Solar Powered Arduino Survival Kit: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

คำแนะนำนี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างชุดอุปกรณ์เอาตัวรอด Arduino แบบเอนกประสงค์ โมดูลหลักที่เราจะเน้นในบทช่วยสอนนี้คือชุดแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ การตั้งค่าอนุกรมแผงโซลาร์เซลล์ ออดอิเล็กทรอนิกส์ และโมดูล GPS + Bluetooth การผสมผสานของไอเท็มนี้จะทำให้คุณหวาดกลัวสัตว์ แจ้งเตือนหน่วยกู้ภัย และชาร์จโทรศัพท์ของคุณ และติดตามเส้นทางของการตั้งค่า Arduino บนมือถือของคุณ

โค้ดและเนื้อหาส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในบทช่วยสอนนี้เป็นไปได้ด้วยชุมชนโอเพ่นซอร์สและโลกที่เจริญรุ่งเรืองของครีเอเตอร์ที่เต็มใจช่วยเหลือซึ่งกันและกัน

มีการเขียนเว็บแอปพลิเคชันสำหรับโมดูลนี้ด้วย วิธีนี้จะช่วยให้คุณเดินได้โดยไม่ต้องใช้โทรศัพท์ และยังสามารถติดตามการเดินป่าและการเดินทางที่ยาวนานของคุณ และเห็นภาพได้โดยใช้ Googles Maps API เป็นโปรแกรมที่เขียนง่าย และสามารถทำได้ด้วยตัวเอง หากคุณต้องการเปลี่ยนความสวยงามหรือคุณสมบัติของหน้า อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าสิ่งนี้จะต้องเปิดใน Chrome เนื่องจากใช้เว็บล่าสุดและดีที่สุดสำหรับ Bluetooth API

ขั้นตอนที่ 1: ข้อกำหนด

เทคโนโลยีที่ใช้ในบทช่วยสอนนี้มีดังนี้:

Arduino Mega 2560 (พร้อมกับสายเคเบิล USB-A เป็น USB Type B เพื่ออัปโหลดโค้ด) แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น 4x A Seeed Studios Solar Shield v2.2An HM-10 Bluetooth Arduino Module (รองรับ Bluetooth 4.0 ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการโต้ตอบกับอุปกรณ์ที่ทันสมัย และหน้าเว็บ) โมดูล GPSA ปุ่มง่ายๆ ออดอิเล็คทรอนิกส์ Aduino ใด ๆ ชุดแบตเตอรี่ 5000mAh ที่รองรับการชาร์จผ่าน micro-usb และการคายประจุผ่าน USB-A เขียงหั่นขนมเพื่อความสะดวกในการใช้งานและทดสอบสายไฟจำนวนมาก!! (ตัวผู้กับตัวเมีย, ตัวผู้กับตัวผู้, ตัวเมียกับตัวเมีย, สายไฟที่มีกระแสไฟน้อย) หัวขั้วต่อขนาดเล็กสาย USB-A เข้ากับอะไรก็ได้ สาย Micro-USB กับอะไรก็ได้

ขั้นตอนที่ 2: ตั้งค่าพลังงาน

ส่วนที่สำคัญที่สุดของการตั้งค่ามือถือของเราคือทำให้มั่นใจว่าเรามีพลังงานในระหว่างการเดินทาง เราจะใช้ประโยชน์จากแผงโซลาร์เซลล์ Seeed เพื่อปกป้องส่วนประกอบของเราในขณะที่เราสร้างระบบ 6 โวลต์ด้วยแผงโซลาร์เซลล์ของเรา Seeed Solar Shield สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของ Solar ได้ 4.8 ~ 6 โวลต์ อย่าลังเลที่จะเล่นกับช่วงนี้โดยการจัดหาแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมแล้วลดระดับลงหรือโดยการเดินสายวงจรของคุณในรูปแบบต่างๆ

ขั้นตอนที่ 1: หากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณไม่มีตัวเชื่อมต่อ คุณอาจต้องแงะเข้าไปในแผ่นรองด้านหลังเพื่อค้นหาจุดสัมผัสโลหะสำหรับโหนดขั้วบวกและขั้วลบตามลำดับ มิฉะนั้น หากคุณมีสายไฟพร้อมกับแผง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถต่อสายไฟในแผนผังสายไฟที่แนบมาด้านบนได้ การตัดและบัดกรีสายไฟอาจสะดวกกว่าขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อ

ขั้นตอนที่ 2: การบัดกรีลวดตัวผู้กับพินบวกทุกอัน และลวดตัวเมียกับพินเชิงลบทุกอัน จะช่วยให้คุณขยายแผงโซลาร์เซลล์ได้ตามต้องการ ตัวเลือกการเดินสายนี้ให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นโดยขึ้นอยู่กับพื้นที่ทำงานและความต้องการของคุณ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้ชุดช่วยชีวิตนี้

ขั้นตอนที่ 2.b: เป็นการดีที่จะทดสอบสายไฟของคุณด้วยโวลต์มิเตอร์ หากทำงานในที่มืด ไฟฉายจากกล้องในโทรศัพท์ของคุณน่าจะเพียงพอที่จะส่งแรงดันไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยที่จะมองเห็นได้

ขั้นตอนที่ 3: เมื่อคุณมีวงจรอนุกรมของแผงโซลาร์เซลล์แล้ว (หากใช้วงจรที่เราอธิบายไว้ในข้อกำหนด ตอนนี้คุณควรมีศักย์ไฟฟ้า 6 โวลต์) คุณสามารถเริ่มเสียบเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์ใต้ขั้วต่อที่ระบุว่า 'โซลาร์ '. หากสายไฟของคุณไม่ได้เสียบเข้ากับพอร์ตนี้ คุณอาจต้องบัดกรีขั้วต่อปลายเข้ากับสายไฟเพื่อเชื่อมต่อกับพอร์ตนี้

ขั้นตอนที่ 3.b: เช่นเดียวกับขั้นตอนข้างต้น คุณอาจไม่สามารถเสียบพาวเวอร์แบงค์ของคุณเข้ากับขั้วแบตเตอรี่ได้โดยตรง โดยเฉพาะกับพาวเวอร์แบงค์ในเชิงพาณิชย์ เป็นไปได้ว่าคุณจะต้องตัดสายเคเบิลและใช้บัดกรีเพื่อซ่อมสายไฟเพื่อให้สามารถเสียบเข้ากับขั้วแบตเตอรี่เพื่อชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ได้

ขั้นตอนที่ 4 นอกจากนี้ กับ powerbank ให้เสียบเข้ากับพอร์ต microUSB บนแผงโซลาร์เซลล์ ธนาคารพลังงานของเราชาร์จผ่าน MicroUSB และคายประจุผ่าน USB-A ด้วยโปรแกรมตรวจสอบการชาร์จและการคายประจุ คุณควรจะสามารถใช้พาวเวอร์แบงค์ของคุณได้อย่างเต็มที่โดยไม่คำนึงถึงความสามารถ/ไม่สามารถชาร์จและคายประจุพร้อมกันได้

Solar Seeed Shield ให้แสงสีแดงเพื่อระบุว่ามีไฟเข้าจากแผงโซลาร์เซลล์เมื่อใด สิ่งนี้มีประโยชน์ในการทดสอบ!

ตอนนี้เราได้เตรียมพาวเวอร์แบงค์ไว้อย่างเหมาะสมสำหรับการชาร์จแล้ว เราสามารถนำที่ชาร์จโทรศัพท์ที่คุณเลือกติดตัวไปด้วย เพื่อให้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับโทรศัพท์ได้ในทุกการเดินทาง! USB-C, Lightning, Microusb คุณชื่อมัน!

ขั้นตอนที่ 3: โมดูล Bluetooth และ GPS

การใช้เขียงหั่นขนมอาจเป็นประโยชน์สำหรับขั้นตอนต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังใช้ Arduino ที่เล็กกว่าหรือไม่

สำหรับขั้นตอนเหล่านี้ เราจะใช้ไลบรารี SoftwareSerial หากคุณได้ติดตาม Arduino ตัวอื่นจาก Mega (เช่น Arduino DUE) คุณอาจพบว่าคุณขาดไลบรารี่เพื่อดำเนินการต่อด้วยรหัสและขั้นตอนต่อไปนี้ ผมเองพยายามหาวิธีแก้ไขปัญหาชั่วคราวใน DUE และเปลี่ยนมาใช้ MEGA 2560

ขั้นตอนที่ 1: พิน

HM - 10

HM-10 สามารถลดระดับลงได้ 5 โวลต์ ดังนั้นอย่าลังเลที่จะเสียบเข้ากับพิน 3.3 หรือ 5v

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

จีพีเอส (NEO-6M-0-001)

หมายเหตุ เสาอากาศต้องเชื่อมต่อกับเครื่องรับแยกต่างหาก หากคุณพยายามทำการเชื่อมต่อนี้ (ไม่ควรใช้แรงมากเกินไปและควรส่งผลให้เกิดการคลิกที่น่าพอใจ) คุณอาจต้องใช้คีมและย่อความกว้างของไมโครคอนโทรลเลอร์ของโมดูลให้สั้นลง ทางด้านเสาอากาศ ขั้วต่อควรจะบานออกเล็กน้อย ดังนั้นอย่าพยายามทำให้บางลง มิฉะนั้น คุณจะต้องดิ้นรนต่อไป

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

เนื่องจากทั้งสองโมดูลสามารถรองรับไฟได้ 5 โวลต์ จึงสะดวกกว่าที่จะต่อสายเป็นอนุกรมบน Breadboard โมดูล GPS จะไม่กะพริบเป็นสีแดงจนกว่าจะได้รับการเชื่อมต่อดาวเทียมที่มีสัญญาณแรง คุณอาจต้องออกไปข้างนอกและรอสองสามนาทีเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานครั้งต่อๆ ไป กระบวนการนี้น่าจะเร็วกว่ามากและเป็นไปได้จากสภาพดาวเทียมที่เข้มงวดกว่า เช่น ในอาคาร

ด้วยโมดูล GPS และหน่วยความจำขนาดใหญ่จาก Arduino Mega 2560 เราสามารถส่งข้อมูล GPS ของเราไปยังอุปกรณ์บลูทูธ และสร้างแผนที่ผ่านเว็บแอปพลิเคชันต่างๆ

ลิ้งค์โค้ดด้านล่าง

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

ขั้นตอนที่ 4: (ไม่บังคับ) การเดินสายไฟปุ่ม LED

ดังที่คุณทราบดีอยู่แล้ว คุณสามารถต่อปุ่มต่างๆ ผ่านการเชื่อมต่อแบบสองพินอย่างง่าย เมื่อกดปุ่ม การเชื่อมต่อระหว่างหมุดเหล่านี้จะกลับคืนมา ปุ่ม LED หลายปุ่มจะมีหมุดเพิ่มเติมสำหรับให้แสงสว่าง สิ่งนี้แยกตรรกะทางกายภาพของแสงและสุนทรียภาพและวัตถุประสงค์ที่แท้จริงของปุ่ม ปุ่มของเรามีป้ายกำกับสำหรับการเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบสำหรับการเดินสาย แต่เราขาดสายไฟสำหรับพิน I/O ซึ่งอาจต้องมีการทดสอบหรือเล่นซอบ้าง ขั้นตอนที่ 1: นำปุ่มของคุณด้วย 'หมุด' ง่ามแล้วบัดกรีสายตัวผู้แทน เพื่อให้สามารถวางปุ่มในเขียงหั่นขนมหรือลงใน Arduino ของคุณได้โดยตรงขั้นตอนที่ 1b การเพิ่มการหดตัวด้วยความร้อนและเทปพันสายไฟอาจเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทำให้สายไฟที่เพิ่งบัดกรีใหม่มีความเสถียร การข้ามขั้นตอนนี้จะช่วยประหยัดเวลา แต่ทำให้เกิดความไม่แน่นอนมากขึ้นเมื่อคุณกำลังทดสอบปุ่มแฟนซีใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพบปัญหาการติดฉลากอยู่แล้ว

ขั้นตอนที่ 2. ทดสอบปุ่มของคุณและเพิ่มตรรกะใดๆ ที่คุณต้องการลงไป เช่น การเปิดบลูทูธหรือทำหน้าที่เป็นปุ่มสำหรับออดของเรา ซึ่งจะถูกติดตั้งในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รวม debouncer ไว้ในโค้ดของคุณแล้ว ไม่ว่าคุณจะลงเอยด้วยปุ่มเพื่ออะไร Debouncers เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทำให้กระแสไฟฟ้าใช้งานง่ายและใช้งานได้สำหรับการเขียนโปรแกรม

หมุด:ปุ่มของเราอยู่ใต้เส้น 3.3v พร้อมกับกราวด์ หมุดอื่น ๆ อยู่ใน 5 และ 6 ตามลำดับและควบคุมออดของเรา

ขั้นตอนที่ 5: ตัวเลือก 2: ปุ่มปกติ

หากคุณต้องการลดการบัดกรีและความสับสน ให้เลือกใช้ปุ่มปกติแทน โดยปกติจะมีป้ายกำกับที่ดีกว่าและจะให้การคลิกแบบสัมผัสมากขึ้น ซึ่งง่ายต่อการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 6: Buzzer

เสียงกริ่งที่ความถี่ที่ถูกต้องอาจทำให้สัตว์ตกใจได้ (และอาจทำให้เด็กเล็กน่ารำคาญได้) คุณสามารถใช้ตัวต้านทานเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะไม่ส่งเสียงกริ่ง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ 3.3 โวลต์เต็มที่ Arduino ของเราสามารถส่งออกได้

Arduino Mega 2560 มีหมุดสำรอง และออดสามง่ามของเราเสียบเข้ากับพิน 47 ส่วนใหญ่เพื่อเก็บไว้แยกและจัดระเบียบจากส่วนประกอบที่แยกจากกัน

ขั้นตอนที่ 7: การสมัคร: ขั้นตอนเพิ่มเติม - แจ็คเก็ตพลังงานแสงอาทิตย์

ตำแหน่งแผงโซลาร์เซลล์:

กระเป๋าพลาสติกรีไซเคิลทำมาเพื่อให้พอดีกับแผงโซลาร์เซลล์น้ำหนักเบาและยืดหยุ่นจำนวน 4 ชิ้นซึ่งมีรูวงแหวนโลหะสำหรับให้สายไฟผ่านไปยังชั้นกลางของแจ็คเก็ตเพื่อไปยังแบตสำรองสำหรับชาร์จทางด้านซ้าย - ด้านมือของสมาร์ทแจ็คเก็ต มันถูกวางไว้ที่ด้านหน้าเพราะนักปีนเขาทางไกลจะแบกเป้ใบใหญ่ไว้สำหรับพักค้างคืนที่นั่น การวางแผงด้านหลังจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการวางไว้ด้านหน้าอย่างแน่นอน

พลาสติกใสที่นำกลับมาใช้ใหม่จึงไม่กระทบต่อการทำงานของแผงเพราะปล่อยให้แสงแดดส่องผ่านและยังทนน้ำได้ซึ่งป้องกันสายไฟไม่ให้เสียหายได้

นอกจากนี้ยังมีแถบสี่เหลี่ยมปิดวงแหวนโลหะที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่กับแผงที่วัดได้อย่างแม่นยำสำหรับการต่อสายไฟเท่านั้น แต่ไม่รวมถึงพื้นผิวของแผง

ขนาด: กระเป๋าพลาสติกช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์ 4 แผง (195 มม. x 58 มม.) จัดเรียงอย่างเป็นระเบียบและมีประสิทธิภาพในรูปแบบการตก

วัสดุ: ผ้ากันน้ำและซิปไลน์, พลาสติกรีไซเคิล, แหวนโลหะ, กระดุมพลาสติก, การออกแบบสามชั้นที่ชาญฉลาดสามารถใช้เพื่อป้องกันสายไฟของคุณ และยังให้ความสะดวกสบายแก่ผู้ใช้อีกด้วย ด้วยการแยกสายไฟจากชั้นนอกและชั้นใน คุณไม่เพียงแต่ให้พื้นที่ทำงานมากขึ้นเท่านั้น แต่คุณจะมั่นใจได้ว่าผู้ใช้ของคุณจะไม่มีใครฉลาดไปกว่าพลังและความซับซ้อนของ Arduino Survival Kit ของคุณ!!

ขั้นตอนที่ 8: การสมัคร: ขั้นตอนเพิ่มเติม - Smart Jacket

ไฟ LED ยังสามารถวางไว้บนไหล่และแขนเสื้อของชั้นในของเสื้อผ้าได้ ในขณะที่ไฟ LED นั้นยังช่วยเพิ่มองค์ประกอบการเอาตัวรอดและรูปลักษณ์ของเสื้อแจ็คเก็ตอีกด้วย LED พลังงานต่ำที่ได้รับการคัดเลือกอย่างชาญฉลาดจะสร้างผลกระทบอย่างจำกัดต่อ powerbank และยังคงรักษาวัตถุประสงค์ของโมดูล Arduino มือถือของเราไว้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ใช้ความระมัดระวังอย่างเหมาะสมเพื่อไม่ให้เสื้อผ้าและส่วนประกอบไฟฟ้าร้อนเกินไป เช่น โดยการเปิดเครื่องเป็นเวลานาน อย่าลังเลที่จะทิ้งโทรศัพท์ไว้ข้างหลังและไปปีนเขา เมื่อคุณกลับมา คุณจะสามารถอัปโหลดพิกัด gps ของคุณไปยังเว็บแอปพลิเคชันของเราที่เชื่อมโยงอยู่ในขั้นตอนแรกของคำแนะนำของเรา