Powłoka słoneczna: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

To jest aktualizacja jednego z moich projektów sprzed dwóch lat – Conch screamer: https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/. Tradycyjne dmuchanie w konchę o zachodzie słońca tutaj na Maui tylko przez mikrokontroler. Elegancję projektu stanowiło zasilanie energią słoneczną, ale jego niezależność podważała użyteczność programowania położenia muszli i jej strefy czasowej. To sprawiło, że zbudowanie jednego dla przyjaciela wymagało wcześniejszego zaprogramowania i starzenia się, gdy osoba się poruszała lub zmieniały się strefy czasowe. Również projekt oryginału składał się ze szczurzych elementów przewodowych wepchniętych do skorupy, co ostatecznie spowodowało uszkodzenie przez wodę i długotrwałe przebudowy. Mikrokontrolery zostały ulepszone dzięki układom spania przyjaznym dla zasilania i wymianie przekaźników na tranzystory.

Krok 1: Zbierz swoje materiały

Musiałem wymienić kilka części, które uczyniły projekt lepszym:

1. Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather Board około 20 USD Świetna deska, która działa na wszystko.

2. DFPlayer - Mini odtwarzacz MP3 dla Arduino - super mała płyta dźwiękowa, mała z czytnikiem kart i wzmacniaczem w bardzo małym opakowaniu 8 USD DFRobot

3. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout - doskonały moduł RTC współpracuje z mnóstwem oprogramowania przez lata… 13 USD

4. Moduł GPS z obudową firmy DFRobot ponownie - super mała maszyna bardzo szybka i dokładna

5. Tranzystor bipolarny NPN (PN2222)

6. TIP120 Tranzystor mocy Darlington

7. 3 rezystory 1k

8. Głośnik

9. Bateria lipo-okrągła lub płaska do wyboru!

10. TP 4056 - ogólny do ładowania akumulatora z ogniwa słonecznego - tanie;

11. ALLPOWERS 1PC 2.5W 5V 500mAh Mini moduł panelu słonecznego Układ słoneczny ładowarka epoksydowa DIY 130x150mm $9

12. Wytrzymały metalowy włącznik/wyłącznik z zielonym pierścieniem LED – zielony włącznik/wyłącznik 16 mm Adafruit 5 zł

Krok 2: Zamów PCB

Najlepszą częścią uczenia się na starszych projektach jest rozwijanie nowych sposobów radzenia sobie z problemami – najgorsze jest to, że szczurze gniazdo przewodów, które nękają konstrukcje amatorskie i niezmącona radość z odzyskania projektu z PCBway (nie mam powiązań z nikim i dostaję nie ma pieniędzy na zamówienia…) podłączanie wszystkich części i bam działa (lub nie…) Za 20 dolców i godzinę pracy nad Eagle wyniki są niesamowite.

Krok 3: Podłącz to

Załączyłem rysunek deski orła, aby można było uzyskać wszystkie połączenia z tego, a nie zły schemat fritzowania. Wszystkie elementy z łatwością mieszczą się na płytce, z wyjątkiem tranzystora - większy, który zamontowałem z tyłu, aby zaoszczędzić miejsce i sprawić, by pozostał płaski. Dostałem kilka złącz śrubowych (patrz zdjęcia) do podłączenia głośnika, ogniwa słonecznego, baterii, GPS i przełączenia na płytkę.

Krok 4: Zbuduj to

Konstrukcja jest dość łatwa w montażu. Zdobądź muszlę muszli o legalnym rozmiarze – nie imponującą, jeśli umieścisz na desce małą muszlę kauri – jeśli wszystko inne zawiedzie, możesz ją wydrukować w 3D… Do belki głównej użyłem jednego z tych popularnych uchwytów na butelki wina z giętego drewna a przez to tanie. Komponenty i płytkę zabezpieczono przed powodzią tanim, zmodyfikowanym etui na iPhone’a na plażę. GPS jest dostarczany we własnej wodoodpornej obudowie, co jest miłe. Wszystkie elementy są lepione do spodu panelu słonecznego, a pomalowana aluminiowa krawędź została umieszczona w celu dopełnienia wyglądu. Nie mam tutaj drukarki 3D, więc dolna obudowa ogniwa słonecznego również dobrze by się sprawdziła. Głośnik jest jedynym elementem, który jest wsuwany do samej obudowy. Przełącznik z diodą LED jest umieszczony na krawędzi aluminiowego obramowania lub przez drewno pod skorupą. Do tej pory konstrukcja przetrwała kilka silnych ulewy.

Krok 5: Zaprogramuj to

W kodzie jest wiele niespokojnych części. Program korzysta z biblioteki o nazwie Dusk2Dawn, która oblicza zachód słońca po przekroczeniu określonej lokalizacji i strefy czasowej. Nie ma mowy o posiadaniu tabeli przeglądowej dla wszystkich dostępnych stref czasowych, więc aby to obejść, ustawiłem średnią strefę czasową na -12, a następnie użyję czasu aktywacji dla przycisku zegara w początkowej konfiguracji, aby ustawić RTC i kolejne alarmy na całe życie zegara. Minuty i sekundy oprócz czasu podstawowego są przekazywane do RTC w celu jego następnego wybudzenia. Wykorzystuje bibliotekę: RTClibExtended.h do wykonywania alarmów i działa dobrze. Adafruit ESP 32 umożliwia bardzo niskie zużycie prądu uśpienia (około 50 mikroamperów), a ustawienie lokalizacji lat i długich w pamięci stałej po ponownym uruchomieniu było łatwe dzięki

Zmienne RTC_DATA_ATTR. Musisz używać Serial2 z tym urządzeniem, ponieważ SerialOne jest zaangażowany w coś innego podczas pobierania danych z GPS. System działa poprzez włączenie urządzenia, gdy tylko o zachodzie słońca w dobrej lokalizacji GPS. Moc przy pierwszym uruchomieniu jest przekazywana przez tranzystor do modułu GPS, który włącza się wraz z diodą LED na przełączniku zasilania. GPS odnajduje Twoją lokalizację w około minutę, zapisuje ją w stałej pamięci, ustawia w zegarze RTC datę i godzinę, odłącza zasilanie od GPS i diody LED, następny czas budzenia jest wysyłany do RTC i ESP przechodzi w stan uśpienia pozostawiając tylko RTC do zasilania. Po przebudzeniu z sygnałem z zegara czasu rzeczywistego do styku 33, który normalnie jest utrzymywany w stanie wysokim, zasilanie jest wysyłane do modułu dźwiękowego, aby odtworzyć musical o zachodzie słońca, a następnie wyłącza się i resetuje alarm. Wykorzystuje minimalną moc i jest łatwo ładowany z powrotem za pomocą TP 4056 i ogniwa słonecznego.

Krok 6: Korzystanie z niego

To naprawdę fajna maszyna. Uderzenie konchy na zachód słońca jest popularne w wielu społecznościach plażowych na całym świecie - siedząc w fotelu Tommy Bahama, słoneczna kula spadająca za chmurę jest rekurencyjnie przesyłana ze zdjęciami zachodu słońca.