Torba rowerowa Solar LED: 14 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Zeszłego lata miałem okazję pracować na nocną zmianę w piekarni położonej kilka miast dalej, co oznaczało, że miałem dużo dojazdów do pracy. Plecy. I wprzód. W nocy. Na rowerze. Autobusy nawet nie jeżdżą tak późno. Miałem dość ciągłego zmuszania mnie do zjeżdżania na pobocze przez wszystkich tych cholernie nierozważnych kierowców pędzących obok – jak mogli przebić się przez obecność tak świadomej ziemi istoty jak ja, z tak małym szacunkiem, krążącej w ich brudnych, maszyny zanieczyszczające węgiel?! Oczywiście prawdopodobnie nie było mnie łatwo zobaczyć, biorąc pod uwagę ogólny brak oświetlenia ulicznego w okolicy, więc poszedłem i kupiłem niezbędny, drogi zestaw lamp czołowych i tylnych. koryto. Nie chciałem ciągle kupować tych wszystkich cholernych baterii i na pewno nie chciałem ich wyrzucać, więc to właśnie wymyśliłem. To i fakt, że nie pojadę w tym roku na Burning Man, dało mi mnóstwo wolnego czasu, który inaczej spędziłbym w ten sposób. Więc to są moje nagrody pocieszenia. W niedalekiej przyszłości dodam implementację cudownej kurtki rowerowej Leah Buechley, sterowanej Arduino. To moja pierwsza instrukcja i jest to praca z dokumentacją retro, ale mam nadzieję, że wystarczy. Jeśli wydaje się to trochę zbyt uproszczone, to prawdopodobnie tak jest. Dotyczy to również mnie. Wszystkim, twórz i ciesz się! Aha i przepraszam za okropną jakość zdjęć. Przez lata pracowałem nad swoim aparatem dość ciężko i wygląda na to, że zbliża się do końca cyklu życia produktu. powąchać.

Krok 1: Rzeczy, których potrzebujesz

Materiały/Zapasy1 Plecak/torba na ramię1 Etui na projekt1 Tania latarka czołowa LED1 Tanio/nie tak tanio czerwone podświetlenie LED do rowerów2 Ogniwa słoneczne PowerFilm 3 V, 50 mA, numer produktu MP3-371 Uchwyt na baterie AA, mieszczący: 3 baterie NiMH AA1 Sztuka płytka perforowana, która będzie pasować do górnej części obudowy projektu4-8 Wsporniki + śruby1 Standardowa dioda blokująca, na przykład 1N40015 Rezystory 100 Ohm3 Przełączniki chwilowe1 Przełącznik DPDT1 Przełącznik SPST Wiele: diod LED do wyboru Przewód do wyboru Zapasowe baterie do testowania nylonowy, jeśli to możliwe)RzepZnudzenie Opcjonalnie: 1 Arduino Skinny od sparkfun (lub nowa certyfikowana wersja, Arduino Pro) Pounding Psy-trance Miałem tani plecak od Burton Snowboards, który był idealnym rozmiarem do moich celów, ale nie podobał mi się prosty styl "plecaka". Zmieniłem więc rozmieszczenie pasków i teraz jest on przechylony na bok jako torba kurierska z jednym głównym paskiem na ciało i dodatkowym paskiem, który zatrzaskuje się od dołu, zapewniając wyjątkowo bezpieczną platformę. Największym jak dotąd minusem jest to, że ma tendencję do owijania się wokół ciała, czego efektem jest bardzo przesiąknięta potem koszula. Ale… nieważne. To działa. Znalazłem w kuchni zamykany, hermetyczny pojemnik typu Tupperware, który idealnie pasował do pudełka projektowego, a reflektor kupiłem za około 6 dolarów od WalMart. Prawie wszystko inne było w mojej skrzyni biegów lub zamówione przez Internet. Większość mojego okablowania to wiązka przewodów głośnikowych, które leżały w pobliżu, ładne i sprężyste. NarzędziaLutownicaPłytka prototypowaPodstawowy multimetrZestaw wkrętakówWiertarka akumulatorowa + bitPrzewody połączeniowe z zaciskiem krokodylkowymPłytki z igłamiPrzecinak do drutuOstraZapalniczkaIgłaOstrze XactoOpcja do zawieszania na koszulach i kleju Uchwyt na lutownicę/trzecia ręka Pistolet do klejenia na gorąco + klej na gorąco, do uszczelniania Piła, lepiej ciąć NożyczkamiOdpowiednia wentylacja, aby zachować cenną szarą materię

Krok 2: Przygotowanie plecaka

Jest to dość oczywiste. Zastanów się, gdzie chcesz, aby określone elementy znalazły się w torbie i jak będą działać „tam”, na drodze. Powinno to decydować o fizycznym rozmieszczeniu Twojej konkretnej konstrukcji. Wytnij/uszyj/zmodyfikuj wszystko, jeśli to konieczne – zobacz poprzedni krok, dlaczego moja torba wygląda tak przekrzywiona. Ostrze i zapalniczka Xacto są przydatne do wykonywania cięć i topienia postrzępionych końcówek, a dobre, staromodne igły i nitki będą najlepszym rozwiązaniem do ponownego mocowania. wsuwa się do bocznej kieszeni z wygodnym otworem na przewód słuchawkowy, blisko paska na ramię, którego będę używał. Wszystkie przyciski (oprócz głównego przełącznika) umieściłem na pasku na ramię i chciałem poprowadzić przewody do góry pasek, więc musiałem wyciąć małe dziurki po obu stronach i przełożyć je kawałkiem drucianego wieszaka, jak gigantyczna „igła”… ale o tym później. sam pasek, który był idealny do domu dla zespołów LED/przycisków, i miałem duży plastikowy pierścień, w którym mogłem osadzić kolejny przełącznik. Oczywiście te szczegóły będą dla każdego inne.

Krok 3: Przygotowanie pudełka projektu

Gdy skończysz z samą torbą, czas na pojemnik z projektem. Jeśli to możliwe, spróbuj dopasować uchwyt baterii do pudełka i sprawdź, czy masz wystarczająco dużo miejsca, aby zamontować swoje płytki, przełączniki i przewody także. Moje wszystkie ledwo pasują. Jeśli nie, będziesz musiał znaleźć inne pudełko na baterie. Wszechobecna puszka Altoids będzie działać po prostu elegancko. Mając to wszystko na uwadze, wywierć otwory na przewody, które będziesz wprowadzać i wyprowadzać, oraz przełącznik(i). Kiedy w końcu zaczniesz podłączać rzeczy, upewnij się, że drut ma dobry węzeł, gdy wchodzi do pudełka, aby nie zostały niespodziewanie wyrwane. Co prawdopodobnie nie byłoby dobre. Określ rozmiar potrzebnej płyty perforowanej i wytnij ją. Im większy, tym lepiej, ponieważ będziesz miał więcej miejsca do zabawy, ale czasami jesteś trochę ciasny. Przyklej / przymocuj akumulator i zamontuj swoją płytę za pomocą wsporników. Czerwona tablica to „chuda” wersja Arduino firmy Sparkfun, która ostatecznie będzie napędzać wyżej wymienione kierunkowskazy, które nie są jeszcze podłączone.

Krok 4: Budowanie obwodu, część 1: Ładowanie

Będziemy mieć szeregowo 3 akumulatory NiMH AA, co daje nominalne napięcie 1,2V każdy, co daje nominalne 3,6V. Ale w rzeczywistych warunkach użytkowania może to spaść nawet do 0,9 V i do 1,4 V przy każdym ładowaniu bez powodowania większych szkód, więc potrzebujemy jakiegoś sposobu ograniczenia ich użycia do tego zakresu. Ten obwód zrobi to w przybliżeniu, choć w szorstki, nieinżynierski sposób. Ale to proste i działa. Aby naładować baterie, musisz podłączyć dodatni koniec panelu słonecznego do dodatniego końca baterii, a ujemne końce robią to samo. Tutaj przekręcenie przełącznika „w górę” właśnie to zrobi. Jednak dwie kwestie:1. Potrzebujemy diody w kierunku ładowania, aby zapobiec ponownemu rozładowaniu akumulatorów z powrotem do ogniw słonecznych, gdy jest ciemno, drenując je z energii, którą zmagazynowaliśmy w ciągu dnia, oraz:2. Nominalny spadek napięcia na ogniwach słonecznych, które połączyliśmy szeregowo, wyniesie 6V. Dopóki napięcie słoneczne jest wyższe niż napięcie akumulatora, prąd będzie płynął do akumulatorów. Ale nie chcemy, aby całkowite napięcie baterii było wyższe niż około 4,2 V (1,4 x 3), więc potrzebujemy sposobu na obniżenie poziomu napięcia słonecznego o około 1,8 V w drodze do akumulatorów. Chociaż nie jest to zbyt eleganckie, ani solidne, umieszczenie tam diody LED powinno zapewnić obie te rzeczy, ponieważ zwykle mają one spadek napięcia od około 1,7 do 2 woltów. Użyj multimetru, aby to potwierdzić… Chociaż ogólnie ZŁYM POMYSŁEM jest podłączenie diody LED odwrotnie (nieodwracalne jej uszkodzenie), obwód W TYM SZCZEGÓLNYM PRZYPADKU powinien być w stanie poradzić sobie z potencjalnym przepływem prądu wstecznego bez większych uszkodzeń. I do tej pory nie ma (skrzyżowane palce). Ponadto daje ładny wskaźnik stanu ładowania: im jaśniejsza dioda LED, tym szybciej ładuje akumulatory. Gdy jest wyłączony, ogniwa słoneczne wydzielają mniejsze napięcie niż akumulatory, co oznacza, że się nie ładują. Jedynym zmartwieniem jest to, że podane napięcie, 6 V, jest tylko w nominalnych, laboratoryjnych warunkach testowych, a dla tych paneli, w bezpośrednim świetle słonecznym, może osiągnąć nawet 7,2 V, co zdecydowanie przeładowałoby akumulatory. Ale to ryzyko, z którym jestem gotowa żyć. Lepsze niż ich nadmierne rozładowywanie… I jeszcze jedną rzeczą, którą musimy sprawdzić, jest przepływ prądu wychodzący z ogniw słonecznych. W rubryce mówimy, że generalnie chcemy, aby prąd wynosił 1/10 całkowitej pojemności baterii, co zapewnia równoważenie prędkości i bezpieczeństwa baterii. Ponieważ pojemność moich baterii wynosi 2400 mAh, idealnym prądem nominalnym byłoby 240 mA. Nasze panele dają tylko 50 mA, co w rzeczywistości jest dość niskie. Moglibyśmy dodać 4 kolejne tablice równolegle i znajdować się w bezpiecznej strefie. To może być dla innego projektu. Na razie jednak lepiej niż żałować. Po stronie obciążenia obwodu.

Krok 5: Budowanie obwodu, część 2: Obciążenie

Przesunięcie przełącznika „w dół” umożliwi pracę podłączonym urządzeniom. Tutaj nie chcemy pobierać baterii, chyba że całkowite napięcie na nich jest wyższe niż około 2,7 V (0,9 x 3). Tutaj podłączyłem normalną diodę blokującą (1N4001, którą pierwotnie zamówiłem z ogniwa słoneczne) połączone szeregowo z diodą LED do sygnalizacji stanu naładowania. Ponieważ spadek napięcia na diodzie wynosi 0,7 V, całkowity spadek napięcia powinien wynosić około 2,4-2,7V. Gdy napięcie zasilania spadnie poniżej tego poziomu, nie daje wystarczającego potencjału do wysterowania diody LED, wyłączając ją. Więc kiedy lampka zgaśnie, wiem, że nadszedł czas, aby przestać używać różnych podłączonych urządzeń i rozpocząć ładowanie. Znowu brudne, ale działa. żeby się nie wypalały. Nawet gdy są one połączone równolegle, rezystor powinien być dołączony do każdej diody LED. Zasadniczo, ponieważ rezystory opierają się przepływowi prądu przez część obwodu, w której się znajdują, im wyższa wartość danego rezystora, tym mniejszy prąd będzie płynął. Pamiętaj V=IR. W przypadku obwodu ładowania chcemy, aby jak najwięcej prądu przepływało do akumulatorów, nie uszkadzając diody LED. 100 omów będzie działać. Jednak po stronie obciążenia teoretycznie chcielibyśmy rezystora o wyższej wartości, aby ograniczyć przepływ prądu odpadowego do minimum. Tutaj jednak chcę się upewnić, że spadek napięcia na diodzie LED utrzymuje się wokół obszaru 2 V, a podanie silniejszego prądu uczyniłoby to bardziej oczywistym, gdy napięcie w końcu spadnie poniżej minimalnego progu, jaki chcemy. Więc wrzuciłem tutaj również rezystor 100 Ohm.

Krok 6: Okablowanie i montaż ogniw słonecznych

Więc… jeśli pudełko, które właśnie zbudowaliśmy, jest sercem (i chyba płucami) naszego projektu, to jest to zdecydowanie… dusza! DUSZE! on on on!…. OK. Spokojna. Kontrola. Ogniwa, które mam, pochodzą z PowerFilm, numer produktu MP3-37, są ładnie cienkie i elastyczne. W tym projekcie chcemy połączyć dwa z nich szeregowo, tworząc zasilanie 6V. Wyrównaj komórki w ten sposób (lub jak chcesz, fizycznie), tak, aby dodatni koniec pierwszego zrównał się z ujemnym końcem drugiego. Tutaj widać różnicę, ponieważ „poprzeczki” na białych „T” przecinających komórki leżą w kierunku dodatnim, a „piony” wskazują w kierunku ujemnym. Zdrap lub wytop plastik pokrywający srebrzyste styki po obu stronach. Możesz stwierdzić, czy przeszedłeś przez wystarczającą ilość plastiku, kiedy zaczniesz zdrapywać kontakt poniżej. Przylutuj na jednym kawałku drutu w poprzek dwóch. Przylutuj na odsłoniętym wyprowadzeniu + i - przewodu dwużyłowego na drugą stronę i gotowe. Przeciągnij drugi koniec drutu przez worek tak, aby dotarł do pudełka z wystarczającą ilością luzu. Nałóż trochę gorącego kleju na złącza, aby izolować je od warunków atmosferycznych. Jeśli chodzi o przymocowanie panelu do torby, połóż odcinek haczykowatą stroną rzepu z tyłu każdej komórki i wyciąć trzy odcinki strony z pętelką, aby dopasować rozpiętość, włącznie, między kawałkami haczyka. Rozłóż je równomiernie na całej długości, zdejmij podkład i umieść je w miejscu, w którym chcesz ustawić panele. Na torbie mam dwie plamki, w zależności od kąta, pod jakim torbę podchodzi do słońca. Być może będziesz musiał zszyć brzegi pętelki, w zależności od rodzaju kleju, który na nią nałożono, aby nie odpadła.

Krok 7: Hakowanie reflektora

Rób dokładnie to, co mówi tytuł. Otwórz latarkę tanią i odłącz całą sekcję akumulatora. Wszystko, czego potrzebujesz, to kontakty, do których doprowadził. Podłącz je do pudełka i przylutuj przez sekcję obciążenia obwodu sterującego. A teraz obiecana uwaga o przewleczeniu drutu przez pasek. Jeśli przyjrzysz się uważnie zdjęciu, jest kilka miejsc, w których zrobiłem małe nacięcia w powierzchni paska, na krawędzi wyściółki, gdzie styka się z krawędzią. Za pomocą ostrza Xacto wykonaj dwie takie szczeliny - jedną w miejscu, w którym chcesz wystać druty, a drugą w miejscu wejścia. Weź druciany wieszak i wytnij z niego ładny, długi prosty odcinek. To będzie twoja „igła”. Wciśnij go na długość między dwoma otworami, w przestrzeni otwartej między wyściółką a krawędzią. Trochę się odda, zwłaszcza jeśli twój pasek będzie zakrzywiony, ale w końcu wystawi drugą stronę. Przyklej taśmą drut, który chcesz włożyć do jednego końca drutu wieszaka i przeciągnij go przez otwór, aż wyjdzie z drugiej strony. Voila! Gotowe! Następnie wywierć otwory w rogach obudowy czołówki, jeśli to możliwe, i przyszyj je do paska, ale w taki sposób, aby nie uniemożliwić przeciągnięcia innych przewodów, jeśli sobie tego życzysz.

Krok 8: Montaż przełączników LED/przyciskowych Część 1: Zwijanie

Pomysł polega na tym, aby to, co wydaje się z zewnątrz, było diodą LED, którą można nacisnąć, aby coś włączyć lub wyłączyć. Lub przełącznik, który przekazuje informację zwrotną o statusie tego, co chcesz przełączać. Zasadniczo oznacza to sklejenie przełącznika i diody LED, tyłem do siebie, tak aby część przełącznika „przyciskowa” była skierowana w dół, z dala od LEDowa część montażu. Na początek zwinąć wyprowadzenia obu elementów. Ważne jest, aby zachować rozróżnienie między anodą i katodą (+ i -, długie i krótkie) na diodzie LED, więc upewnij się, że stosujesz różne style kręcenia do każdej nogi diody LED. Użyłem kwadratu dla pozytywnej strony i bardziej okrągłego dla negatywnej. Ale czasami trudno było odróżnić, więc być może w przyszłości przerzucę się na używanie trójkątów i okręgów. Bez względu na konwencję, pamiętaj, aby się TRZEBA TRZEBAĆ! Zrób trzy zestawy. Biorąc pod uwagę rozmiar elementów, o wiele łatwiej jest połączyć je teraz przed sklejeniem, niż najpierw łączyć, a następnie próbować przedrzeć się przez gęsty bałagan do styków, które należy przylutować do. Ale to oznacza, że mamy gotowe ich aplikacje.

Krok 9: Hakowanie tylnego światła

To prawie to samo, co czołówka. Poza tym, moje tylne światło przyszło w dość niezgrabnej obudowie, z której postanowiłem ją uwolnić. Dogodnie jednak płytka drukowana miała kształt długiego kija, co stanowiło dobry pasek świetlny. I działał na zasadzie przycisku. Co sprawiło, że okablowanie do odpowiedniej diody/przycisku na pasku było bardzo proste. Podłączyłem napięcie zasilania i masy do źródła obciążenia, a następnie podłączyłem przycisk do miejsca, w którym był ustawiony oryginalny przycisk. Następnie podłączyłem rezystor prowadzący do diody statusu na diodzie/przycisku do jednej z czerwonych diod LED na płytce. Dlatego za każdym razem, gdy zapala się ta dioda LED, zapala się także mój przełącznik, co pozwala mi ocenić bieżący wzór wyświetlania, na podstawie czasu między błyskami diody LED stanu. To sprawia, że z płytki wychodzi sześć przewodów, dwa do skrzynki projektowej i cztery do odpowiedniej diody LED/przycisku. Po tym wszystkim poszedłem dalej i zamknąłem całość w gorącym kleju, tworząc trochę, aby mieć wgłębienie w miejscu Mogę go przymocować do torby, zanim przyszyję kilka pętli wokół niego na zewnętrznej stronie torby. I tak, zdaję sobie sprawę, że wygląda trochę jak mały biały łajno.

Krok 10: Okablowanie diody/przycisków dla kierunkowskazów

W tej części okablowamy diody LED i przyciski przełączników, które będą sterować kierunkowskazami. Oznacza to, że będziemy mieli w sumie 8 dodatkowych przewodów biegnących przez pasek do skrzynki kontrolnej. To dużo nieruchomości na tak małą przestrzeń, więc w celu zaoszczędzenia miejsca i zbędnych naciągów przewodów, odciąłem kawałek kabla Ethernet, który jest idealny, ponieważ ma w środku 8 przewodów i poprowadziłem go do pudełka. Diody LED zostaną połączone równolegle z odpowiadającymi im sygnałami skrętu, migając z tą samą częstotliwością, a przyciski zostaną podłączone do Arduino Skinny jako urządzenia wejściowe.

Krok 11: Opcjonalny wyłącznik zasilania dla Arduino / kierunkowskazów

Ponieważ będę używał kierunkowskazów tylko w określonych godzinach, tj. kiedy muszę skręcić, będą one wyłączone przez większość czasu. W tym momencie Arduino nie będzie uruchamiać niczego poza sygnałami skrętu, więc ze względów praktycznych jest to martwy ładunek, gdy światła skrętu są wyłączone. Dlatego w celu oszczędzania energii wstawiłem rocker SPST przełącz się na plastikowy pierścień, który akurat znajdował się na pasku. Umieściłem również diody LED stanu ładowania słonecznego i obciążenia po obu stronach przełącznika, a następnie pokryłem całość kolejną porcją gorącego kleju. Przełącznik jest podłączony między źródłem obciążenia a zaciskiem akumulatora LiPo w Skinny. Kiedy potrzebuję kierunkowskazów, włączam je. Kiedy tego nie robię, pozostaje wyłączony. Trochę mylące jest posiadanie diod LED po obu stronach przełącznika, ponieważ nie mają one od razu nic wspólnego z działaniem samego przełącznika…. ale taka jest natura rzeczy, jak sądzę.

Krok 12: Montaż przełączników LED/przyciskowych Część 2: Osadzanie

Teraz, gdy masz już podłączone wszystkie diody/przyciski, nadszedł czas, aby je skleić i osadzić w pasku. Nanieś kawałki kleju na podstawy diody LED i przełącznika i sklej razem. Będziesz chciał je ustawić, obrócone o 90 stopni od siebie w stosunku do osi styków na każdym, tworząc rodzaj celtyckiego krzyża, gdy patrzy się z góry. Dzięki temu przewody nie mogą się ze sobą zwierać. Trzymanie ich razem, dopóki klej nie stwardnieje, było nieco uciążliwe, więc pomocne może być owinięcie ich taśmą klejącą, aby utrzymać je razem. Po ustawieniu spróbuj pokryć lutowane połączenia między stykami a przewodami nieco większą ilością kleju. Po prostu staraj się nie wkładać kleju do ruchomej „przyciskowej” części przełącznika z oczywistych powodów - w przeciwnym razie zamarznie na swoim miejscu i stanie się bezużyteczny. Teraz do osadzania. Tak jak powiedziałem wcześniej, miałem szczęście, że miałem kawałek taśmy już wbudowanej w mój pasek. Wielu twórców plecaków robi to teraz, więc jeśli twój też ma, masz szczęście. Wystarczy odciąć jeden koniec, stopić końce i kontynuować resztę kroku. W przeciwnym razie będziesz chciał znaleźć zapasowy kawałek taśmy i przyszyć go do paska. W obu przypadkach weź lutownicę i przetop otwór w taśmie, upewniając się, że jest wystarczająco szeroki, aby wpuścić diodę LED, ale nie tak szeroki, żeby się chwiał. Na pierwszy rzut oka może się to wydawać nieco podejrzane, ale przynajmniej w moim przypadku plastik miał tendencję do zbijania się na sobie, a nie do lutownicy, tworząc ładne, gotowe cylindryczne otwory, w które wślizgiwały się diody LED. Możesz nie mieć tyle szczęścia. Kto wie. Przełóż kopułę diody LED przez otwór i przyklej ją na miejscu. Po zamontowaniu wszystkich trzech zespołów diod LED/przycisków przyszyj wolny koniec taśmy z powrotem do paska, zabezpieczając przełączniki na miejscu. Powinno być umiarkowane naprężenie taśmy, ale nie wystarczające, aby przyciski były stale włączone. Również spody przełączników nie powinny być przyklejane do samego paska. Jedynymi punktami mocowania powinny być diody LED wbijające się w taśmę powyżej oraz przewody prowadzące z montażu w dół do paska poniżej. Części przełączników „przyciskowe” powinny mieć swobodę ruchu w razie potrzeby.

Krok 13: Okablowanie płytki drukowanej

To jest ostatni krok. Włóż wszystkie przewody do pudełka i podłącz je do odpowiednich styków. Jeśli twoja płyta jest szczególnie zabrudzona, może być sensowne nałożenie małej kropli gorącego kleju na lutowane złącza, aby zapobiec zwarciu styków, i potencjalnie również z bateriami, jeśli twoja obudowa jest tak ciasna jak moja. Zwiń przewody, zamknij pudełko i spróbuj włączyć.

Krok 14: Wariant

To jest torba, którą pomogłem zrobić mojemu bratu na podstawie prototypu. Ma kilka przenośnych głośników podłączonych do iPoda shuffle po stronie paska i dodatkowy odcinek przewodu EL, na którym leżałem, z jakiegoś poprzedniego Burn. Przenośny, zasilany energią słoneczną pakiet imprezowy! Rowki dość mocno…