Kit de survie Arduino à énergie solaire : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Cette instructable détaillera la création d'un kit de survie Arduino polyvalent et de haute technologie. Les modules clés sur lesquels nous allons nous concentrer dans ce didacticiel sont une batterie rechargeable, une configuration série de panneaux solaires, un buzzer électronique et un module GPS + Bluetooth. Cette combinaison d'éléments vous permettra d'effrayer les animaux, d'alerter les secouristes, de recharger votre téléphone et de suivre le chemin de votre configuration Arduino mobile.

Une grande partie du code et du matériel mis à disposition dans ce didacticiel sont rendus possibles grâce à la communauté open source et au monde florissant de créateurs prêts à s'entraider.

Une application web a également été écrite pour ce module. Cela vous permettra de marcher sans votre téléphone tout en étant capable de suivre vos longues randonnées et trajets et de les visualiser à l'aide de l'API Google Maps. Il s'agit d'un programme simple à écrire et peut également être réalisé par vous-même si vous souhaitez modifier l'esthétique ou les caractéristiques de la page. Notez cependant que cela doit être ouvert dans Chrome car il utilise les dernières et meilleures API Web vers Bluetooth.

Étape 1: Exigences

Les technologies utilisées dans ce tutoriel sont les suivantes:

Un Arduino Mega 2560 (avec un câble USB-A vers USB de type B pour télécharger le code) 4x panneaux solaires flexibles Un bouclier solaire Seeed Studios v2.2Un module Bluetooth Arduino HM-10 (prend en charge Bluetooth 4.0 qui est important pour interagir avec les appareils modernes et pages Web)Un module GPSUn bouton simple Tout buzzer électronique Aduino Une batterie de 5000mAh qui prend en charge la charge via micro-usb et la décharge via USB-A. Une maquette pour la facilité d'utilisation et de test Beaucoup de fils !! (Mâle à femelle, mâle à mâle, femelle à femelle, câbles d'alimentation capables de petits courants) Petites têtes de terminalCâble USB-A vers n'importe quoiCâble micro-USB vers n'importe quoi

Étape 2: Configuration de l'alimentation

La partie la plus importante de notre configuration mobile est de nous assurer que nous avons de l'électricité en déplacement. Nous utiliserons le bouclier solaire Seeed pour protéger nos composants lors de la création d'un système de 6 volts avec nos panneaux solaires. Le Seeed Solar Shield peut gérer une tension d'entrée solaire de 4,8 à 6 volts. N'hésitez pas à jouer avec cette gamme en fournissant une tension supplémentaire et en la diminuant ou en câblant vos circuits de différentes manières.

Étape 1: Si vos panneaux solaires manquent de connecteurs, vous devrez peut-être faire levier dans le rembourrage arrière pour trouver les points de contact métalliques pour les nœuds positif et négatif respectivement. Sinon, si vous avez des fils avec vos panneaux, assurez-vous qu'ils peuvent être câblés dans le plan de câblage ci-dessus. Couper et ressouder vos fils peut être plus pratique en fonction de la connexion.

Étape 2: Souder un fil mâle à chaque broche positive et un fil femelle à chaque broche négative vous permettra d'étendre vos panneaux solaires selon vos besoins. Selon votre utilisation de ce kit de survie, cette option de câblage vous offre une plus grande flexibilité en fonction de votre espace de travail et de vos besoins.

Étape 2.b: C'est une bonne pratique de tester vos câblages avec un voltmètre. Si vous travaillez dans l'obscurité, une lampe de poche de l'appareil photo de votre téléphone devrait suffire à envoyer de petites quantités de tension qui seront visibles.

Étape 3: Une fois que vous avez un circuit en série de panneaux solaires (si vous utilisez ceux que nous avons décrits dans les exigences, vous devriez maintenant avoir un potentiel de 6 volts), vous pouvez commencer à les brancher sur le bouclier solaire sous la borne étiquetée « Solar '. Si vos fils ne se branchent pas sur ce port, vous devrez peut-être souder une borne d'extrémité sur vos fils pour pouvoir vous y connecter.

Étape 3.b: Tout comme l'étape ci-dessus, vous ne pourrez probablement pas brancher votre banque d'alimentation directement à la borne de la batterie, en particulier avec une banque d'alimentation de style commercial. Il est probable que vous deviez couper le câble et utiliser une soudure pour réparer les fils afin qu'il puisse être branché à la borne de la batterie pour la charge solaire.

Étape 4. Également avec le powerbank, branchez-le sur le port microUSB du pare-soleil. Notre powerbank se charge via MicroUSB et se décharge via USB-A. Avec un programme de surveillance de la charge et de la décharge, vous devriez pouvoir utiliser pleinement votre powerbank, quelle que soit sa capacité / incapacité à charger et à décharger en même temps.

Le Solar Seeed Shield fournit une lumière rouge pour indiquer lorsque l'alimentation provient des panneaux solaires. Cela peut être utile pour les tests!

Maintenant que nous avons notre powerbank convenablement préparé pour la charge, nous pouvons apporter le chargeur de votre téléphone sélectionné afin que vous puissiez alimenter votre téléphone lors de n'importe quel voyage ! USB-C, Lightning, Microusb, vous l'appelez !

Étape 3: modules Bluetooth et GPS

Il peut être utile d'utiliser une maquette pour les étapes suivantes, selon que vous utilisez ou non un Arduino plus petit.

Pour ces étapes, nous utiliserons la bibliothèque SoftwareSerial. Si vous avez suivi un Arduino différent du Mega, (tel que l'Arduino DUE), vous pourriez constater qu'il vous manque les bibliothèques pour continuer avec le code et les étapes suivants. Personnellement, j'ai eu du mal à trouver des solutions de contournement sur le DUE et je suis passé au MEGA 2560.

Étape 1: épingles

HM - 10

Le HM-10 peut descendre de 5 volts, alors n'hésitez pas à le brancher sur la broche 3.3 ou 5v

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

GPS (NEO-6M-0-001)

Notez que l'antenne doit être connectée séparément au récepteur. Si vous avez du mal à établir cette connexion (cela ne devrait pas nécessiter trop de force et devrait entraîner un clic satisfaisant), vous devrez peut-être prendre des pinces et raccourcir la largeur du microcontrôleur du module. Du côté de l'antenne, le connecteur doit être légèrement évasé, alors n'essayez pas de l'amincir ou vous aurez du mal davantage.

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

Étant donné que ces deux modules peuvent tous les deux gérer 5 volts, il peut être plus pratique de les câbler en série sur la planche à pain. Le module GPS ne clignotera pas en rouge jusqu'à ce qu'il reçoive une connexion satellite puissante, vous devrez peut-être sortir et attendre quelques minutes pour que cela se produise. Cependant, lors d'utilisations ultérieures, cela devrait devenir un processus beaucoup plus rapide et possible dans des conditions satellites plus difficiles telles que l'intérieur.

Avec le module GPS et une plus grande mémoire de l'Arduino Mega 2560, nous pouvons envoyer nos données GPS à des appareils Bluetooth et créer des cartes via diverses applications Web.

Lien vers le code ci-dessous

github.com/andym03/ArduinoSurvivalKit

Étape 4: (Facultatif) Câblage du bouton LED

Comme vous le savez peut-être, les boutons peuvent être câblés via une simple connexion à deux broches. Lorsque le bouton est enfoncé, la connexion entre ces broches est rétablie. De nombreux boutons LED contiendront également des broches supplémentaires pour l'éclairage. Cela sépare la logique physique de la lumière et l'esthétique et le but réel du bouton. Notre bouton contenait une étiquette pour les connexions positives et négatives pour le câblage, mais il nous manquait le câblage pour les broches d'E/S. Cela peut nécessiter des tests ou des manipulations. Étape 1: Prenez votre bouton avec des « broches » et à la place, soudez-y des fils mâles afin que le bouton puisse être placé dans une planche à pain ou directement dans votre Arduino. Étape 1b. L'ajout de thermorétractable et de ruban électrique peut être un excellent moyen d'assurer la stabilité de vos fils nouvellement soudés. Ignorer cette étape vous fera gagner du temps, mais entraînera une plus grande incertitude lorsque vous testez votre nouveau bouton fantaisie, en particulier lorsque vous rencontrez déjà des problèmes d'étiquetage.

Étape 2. Testez votre bouton et ajoutez-y la logique que vous souhaitez, comme activer le bluetooth ou agir comme un bouton pour notre buzzer qui sera installé dans une prochaine étape.

Étape 3: Assurez-vous d'inclure un anti-rebond dans votre code, quel que soit le motif pour lequel vous utilisez le bouton. Les anti-rebonds sont un excellent moyen de rendre les courants électriques intuitifs et utilisables pour la programmation.

Broches: notre bouton est placé sous la ligne 3,3 v avec une masse. Les autres broches sont respectivement en 5 et 6 et contrôlent notre buzzer.

Étape 5: Option 2: Bouton normal

Si vous souhaitez minimiser les soudures et la confusion, n'hésitez pas à opter pour un bouton normal. Cela sera généralement mieux étiqueté et fournira un clic beaucoup plus tactile, ce qui est plus facile à tester.

Étape 6: le buzzer

Un buzzer à la bonne fréquence peut faire peur aux animaux (et potentiellement ennuyer les petits enfants). Une résistance peut être utilisée pour s'assurer que vous ne faites pas sauter le buzzer, car il ne nécessite pas de 3,3 volts complets que notre Arduino peut produire.

L'Arduino Mega 2560 a des broches en réserve, et notre buzzer à trois broches est branché sur la broche 47, en grande partie pour garder est séparé et organisé à partir de composants séparés.

Étape 7: Application: Étapes facultatives - une veste à énergie solaire

Placement des panneaux solaires:

Une poche en plastique recyclé est conçue pour s'adapter parfaitement aux 4 pièces de panneaux solaires légers et flexibles qui ont un trou d'anneau en métal qui permet aux fils de passer à travers la couche intermédiaire de la veste pour atteindre la banque d'alimentation pour le chargement sur la gauche -côté main de la veste intelligente. Il est placé à l'avant car les randonneurs de longue distance emporteraient de gros sacs à dos pour y passer la nuit, placer les panneaux à l'arrière serait certainement moins efficace que de les mettre à l'avant.

Plastique transparent recyclé, il n'affectera donc pas les fonctions des panneaux car il laisse passer la lumière du soleil et résiste également à l'eau, ce qui peut empêcher le fil d'être endommagé.

Il y a aussi une bande rectangulaire recouvrant la bague métallique qui permet la connexion entre les batteries et les panneaux qui est mesurée avec précision pour ne couvrir que la connexion filaire mais pas la surface des panneaux.

Tailles: la poche en plastique permet de ranger 4 panneaux solaires (195 mm x 58 mm chacun) de manière ordonnée et efficace en forme de goutte.

Matériaux: Tissu imperméable et tyroliennes, plastique recyclé, anneaux en métal, boutons en plastique, Une conception intelligente à trois couches peut être utilisée pour protéger votre câblage et également pour le confort de l'utilisateur. En séparant le câblage des couches extérieure et intérieure, non seulement vous vous accordez plus d'espace pour travailler, mais vous vous assurez que votre utilisateur ne sera pas au courant de la puissance et de la complexité de votre kit de survie Arduino !!

Étape 8: Application: Étapes facultatives - une veste intelligente

Des lumières LED peuvent également être placées sur les épaules et les manches de la couche intérieure des vêtements, tout en améliorant encore les composants de survie et l'aspect visuel de la veste. Des LED à faible consommation intelligemment choisies auront un impact limité sur la banque d'alimentation et maintiendront toujours l'objectif de notre module Arduino mobile. Assurez-vous que des précautions sont prises pour ne pas surchauffer les vêtements et les composants électriques, par exemple en les mettant sous tension pendant de longues périodes. N'hésitez pas à laisser votre téléphone derrière vous et à partir en randonnée, à votre retour, vous pourrez télécharger vos coordonnées GPS sur notre application Web liée à la première étape de notre instructable.