ATTR คุณต้องใช้ Serial2 กับอุปกรณ์นี้เนื่องจาก SerialOne เกี่ยวข้องกับอย่างอื่นเมื่อคุณได้รับข้อมูลจาก GPS ระบบทำงานโดยเปิดเครื่องเมื่อคุณเพิ่งพระอาทิตย์ตกดินในตำแหน่ง GPS ที่ดี พลังงานในการบูตครั้งแรกนี้มาจากทรานซิสเตอร์ไปยังหน่วย GPS ซึ่งเปิดเครื่องพร้อมกับไฟ LED ในสวิตช์ไฟ GPS จะค้นหาตำแหน่งของคุณในเวลาประมาณหนึ่งนาที บันทึกลงในหน่วยความจำถาวร ตั้งนาฬิกา RTC สำหรับวันที่และเวลา ตัดการเชื่อมต่อพลังงานจาก GPS และ LED เวลาปลุกครั้งต่อไปจะถูกส่งไปยัง RTC และ ESP จะเข้าสู่โหมดสลีปโดยเหลือเพียง RTC สู่อำนาจ เมื่อปลุกด้วยสัญญาณจาก RTC ไปที่พิน 33 ซึ่งปกติจะอยู่ในระดับสูง พลังงานจะถูกส่งไปยังโมดูลเสียงเพื่อเล่นเพลงพระอาทิตย์ตก จากนั้นปิดเครื่องและรีเซ็ตการเตือน ใช้พลังงานน้อยที่สุดและสามารถชาร์จสำรองได้อย่างง่ายดายด้วย TP 4056 และเซลล์แสงอาทิตย์

ขั้นตอนที่ 6: การใช้มัน

เป็นเครื่องที่สนุกจริงๆ หอยสังข์พัดสำหรับพระอาทิตย์ตกดินเป็นที่นิยมในชุมชนชายหาดหลายแห่งทั่วโลก---นั่งบนเก้าอี้ Tommy Bahama ของคุณ ลูกบอลดวงอาทิตย์ตกหลังก้อนเมฆถูกอัปโหลดซ้ำ ๆ พร้อมภาพพระอาทิตย์ตก