Borsa da bici a LED solare: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

La scorsa estate ho avuto l'opportunità di fare il turno di notte in una panetteria di qualche città più in là, il che significava che dovevo fare un sacco di spostamenti. Di ritorno. E avanti. Di notte. In bicicletta. Gli autobus non passano nemmeno così tardi. Ero abbastanza stufo di essere continuamente costretto al lato della strada da tutti quei dannati guidatori sconsiderati che sfrecciavano - come potevano saltare oltre la presenza di un essere così consapevole della terra come me con così poco riguardo, girando per il loro sporco, macchine che inquinano il carbonio?! Ovviamente probabilmente non è stato facile vedermi, data la generale mancanza di illuminazione stradale nella zona, così sono andato a prendere il costoso kit di fari anteriori e posteriori. E ho mangiato le batterie come maiali al trogolo. Non volevo continuare a comprare tutte quelle dannate batterie, e di sicuro non volevo continuare a buttarle via, quindi questo è quello che mi è venuta in mente. Questo e il fatto che non sarei andato al Burning Man quest'anno mi ha lasciato con un sacco di tempo libero che altrimenti sarebbe stato speso in questo modo. Quindi questo è il mio premio di consolazione, una specie. Aggiungerò un'implementazione della meravigliosa giacca per bici da segnale di svolta controllata da Arduino di Leah Buechley nel prossimo futuro. Questo è il mio primo Instructable, ed è un lavoro di documentazione retrò, ma spero che sia sufficiente. Se sembra un po' troppo stupido, allora probabilmente lo è. Questo si estende anche a me. Chiunque, crea e divertiti! Oh e, mi scuso per la terribile qualità delle immagini. Ho lavorato duramente con la mia fotocamera nel corso degli anni e sembra che sia quasi alla fine del suo ciclo di vita del prodotto. annusare.

Passaggio 1: cose di cui hai bisogno

Materiali/Forniture1 Zaino/borsa a tracolla1 Custodia per progetti1 Lampada frontale a LED Cheapo1 Retroilluminazione a LED rossa economica/non così economica per biciclette2 Celle solari PowerFilm 3V, 50mA, codice prodotto MP3-371 Portabatterie AA, in grado di contenere: 3 batterie NiMH AA1 Pezzo di perfboard che si inserisce nella parte superiore del case del progetto4-8 Distanziatori + viti1 Diodo di blocco standard, ad esempio 1N40015 Resistenze da 100 Ohm3 Interruttori a pulsante momentanei1 Interruttore DPDT1 Interruttore SPSTMolti:LED, a vostra sceltaFilo, a vostra sceltaBatterie di ricambio, per il testSolderThread (pesante nylon, se possibile) VelcroBoredomOpzionale: 1 Arduino Skinny di sparkfun (o la nuova versione certificata, Arduino Pro)Pounding Psy-trance Avevo uno zaino economico di Burton Snowboards che era della dimensione perfetta per i miei scopi, ma non mi piaceva il stile "zaino" dritto. Quindi ho riorganizzato le cinghie e ora è stata inclinata su un lato come una borsa a tracolla con una cinghia principale per il corpo e una cinghia ausiliaria che si aggancia dal fondo, fornendo una piattaforma notevolmente sicura. Il più grande svantaggio finora è il modo in cui tende ad avvolgere il corpo, risultando in una camicia completamente intrisa di sudore. Ma, uh, qualunque cosa. Funziona. Ho trovato un contenitore tipo tupperware a chiusura ermetica in cucina che era perfetto per la scatola del progetto e la lampada frontale, che ho preso per qualcosa come $ 6 da WalMart. Praticamente tutto il resto era nella mia scatola del cambio o ordinato online. La maggior parte del mio cablaggio è costituito da un mucchio di cavi per altoparlanti che avevo in giro, belli e resistenti. StrumentiSaldatore Tagliere, per la prototipazione Multimetro di baseSet di cacciavitiTrapano a batteria + puntaFili per ponticelli con clip a coccodrilloPinzette ad aghiTagliafili SharpieAccenditoreAgoLama XactoAdesivi industriali seri, come per cappotti e camicieOpzionale Portasaldatore/terza mano Pistola per colla a caldo + colla a caldo, per sigillare Seghetto, meglio tagliare con le forbici Un'adeguata ventilazione, per preservare la tua preziosa materia grigia

Passaggio 2: preparare lo zaino

Questo è abbastanza autoesplicativo. Scopri dove vuoi che i componenti specifici siano sulla borsa e come funzionerà "là fuori", sulla strada. Questo dovrebbe determinare la disposizione fisica della tua particolare build. Taglia/cuci/modifica qualsiasi cosa se necessario - vedi il passaggio precedente sul perché la mia borsa sembra così sbilenca. La lama Xacto e l'accendino sono utili per fare tagli e sciogliere le estremità sfilacciate, e il buon ago e filo vecchio stile saranno la tua migliore opzione per riattaccarli. È stato solo per fortuna che la scatola del progetto che ho trovato è perfettamente dimensionata in modo si infila direttamente in una tasca laterale con un comodo foro per l'uscita del cavo delle cuffie, vicino alla tracolla che utilizzerò. Ho messo tutti i comandi (tranne l'interruttore principale) sulla tracolla e volevo far passare i cavi attraverso la cinghia stessa, quindi ho dovuto tagliare piccoli fori su entrambi i lati e farli passare con un pezzo di gancio di filo metallico, come un "ago" gigante… ma ne parleremo più avanti. C'era anche una bella sezione di fettuccia all'esterno del il cinturino stesso, che era perfetto per una casa per i gruppi LED/pulsanti, e avevo un grande anello di plastica in cui inserire un altro interruttore. Ovviamente, questi dettagli saranno diversi per tutti.

Passaggio 3: preparare la casella del progetto

Una volta che hai finito con la borsa stessa, è il momento per il contenitore del tuo progetto. Se possibile, prova a inserire il supporto della batteria nella scatola e verifica se hai spazio sufficiente per montare la scheda (i), gli interruttori e i cavi anche. I miei si adattano a malapena. In caso contrario, dovrai trovare un'altra scatola per le batterie. L'onnipresente latta Altoids funzionerà perfettamente. Con tutto questo in mente, fai dei fori per i fili che porterai dentro e fuori e gli interruttori. Quando alla fine inizi a collegare le cose, assicurati di dare al filo un buon nodo sopra la testa appena entra nella scatola, in modo che non vengano strappati inaspettatamente. Il che probabilmente non andrebbe bene. Determina la dimensione della perfboard di cui avrai bisogno e tagliala. Più grande è, meglio è, poiché avrai più spazio per scherzare, ma a volte sei un po' stipato per lo spazio. Incolla/attacca la batteria e monta le schede con i distanziatori. La scheda rossa all'interno è la versione "magra" di Arduino di sparkfun, che alla fine guiderà i suddetti segnali di svolta, che non sono ancora cablati.

Passaggio 4: costruzione del circuito, parte 1: ricarica

Avremo 3 batterie NiMH AA in serie, da 1,2 V nominali ciascuna, che si sommano a 3,6 V nominali. Ma in condizioni reali di utilizzo, ciò potrebbe scendere fino a 0,9 V e fino a 1,4 V ciascuno durante la ricarica senza causare gravi danni, quindi abbiamo bisogno di un modo per limitare il loro utilizzo entro questo intervallo. Questo circuito lo farà, approssimativamente, anche se in modo approssimativo e non ingegneristico. Ma è semplice e funziona. Per caricare le batterie, è necessario collegare l'estremità positiva dell'array solare all'estremità positiva delle batterie e le estremità negative fare lo stesso. Qui, girando l'interruttore "su" farà proprio questo. Due problemi però: 1. Abbiamo bisogno di un diodo nella direzione della carica per evitare che le batterie si scarichino nuovamente nelle celle solari quando è buio, scaricandole dell'energia che abbiamo immagazzinato durante il giorno, e: 2. La caduta di tensione nominale attraverso le celle solari, che abbiamo collegato in serie, sarà di 6V. Finché la tensione solare è superiore alla tensione della batteria, la corrente fluirà nelle batterie. Ma non vogliamo che la tensione totale della batteria diventi superiore a circa 4,2 V (1,4 x 3), quindi abbiamo bisogno di un modo per abbassare il livello di tensione solare di circa 1,8 V sulla strada per le batterie. Sebbene non sia molto elegante, né robusto, l'inserimento di un LED dovrebbe realizzare entrambi, poiché normalmente hanno una caduta di tensione di circa 1,7-2 Volt o giù di lì. Usa il tuo multimetro per confermarlo però … Mentre è generalmente una CATTIVA IDEA cablare un LED all'indietro (danneggiandolo irreversibilmente), il circuito IN QUESTO CASO PARTICOLARE dovrebbe essere in grado di gestire il potenziale flusso di corrente inversa senza gravi danni. E non è così lontano (dita incrociate). Inoltre, fornisce un bel indicatore dello stato di carica: più luminoso è il LED, più velocemente sta caricando le batterie. Quando è spento, le celle solari emettono meno tensione delle batterie, il che significa che non si caricano. Una preoccupazione, però, è che la tensione dichiarata, 6V, è solo in condizioni nominali di test di laboratorio, e per questi pannelli, alla luce diretta del sole, può arrivare fino a 7,2V, il che sovraccaricherebbe sicuramente le batterie. Ma è un rischio con cui sono disposto a convivere. Meglio che sovraccaricarli… E un'altra cosa che dobbiamo controllare è il flusso di corrente che esce dalle celle solari. La rubrica è che generalmente vogliamo che la corrente sia 1/10 della capacità totale della batteria, bilanciando velocità e sicurezza per le batterie. Poiché la capacità delle mie batterie è di 2400 mAh, la corrente nominale ideale sarebbe 240 mA. I nostri pannelli emettono solo 50 mA, che in realtà è piuttosto basso. Potremmo aggiungere altri 4 array in parallelo ed essere all'interno della zona sicura. Potrebbe essere per un altro progetto. Per ora però, meglio prevenire che curare. Sul lato carico del circuito.

Passaggio 5: costruzione del circuito, parte 2: il carico

Spostando l'interruttore verso il basso, i dispositivi che hai collegato funzioneranno. Qui, non vogliamo estrarre le batterie a meno che la tensione totale su di esse non sia superiore a circa 2,7 V (0,9 x 3). Qui, ho collegato un normale diodo di blocco (l'1N4001 che ho originariamente ordinato con il celle solari) in serie con un LED per l'indicazione dello stato di carica. Poiché la caduta di tensione sul diodo è di 0,7 V, la caduta di tensione totale dovrebbe essere di circa 2,4-2,7 V. Quando la tensione di alimentazione scende al di sotto di quel livello, non dà abbastanza potenziale per pilotare il LED, spegnendolo. Quindi, quando la luce si spegne, so che è ora di smettere di usare i vari dispositivi che ho collegato e iniziare a ricaricare. Ancora una volta, sporco, ma funziona. Resistori Quando usi i LED, assicurati di includere un resistore con loro, quindi non si bruciano. Anche quando sono in parallelo, un resistore dovrebbe andare con ogni LED. Fondamentalmente, poiché i resistori resistono al flusso di corrente che attraversa la parte del circuito in cui si trovano, maggiore è il valore di un particolare resistore, minore sarà la corrente. Ricorda V=IR. Nel caso del circuito di carica, vogliamo che alle batterie scorra più corrente possibile, senza danneggiare il LED. 100 Ohm funzioneranno. Con il lato di carico del circuito, tuttavia, vorremmo teoricamente un resistore di valore più elevato, nell'interesse di mantenere il flusso di corrente di scarico al minimo. Qui, tuttavia, voglio assicurarmi che la caduta di tensione attraverso il LED rimanga intorno all'area di 2 V e dare una corrente più forte lo renderebbe più ovvio quando la tensione scende finalmente al di sotto della soglia minima che vogliamo. Quindi ho inserito anche qui un resistore da 100 Ohm.

Passaggio 6: cablaggio e montaggio delle celle solari

Quindi… se la scatola che abbiamo appena costruito è il cuore (e i polmoni, immagino) del nostro progetto, allora questa è sicuramente… l'anima! SOLARE! eh eh!…. OK. Calma. Controllo. Le celle che ho sono di PowerFilm, codice prodotto MP3-37, e sono piacevolmente sottili e flessibili. Per questo progetto, vogliamo collegarne due in serie, per creare l'alimentazione a 6V. Allinea le celle in questo modo (o come vuoi, fisicamente,) in modo che l'estremità positiva della prima si allinei con l'estremità negativa dell'altra. Puoi notare la differenza qui, poiché le "barre trasversali" sulle "T" bianche che intersecano le celle si trovano verso il positivo e i "verticali" puntano verso il negativo. Gratta o sciogli la plastica che copre i contatti argentei su entrambi i lati. Puoi capire se hai attraversato abbastanza plastica quando inizi a raschiare il contatto sottostante. Saldare su un unico pezzo di filo tra i due. Saldare il cavo + e - spelato di un filo a doppio filo sugli altri lati e il gioco è fatto. Passare l'altra estremità del filo attraverso il sacchetto in modo che raggiunga la scatola con sufficiente spazio di lavoro. Applicare della colla a caldo sui giunti per isolarli dalle intemperie. Per fissare il pannello al sacchetto, stendere una lunghezza del " "gancio" del velcro sul retro di ogni cella e tagliare tre lunghezze del lato "asola" in modo che corrisponda all'apertura, inclusa, tra i pezzi "uncino". Distanziali uniformemente per tutta la lunghezza, rimuovi il supporto e sbattili in posizione ovunque desideri che i pannelli siano fissati. Ho due macchie sulla borsa, a seconda dell'angolazione della borsa rispetto al sole. Potrebbe essere necessario cucire i bordi del tessuto ad anello, a seconda del tipo di adesivo applicato, in modo che non cada.

Passaggio 7: hackerare la lampada frontale

Fai proprio quello che dice il titolo. Apri la lampada frontale cheapo e scollega l'intera sezione della batteria. Tutto ciò di cui hai bisogno sono i contatti a cui ha portato. Collegali nella scatola e salda attraverso la sezione di carico del circuito di controllo. E ora la nota promessa sull'infilatura del filo attraverso la cinghia. Se guardi da vicino nella foto, ci sono diversi punti in cui ho praticato dei piccoli tagli nel tessuto superficiale del cinturino, sul bordo dell'imbottitura dove incontra il bordo. Con la lama Xacto, fai due di queste fessure: una dove vuoi che i fili fuoriescano e una dove entrano. Prendi il gancio di filo e ritagliane una bella sezione lunga e diritta. Questo sarà il tuo "ago". Spingilo per tutta la lunghezza tra i due fori, nello spazio aperto tra l'imbottitura e il bordo. Restituirà un po', soprattutto se il cinturino si curva, ma alla fine uscirà dall'altra parte. Stendi del nastro adesivo il filo che vuoi inserire a un'estremità del filo dell'appendiabiti e tiralo attraverso il foro finché non esce dall'altro lato. Ecco! Fatto! Quindi, praticare dei fori negli angoli dell'involucro del proiettore, se possibile, e cucirli fino alla cinghia, ma in un modo che non impedisca il passaggio di altri cavi, se lo si desidera.

Fase 8: Assemblaggio degli interruttori LED/pulsanti Parte 1: Arricciatura

L'idea qui è di avere quello che dall'esterno sembra essere un LED che puoi premere per accendere e spegnere qualcosa. O un interruttore che fornisce un feedback sullo stato di qualunque cosa tu stia commutando. Il che significa fondamentalmente attaccare un interruttore e un LED insieme, uno dietro l'altro, in modo che la parte del "pulsante" dell'interruttore sia rivolta verso il basso, lontano dal LED parte del gruppo. Per iniziare, arricciare i cavi di entrambi gli elementi. È importante mantenere la distinzione tra anodo e catodo (+ e -, lungo e corto) sul LED, quindi assicurati di applicare stili di arricciatura diversi a ciascuna gamba del LED. Ho usato Square-ish per il lato positivo e più circle-ish per il negativo. Ma a volte era difficile dire la differenza, quindi potrei passare a usare triangoli e cerchi in futuro. Qualunque sia la tua convenzione, assicurati di ATTENDERE ESSO! Crea tre set di questi. È molto più facile, date le dimensioni degli elementi, andare avanti e cablarli ora prima di incollarli insieme, piuttosto che attaccarli prima, quindi provare a farti strada attraverso il pasticcio di gobby fino ai contatti che dovresti saldare in. Ma questo significa che dobbiamo preparare le loro applicazioni.

Passaggio 9: hackerare il fanale posteriore

Questa è più o meno la stessa cosa del faro. Tranne che qui, il mio fanale posteriore è arrivato in un involucro abbastanza sgraziato, dal quale ho deciso di liberarlo. Convenientemente, però, il circuito aveva la forma di un lungo bastoncino, il che costituiva una buona barra luminosa. E funzionava a pulsante. Il che ha reso il cablaggio al LED/pulsante corrispondente sul cinturino un gioco da ragazzi. Ho collegato le tensioni di alimentazione e di terra alla sorgente di carico, quindi ho collegato il pulsante al punto in cui era impostato il pulsante originale. Successivamente, ho messo in parallelo un resistore che porta al LED di stato sul LED/pulsante, in uno dei LED rossi effettivamente sulla scheda. Pertanto, ogni volta che quel LED si accende, lo fa anche il mio interruttore, permettendomi di valutare lo schema di visualizzazione corrente che sta funzionando, in base ai tempi tra i lampeggi del mio LED di stato. Ciò fa sì che sei fili che escono dalla scheda, due nella scatola del progetto e quattro al LED/pulsante corrispondente. Dopo tutto ciò, sono andato avanti e ho racchiuso il tutto nella colla a caldo, formandolo un po' per avere un divot dove Posso fissarlo nella borsa, prima di cucire alcuni anelli attorno all'esterno della borsa. E sì, mi rendo conto che assomiglia un po' a un piccolo stronzo bianco.

Passaggio 10: cablaggio dei LED/pulsanti per gli indicatori di direzione

Per questa parte, collegheremo i LED e i pulsanti per gli interruttori che controlleranno gli indicatori di direzione. Ciò significa che avremo un totale di altri 8 fili che viaggiano attraverso la cinghia nella scatola di controllo. È un sacco di spazio per uno spazio così piccolo, quindi nell'interesse di risparmiare spazio e cavi ridondanti, ho tagliato una lunghezza del cavo Ethernet, che è perfetto poiché ha 8 fili all'interno, e l'ho fatto passare nella scatola. I LED verranno messi in parallelo con i rispettivi segnali di svolta, lampeggiando alla stessa velocità, e i pulsanti verranno collegati all'Arduino Skinny come dispositivi di input.

Passaggio 11: interruttore di alimentazione opzionale per Arduino/segnali di svolta

Dal momento che utilizzerò gli indicatori di direzione solo in momenti specifici, ad esempio quando devo svoltare, saranno spenti per la maggior parte del tempo. A questo punto, non avrò l'Arduino in esecuzione nient'altro oltre ai segnali di svolta, quindi per tutti gli scopi pratici, è un carico morto ogni volta che le luci di svolta sono spente. Quindi, nell'interesse del risparmio energetico, ho inserito un bilanciere SPST passare in un anello di plastica che si trovava sul cinturino. Ho anche incorporato i LED di stato di ricarica solare e di utilizzo del carico su entrambi i lati dell'interruttore, quindi ho ricoperto l'intero lotto con un'altra goccia di colla a caldo. L'interruttore è collegato tra la sorgente di carico e il terminale della batteria LiPo sullo Skinny. Quando voglio gli indicatori di direzione, lo accendo. Quando non lo faccio, rimane spento. È un po' fuorviante avere i LED su entrambi i lati dell'interruttore, poiché non hanno immediatamente nulla a che fare con l'azione dell'interruttore stesso… ma questa è la natura delle cose, immagino.

Fase 12: Assemblaggio degli interruttori LED/pulsanti Parte 2: Incorporamento

Ora che hai collegato tutti i LED/pulsanti, è il momento di incollarli insieme e inserirli nel cinturino. Dab pezzi di colla alle basi del LED e dell'interruttore e incollarli insieme. Ti consigliamo di posizionarli, ruotati di 90 gradi l'uno dall'altro rispetto agli assi dei contatti su ciascuno, formando una sorta di croce celtica se visti dall'alto. Ciò impedisce ai cavi di cortocircuitare l'uno nell'altro. Tenerli insieme fino alla polimerizzazione dell'adesivo è stato un po' oneroso, quindi potrebbe essere utile avvolgerli con dello scotch per tenerli insieme. Una volta impostato, prova a rivestire i giunti saldati tra i contatti e i fili con un po' più di colla. Cerca solo di non far entrare la colla nella parte mobile del "pulsante" dell'interruttore per ovvie ragioni, altrimenti si bloccherà in posizione e sarà reso inutile. Ora per l'inclusione. Come ho detto prima, sono stato fortunato ad avere un pezzo di fettuccia già pre-integrata nel mio cinturino. Tuttavia, molti produttori di zaini lo fanno ora, quindi se anche il tuo ne ha uno, sei fortunato. Basta tagliarne un'estremità, fondere le estremità e continuare con il resto del passaggio. Altrimenti, ti consigliamo di trovare un pezzo di nastro di ricambio e cucirlo al cinturino. In entrambi i casi, prendi il saldatore e fai un foro attraverso il nastro, assicurandoti che sia abbastanza largo da far entrare il LED, ma non così largo da oscillare. All'inizio può sembrare un po' sospetto, ma almeno nel mio caso, la plastica tendeva ad ammassarsi su se stessa, piuttosto che sul saldatore, formando dei bei fori cilindrici già pronti in cui i LED si infilavano. Potresti non essere così fortunato. Chi lo sa. Fai passare la cupola del LED attraverso il foro e incollala in posizione. Una volta montati tutti e tre i gruppi LED/pulsante, procedi e cuci l'estremità libera del nastro sulla cinghia, fissando gli interruttori in posizione. Dovrebbe esserci una tensione moderata attraverso il nastro, ma non abbastanza da mantenere i pulsanti permanentemente impegnati. Inoltre, la parte inferiore degli interruttori non deve essere incollata al cinturino stesso. Gli unici punti di attacco dovrebbero essere i LED che si incastrano nella cinghia sopra e i fili che portano dal gruppo verso il basso nella cinghia sotto. Le parti "pulsanti" degli interruttori dovrebbero essere libere di spostarsi secondo necessità.

Passaggio 13: cablaggio del circuito stampato

Questo è il passo finale. Porta tutti i fili nella scatola e collegali nei rispettivi contatti. Se la tua scheda è particolarmente disordinata, potrebbe essere logico tamponare una piccola goccia di colla a caldo sui giunti saldati per evitare che i contatti si cortocircuitino tra loro, e potenzialmente anche con le batterie, se il tuo case è stretto come il mio. Avvolgi i fili, chiudi la scatola e prova ad accendere le cose. Buon divertimento!

Passaggio 14: una variante

Questa è una borsa che ho aiutato a realizzare mio fratello, basandomi sul prototipo. Ha un paio di altoparlanti portatili collegati, collegati a un iPod shuffle dal lato del cinturino e una lunghezza extra di cavo EL che avevo in giro, da alcuni precedenti Burn. Un party pack portatile a energia solare! Scanalature piuttosto difficili…