Le minuscule microcontrôleur AVR fonctionne sur une batterie de fruits : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Certains des fruits et légumes que nous consommons peuvent être utilisés pour produire de l'électricité. Les électrolytes contenus dans de nombreux fruits et légumes, ainsi que des électrodes en divers métaux, peuvent être utilisés pour fabriquer des cellules primaires. L'un des légumes les plus facilement disponibles, le citron omniprésent peut être utilisé pour fabriquer une cellule de fruit avec des électrodes de cuivre et de zinc. La tension aux bornes produite par une telle cellule est d'environ 0,9V. La quantité de courant produite par une telle cellule dépend de la surface des électrodes en contact avec l'électrolyte ainsi que de la qualité/type d'électrolyte.

Le microcontrôleur AVR est un microcontrôleur basse consommation de premier plan qui existe depuis près d'une décennie maintenant. Récemment, de nouveaux appareils à faible consommation ont été ajoutés à la famille AVR, appelés microcontrôleurs PicoPower AVR. Dans ce instructable, nous montrons comment même les appareils AVR réguliers peuvent être configurés et programmés pour fonctionner avec une batterie de fruits.

Étape 1: Préparation de la batterie de fruits

Pour la batterie, il nous faut quelques citrons pour l'électrolyte et des morceaux de cuivre et de zinc pour former les électrodes. Pour le cuivre, on utilise juste un PCB nu et pour le zinc, il y a plusieurs options: utiliser des clous galvanisés ou des bandes de zinc. Nous avons choisi d'utiliser des lamelles de zinc extraites d'une pile 1.5V. Commencez avec un morceau de PCB nu. La taille du PCB doit être suffisamment grande pour que vous puissiez y créer 3 ou 4 îlots. Chaque îlot servira à y déposer un demi citron coupé.

Étape 2: préparer l'électrode de zinc

Ensuite, ouvrez quelques piles de taille AA de 1,5 V pour les bandes de zinc et nettoyez-les avec du papier de verre et du fil de soudure sur chaque bande.

Étape 3: Disposez les électrodes

Sur le circuit imprimé en cuivre nu, coupez des îlots avec une lime ou une scie à métaux et soudez l'autre extrémité du fil de la bande de zinc à chaque îlot de cuivre. Pour une cellule, vous avez besoin d'un demi-citron et d'un îlot de cuivre et d'une bande de zinc.

Étape 4: Ajouter des citrons aux électrodes

Placez les citrons sur chaque îlot de cuivre avec la face coupée vers le bas comme indiqué ci-dessous. Faire des incisions dans les citrons pour y insérer les lamelles de zinc. La photographie ci-dessous montre trois cellules utilisées.

Étape 5: Assemblez le circuit du microcontrôleur AVR Tiny

Câblez le schéma de circuit montré ici sur une planche à pain. Le choix du type V d'AVR est important. Par exemple, Tiny13V est très approprié pour une telle expérience, car le type V d'AVR est conçu pour fonctionner jusqu'à une tension d'alimentation de 1,8V.

Étape 6: programmez le microcontrôleur AVR Tiny

L'AVR est programmé à l'aide du STK500 en mode de programmation série haute tension (HVSP). Les réglages des fusibles sont comme indiqué ici. Le code C est court et doux:#includevolatile uint8_t i=0;int main(void){ DDRB=0b00001000; PORTB=0b00000000; while(1) { PORTB=0b00000000; pour(i=0;i<254;i++); PORTB=0b00001000; pour(i=0;i<254;i++); } renvoie 0;}

Étape 7: Performances de la batterie

Un seul bit (bit PB3 sur la broche 2) est basculé.

Les performances de la batterie citron (température ambiante ambiante de 30 degrés Celsius) ont été mesurées comme suit: Nombre de cellules: 4 Tension en circuit ouvert: 3,2 V Courant de court-circuit: 1,2 mA Tension avec AVR TIny13V et charge LED: 2,5 V Tension avec AVR TIny13V et LED après 3 heures de fonctionnement continu: 1,9 V Nombre de cellules: 3 Tension en circuit ouvert: 2,3 V Courant de court-circuit: 1,0 mA Tension avec AVR TIny13V et charge LED: 1,89 V Tension avec AVR TIny13V et charge LED après 3 heures de fonctionnement continu: Non mesuré

Étape 8: Achtung

Une courte vidéo de ce circuit fonctionnant avec la pile au citron est disponible sur YouTube. Les microcontrôleurs AVR sont des appareils très économes et peuvent fonctionner à une tension allant jusqu'à 1,8 V. La consommation de courant est également très faible et l'ensemble du circuit, y compris le courant LED, peut être géré avec une pile de fruits. Prenez soin de disposer les matériaux, en particulier les bandes de zinc avec soin sans contaminer votre environnement. Ne réutilisez pas les citrons à quelque fin que ce soit après l'expérience. Concrètement, ne mangez pas les citrons usagés après l'expérience. Bien que cette expérience soit inoffensive et puisse être réalisée par des enfants, il est préférable de la faire sous la surveillance d'un adulte. Les auteurs ne peuvent être tenus responsables de tout préjudice résultant d'une telle expérience.

Étape 9: Références

Anurag Chugh a collaboré avec Yours Truely pour cette expérience et cette configuration. Les références suivantes ont été utiles pour réaliser cette expérience:1. Fruit Power2. Fiche technique Atmel AVR Tiny13