Guscio solare: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo è un aggiornamento di uno dei miei progetti di due anni fa: il conch screamer: https://www.instructables.com/id/Solar-Powered-Conch-Screamer/. Il tradizionale soffio della conchiglia al tramonto qui a Maui solo da un microcontrollore. L'eleganza del progetto era l'energia solare ma la sua indipendenza era minata dall'utilità di dover programmare la posizione della conchiglia e il suo fuso orario. Ciò ha reso la costruzione di uno per un amico richiedeva la preprogrammazione e la senescenza quando la persona si spostava o si spostavano i fusi orari. Anche il design dell'originale consisteva in componenti cablati di ratto inseriti nel guscio che alla fine provocavano danni causati dall'acqua e lunghe ricostruzioni. I microcontrollori sono stati migliorati con disposizioni per il sonno a basso consumo energetico e la sostituzione dei relè per i transistor.

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

Ho dovuto modificare alcune parti che hanno migliorato il progetto:

1. Adafruit HUZZAH32 – ESP32 Feather Board circa $ 20 Una grande tavola che funziona per tutto.

2. DFPlayer - Un mini lettore MP3 per Arduino: una scheda audio super piccola, minuscola con lettore di schede e amplificatore in un pacchetto molto piccolo $ 8 DFRobot

3. Adafruit DS3231 Precision RTC Breakout: il modulo Perfect RTC funziona con un sacco di software per anni … $ 13

4. Modulo GPS con custodia di DFRobot di nuovo: una macchina super piccola molto veloce e precisa

5. Transistor bipolare NPN (PN2222)

6. TIP120 Transistor Darlington di potenza

7. 3 resistori 1k

8. Altoparlante

9. Batteria lipo: tonda o piatta a tua scelta

10. TP 4056 --generico per caricare la batteria dalla cella solare --economico

11. ALLPOWERS 1PC 2.5W 5V 500mAh Mini modulo del pannello solare Caricatore per celle a resina epossidica del sistema solare fai da te 130x150mm $ 9

12. Interruttore on/off in metallo robusto con anello LED verde - On/Off verde 16mm Adafruit $ 5

Passaggio 2: ordina i tuoi PCB

La parte migliore dell'apprendimento dai progetti più vecchi è lo sviluppo di un nuovo modo di affrontare i problemi: il peggio è che i topi si annidano di cavi che affliggono le costruzioni amatoriali e la pura gioia di riavere il tuo progetto da PCBway (non ho affiliazione con nessuno e ottengo niente soldi per gli ordini…) collegando tutte le parti e bam funziona (o non funziona…) Per 20 dollari e un'ora di lavoro su Eagle i risultati sono sorprendenti.

Passaggio 3: collegalo

Ho allegato il disegno della scheda Eagle in modo da poter ottenere tutte le connessioni da quello piuttosto che da un brutto diagramma fritzing. Tutti i componenti si adattano facilmente alla scheda tranne il transistor, quello più grande che ho montato sul retro per risparmiare spazio e farlo rimanere piatto. Ho dei connettori a vite (vedi foto) per collegare altoparlante, cella solare, batteria, GPS e passare alla scheda.

Passaggio 4: costruiscilo

La struttura è abbastanza facile da montare. Ottieni una conchiglia di dimensioni legittime - non impressionante se metti una piccola conchiglia sulla tavola - se tutto il resto fallisce puoi stamparne una in 3D … Per la trave principale ho usato uno di quei portabottiglie di vino in legno curvato che sono popolari e quindi a buon mercato. I componenti e la scheda sono stati protetti da un diluvio con una custodia per iPhone modificata a buon mercato per la spiaggia. Il GPS viene spedito nella sua custodia impermeabile, il che è carino. Tutti i pezzi sono calzati sul fondo del pannello solare e un bordo in alluminio verniciato è stato posizionato per completare l'aspetto. Non ho una stampante 3D qui, quindi anche un case inferiore per la cella solare funzionerebbe bene. L'altoparlante è l'unico componente che viene infilato nel guscio stesso. L'interruttore con la luce a led viene inserito nel bordo della cornice in alluminio o attraverso il legno sotto la scocca. Finora la build è sopravvissuta a diversi forti temporali.

Passaggio 5: programmalo

Ci sono molte parti irrequiete nel codice. Il programma utilizza una libreria chiamata Dusk2Dawn che calcola il tramonto quando vengono passati un determinato luogo e fuso orario. È fuori discussione avere una tabella di ricerca per tutti i fusi orari disponibili, quindi per aggirare questo ho impostato un fuso orario medio di -12 e quindi uso il tempo di attivazione per il pulsante dell'orologio sulla configurazione iniziale per impostare l'RTC e successivi allarmi per la vita dell'orologio. Minuti e secondi oltre all'ora di base vengono passati all'RTC per il suo successivo risveglio. Usa una libreria: RTClibExtended.h per fare gli allarmi e funziona bene. L'Adafruit ESP 32 consente un utilizzo di corrente di sospensione molto basso (circa 50 microAmp) e l'impostazione delle posizioni lat e long nella memoria permanente dopo il riavvio è stata facile con il

Variabili RTC_DATA_ATTR. Devi usare Serial2 con questo dispositivo poiché SerialOne è coinvolto in qualcos'altro quando ricevi i dati dal GPS. Il sistema funziona accendendo il dispositivo quando sei appena al tramonto in una buona posizione GPS. L'alimentazione a questo primo avvio è data dal transistor all'unità GPS che si accende insieme al LED nell'interruttore di alimentazione. Il GPS trova la tua posizione in circa un minuto, la registra nella memoria permanente, imposta l'orologio RTC per la data e l'ora, l'alimentazione viene scollegata dal GPS e dal LED, l'ora della prossima sveglia viene inviata all'RTC e l'ESP va a dormire lasciando solo il RTC per alimentare. Al risveglio con un segnale dall'RTC a un pin 33 che normalmente è tenuto alto, l'alimentazione viene inviata al modulo sonoro per riprodurre il suo musical al tramonto e quindi spegnere e ripristinare l'allarme. Questo utilizza una potenza minima e può essere facilmente ricaricato con il TP 4056 e la cella solare.

Passaggio 6: utilizzo

Questa è una macchina davvero divertente. Il colpo di conchiglia per il tramonto è popolare in molte comunità balneari in tutto il mondo --- seduto sulla tua sedia Tommy Bahama, la palla di sole che scende dietro una nuvola che viene caricata in modo ricorsivo con le immagini del tramonto.