Sac de vélo solaire à LED : 14 étapes

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

Au cours de l'été dernier, j'ai eu l'occasion de travailler de nuit dans une boulangerie de quelques villes, ce qui signifiait que j'avais beaucoup de déplacements à faire. Arrière. Et-vient. La nuit. Sur un vélo. Les bus ne circulent même pas si tard. J'en avais assez d'être continuellement forcé sur le côté de la route par tous ces fichus conducteurs inconsidérés qui passent à toute vitesse - comment pourraient-ils passer outre la présence d'un être aussi conscient de la terre que moi avec si peu d'égard, roulant dans leur sale, machines polluantes au carbone ?! Bien sûr, il n'était probablement pas facile de me voir, étant donné le manque général d'éclairage public dans la région, alors je suis allé chercher le kit de lampe frontale et arrière trop cher. Et j'ai mangé avec des piles comme des cochons au creux. Je ne voulais pas continuer à acheter toutes ces foutues batteries, et je ne voulais surtout pas continuer à les jeter, alors c'est ce que j'ai proposé. Cela et le fait que je n'irais pas à Burning Man cette année m'a laissé un tas de temps libre qui serait autrement dépensé de manière judicieuse. C'est donc mon lot de consolation, en quelque sorte. J'ajouterai prochainement une implémentation de la magnifique veste de vélo à clignotants contrôlés par Arduino de Leah Buechley. Il s'agit de mon premier Instructable, et c'est un travail de documentation rétro, mais j'espère que cela suffira. Si cela semble un peu trop stupide, alors c'est probablement le cas. Cela s'étend à moi aussi. N'importe qui, créez et profitez-en ! Oh et, excuses pour la terrible qualité des images. J'ai travaillé assez dur avec mon appareil photo au fil des ans, et il semble qu'il soit assez proche de la fin du cycle de vie de son produit. renifler.

Étape 1: les choses dont vous avez besoin

Matériaux/Fournitures1 Sac à dos/sac de messager1 Mallette de projet1 Lampe frontale LED Cheapo1 Rétroéclairage LED rouge Cheapo/pas si cher pour les vélos2 Cellules solaires PowerFilm 3V, 50mA, numéro de produit MP3-371 Support de pile AA, capable de contenir: 3 piles NiMH AA1 Pièce de perfboard qui s'insère dans le haut du boîtier du projet4-8 Entretoises + vis1 Diode de blocage standard, 1N4001 par exemple5 résistances de 100 Ohm3 Boutons poussoirs momentanés1 Interrupteur DPDT1 Interrupteur SPSTBeaucoup de: LED, à votre choixCâble, à votre choixPiles de rechange, pour testerSolderThread (lourd nylon résistant, si possible)VelcroBoredomEn option:1 Arduino Skinny de Sparkfun (ou la nouvelle version certifiée, l'Arduino Pro)Pounding Psy-tranceJ'avais un sac à dos bon marché de Burton Snowboards qui était la taille parfaite pour mes besoins, mais je n'aimais pas style "sac à dos" droit. J'ai donc réarrangé les sangles et maintenant elles ont été inclinées sur le côté comme un sac messager avec une sangle principale qui serre le corps et une sangle auxiliaire qui se verrouille par le bas, offrant une plate-forme remarquablement sécurisée. Le plus gros inconvénient jusqu'à présent est la façon dont il a tendance à s'enrouler autour du corps, ce qui donne une chemise complètement trempée de sueur. Mais, euh, peu importe. Ça marche. J'ai trouvé un récipient de type tupperware hermétique et verrouillable dans la cuisine qui était parfait pour la boîte de projet, et la lampe frontale, j'ai acheté quelque chose comme 6 $ chez WalMart. Presque tout le reste était dans ma boîte de vitesses ou commandé en ligne. La majorité de mon câblage est un tas de fils de haut-parleur que j'avais qui traînaient, agréables et résistants. OutilsFer à souderPlanche à pain, pour le prototypageMultimètre de baseJeu de tournevis Support fer à souder/troisième mainPistolet à colle chaude + colle chaude, pour sceller

Étape 2: Préparation du sac à dos

C'est assez explicite. Déterminez où vous voulez que les composants spécifiques soient sur le sac et comment il fonctionnera "là-bas", sur la route. Cela devrait déterminer l'arrangement physique de votre propre construction particulière. Coupez/cousez/modifiez quoi que ce soit si nécessaire - voir l'étape précédente pour savoir pourquoi mon sac a l'air si déséquilibré. La lame et le briquet Xacto sont utiles pour faire des coupes et faire fondre les extrémités effilochées, et une bonne aiguille et du fil à l'ancienne seront votre meilleure option pour le rattacher. il se glisse directement dans une poche latérale avec un trou de sortie de cordon d'écouteur pratique, près de la bandoulière que j'utiliserai. J'ai mis toutes les commandes (sauf l'interrupteur principal) sur la bandoulière, et je voulais la sangle elle-même, j'ai donc dû découper de minuscules trous de chaque côté et les faire passer avec un morceau de fil de suspension, comme une "aiguille" géante… mais plus tard. Il y avait aussi une belle section de sangle à l'extérieur de la sangle elle-même, qui était parfaite pour une maison pour les ensembles LED/boutons-poussoirs, et j'avais un gros anneau en plastique dans lequel intégrer un autre interrupteur. Évidemment, ces détails seront différents pour tout le monde.

Étape 3: Préparation de la boîte de projet

Une fois que vous avez terminé avec le sac lui-même, place au conteneur de votre projet. Si possible, essayez d'insérer le support de batterie dans la boîte et voyez si vous avez suffisamment de place pour monter votre (vos) carte(s), interrupteur(s) et fils également. Les miens sont tous à peine en forme. Sinon, vous devrez trouver une autre boîte pour les piles. L'étain Altoids omniprésent fonctionnera parfaitement. Avec tout cela à l'esprit, percez des trous pour les fils que vous allez faire entrer et sortir, et le ou les interrupteurs. Lorsque vous commencez finalement à câbler les choses, assurez-vous de donner au fil un bon nœud juste au moment où il entre dans la boîte, afin qu'ils ne soient pas arrachés de manière inattendue. Ce qui ne serait probablement pas bon. Déterminez la taille du panneau perforé dont vous aurez besoin et coupez-le. Plus c'est gros, mieux c'est, car vous aurez plus d'espace pour jouer au futz, mais parfois vous êtes un peu à l'étroit. Collez/fixez votre batterie et montez vos cartes avec les entretoises. La carte rouge à l'intérieur est la version "maigre" de Sparkfun de l'Arduino, qui finira par entraîner les clignotants susmentionnés, qui ne sont pas encore câblés.

Étape 4: Construction du circuit, Partie 1: Charge

Nous aurons 3 piles NiMH AA en série, donnant chacune une valeur nominale de 1,2 V, ce qui correspond à une valeur nominale de 3,6 V. Mais dans des conditions d'utilisation réelles, cela pourrait descendre jusqu'à 0,9 V et jusqu'à 1,4 V chacun lors de la recharge sans causer de dommages majeurs, nous avons donc besoin d'un moyen de limiter leur utilisation à cette plage. Ce circuit le fera, environ, bien que d'une manière approximative, non technique. Mais c'est simple et ça marche. Afin de charger les batteries, vous devez connecter l'extrémité positive du panneau solaire à l'extrémité positive des batteries et les extrémités négatives faire de même. Ici, basculer l'interrupteur vers le haut fera exactement cela. Deux problèmes cependant: 1. Nous avons besoin d'une diode dans le sens de la charge pour empêcher les batteries de se décharger dans les cellules solaires lorsqu'il fait noir, les vidant de l'énergie que nous avons stockée pendant la journée, et: 2. La chute de tension nominale aux bornes des cellules solaires, que nous avons câblées en série, sera de 6V. Tant que la tension solaire est supérieure à la tension de la batterie, le courant circule dans les batteries. Mais nous ne voulons pas que la tension totale de la batterie dépasse environ 4,2 V (1,4 x 3), nous avons donc besoin d'un moyen de faire baisser le niveau de tension solaire d'environ 1,8 V sur le chemin des batteries. Bien que ce ne soit pas très élégant, ni robuste, mettre une LED là-dedans devrait accomplir les deux, car ils ont normalement une chute de tension d'environ 1,7 à 2 volts environ. Utilisez votre multimètre pour le confirmer… Bien que ce soit généralement une MAUVAISE IDÉE de câbler une LED à l'envers (l'endommager de manière irréversible), le circuit DANS CE CAS PARTICULIER devrait être capable de gérer le flux de courant inverse potentiel sans dommage majeur. Et ce n'est pas encore le cas (croisons les doigts). De plus, cela donne un bon indicateur de l'état de charge: plus la LED est lumineuse, plus la charge des batteries est rapide. Lorsqu'il est éteint, les cellules solaires émettent moins de tension que les batteries, ce qui signifie qu'elles ne se chargent pas. Un souci cependant, c'est que la tension indiquée, 6V, n'est que dans des conditions nominales de test en laboratoire, et pour ces panneaux, en plein soleil, elle peut aller jusqu'à 7,2V, ce qui surchargerait certainement les batteries. Mais c'est un risque avec lequel je suis prêt à vivre. Mieux que de les surdécharger… Et, une autre chose que nous devons vérifier est le flux de courant sortant des cellules solaires. La rubrique est que nous voulons généralement que le courant soit 1/10 de la capacité totale de la batterie, équilibrant vitesse et sécurité pour les batteries. Étant donné que la capacité de mes batteries est de 2400 mAh, le courant nominal idéal serait de 240 mA. Nos panneaux ne délivrent que 50 mA, ce qui est en fait assez faible. Nous pourrions ajouter 4 autres baies en parallèle et être dans la zone de sécurité. Ce sera peut-être pour un autre projet. Pour l'instant, mieux vaut prévenir que guérir. Sur le côté charge du circuit.

Étape 5: Construire le circuit, Partie 2: la charge

Basculer l'interrupteur vers le bas permettra aux appareils que vous avez connectés de fonctionner. Ici, nous ne voulons pas tirer les batteries à moins que la tension totale à leurs bornes ne soit supérieure à environ 2,7 V (0,9 x 3). Ici, j'ai branché une diode de blocage normale (la 1N4001 que j'ai commandée à l'origine avec le cellules solaires) en série avec une LED pour un voyant d'état de charge. Étant donné que la chute de tension aux bornes de la diode est de 0,7 V, la chute de tension totale devrait être d'environ 2,4 à 2,7 V. Lorsque la tension d'alimentation chute en dessous de ce niveau, cela ne donne pas assez de potentiel pour piloter la LED, l'éteignant. Donc, quand la lumière s'éteint, je sais qu'il est temps d'arrêter d'utiliser les différents appareils que j'ai branchés et de commencer à recharger. Encore une fois, sale, mais ça marche. Résistances Lorsque vous utilisez des LED, assurez-vous d'inclure une résistance avec elles, afin qu'ils ne brûlent pas. Même lorsqu'ils sont en parallèle, une résistance doit accompagner chaque LED. Fondamentalement, étant donné que les résistances résistent au flux de courant passant par la partie du circuit dans laquelle elles se trouvent, plus la valeur d'une résistance particulière est élevée, moins le courant circulera. N'oubliez pas V = IR. Dans le cas du circuit de charge, nous voulons que le plus de courant possible traverse les batteries, sans endommager la LED. 100 Ohms fonctionneront. Avec le côté charge du circuit, nous voudrions théoriquement une résistance de valeur plus élevée, dans l'intérêt de maintenir le flux de courant résiduel au minimum. Ici, cependant, je veux m'assurer que la chute de tension à travers la LED reste autour de la zone 2V, et donner un courant plus fort le rendrait plus évident lorsque la tension tombe enfin en dessous du seuil minimum que nous voulons. J'ai donc ajouté une résistance de 100 Ohm ici aussi.

Étape 6: Câblage et montage des cellules solaires

Donc… si la boîte que nous venons de construire est le cœur (et les poumons, je suppose) de notre projet, alors c'est définitivement… l'âme ! SOULAR ! he he he!…. OK. Calmer. Contrôle. Les cellules que j'ai proviennent de PowerFilm, numéro de produit MP3-37, et elles sont bien minces et flexibles. Pour ce projet, nous souhaitons en câbler deux en série, pour constituer l'alimentation 6V. Alignez les cellules comme ceci (ou comme vous le souhaitez, physiquement,) de sorte que l'extrémité positive de la première s'aligne avec l'extrémité négative de l'autre. Vous pouvez faire la différence ici, car les "barres transversales" sur les "T" blancs qui coupent les cellules se trouvent vers le positif et les "verticales" pointent vers le négatif. Grattez ou faites fondre le plastique recouvrant les contacts argentés de chaque côté. Vous pouvez savoir si vous avez utilisé suffisamment de plastique lorsque vous commencez à gratter le contact ci-dessous. Soudez sur un seul morceau de fil entre les deux. Soudez les fils + et - dénudés d'un fil à deux brins aux autres côtés, et le tour est joué. Faire passer l'autre extrémité du fil à travers le sac pour qu'il atteigne la boîte avec suffisamment d'espace. Tamponnez un peu de colle chaude sur les joints pour les isoler des intempéries. Pour fixer le panneau au sac, posez une longueur de " crochet" côté du velcro à l'arrière de chaque cellule, et coupez trois longueurs du côté "boucle" pour correspondre à la portée, y compris, entre les pièces de "crochet". Espacez-les uniformément sur toute la longueur, décollez le support et mettez-les en place là où vous souhaitez que vos panneaux soient installés. J'ai deux taches sur mon sac, selon l'angle du sac par rapport au soleil. Vous devrez peut-être coudre les bords du tissu bouclé, selon le type d'adhésif qu'il y a appliqué, afin qu'il ne tombe pas.

Étape 7: pirater la lampe frontale

Faites exactement ce que dit le titre. Ouvrez la lampe frontale cheapo et débranchez toute la section de la batterie. Tout ce dont vous avez besoin, ce sont les contacts auxquels il a conduit. Câblez-les dans la boîte et soudez sur la section de charge du circuit de commande. Et maintenant, la note promise sur l'enfilage du fil à travers la sangle. Si vous regardez bien sur la photo, il y a plusieurs endroits où j'ai fait de petites fentes dans le tissu de surface de la sangle, sur le bord du rembourrage où il rencontre la bordure. Avec la lame Xacto, faites deux de ces fentes - une à l'endroit où vous voulez que les fils sortent et l'autre à l'entrée. Prenez le fil de suspension et découpez-en une belle et longue section droite. Ce sera votre "aiguille". Poussez-le dans la longueur entre les deux trous, dans l'espace ouvert entre le rembourrage et le bord. Cela vous rendra un peu, surtout si votre sangle se courbe, mais elle finira par ressortir de l'autre côté. Du ruban adhésif en toile sur le fil que vous souhaitez insérer à une extrémité du fil du cintre, et tirez-le à travers le trou jusqu'à ce qu'il ressorte de l'autre côté. Voila ! C'est fait ! Ensuite, percez des trous dans les coins du boîtier de la lampe si possible, et cousez-les jusqu'à la sangle, mais de manière à ne pas empêcher les autres fils de passer, si vous le souhaitez.

Étape 8: Assemblage des interrupteurs LED/boutons-poussoirs Partie 1: Curling

L'idée ici est d'avoir ce qui semble de l'extérieur être une LED que vous pouvez pousser pour allumer et éteindre quelque chose. Ou un interrupteur qui donne des informations sur l'état de tout ce que vous commutez. Ce qui signifie essentiellement coller un interrupteur et une LED ensemble, dos à dos, de sorte que la partie "bouton" de l'interrupteur soit orientée vers le bas, loin du Partie LED de l'assemblage. Pour commencer, bouclez les fils des deux éléments. Il est important de garder la distinction entre l'anode et la cathode (+ et -, long et court) sur la LED, alors assurez-vous d'appliquer différents styles de curling à chaque jambe de la LED. J'ai utilisé un carré pour le côté positif et plus de cercle pour le négatif. Mais il était parfois difficile de faire la différence, alors je pourrais passer à l'utilisation de triangles et de cercles à l'avenir. Quelle que soit votre convention, assurez-vous de vous y TENIR ! Faites-en trois ensembles. Il est beaucoup plus facile, étant donné la taille des éléments, d'aller de l'avant et de les câbler maintenant avant de les coller ensemble, plutôt que de les attacher d'abord, puis d'essayer de se frayer un chemin à travers le fouillis jusqu'aux contacts que vous êtes censé souder. dans. Mais cela signifie que nous devons préparer leurs candidatures.

Étape 9: pirater le feu arrière

C'est à peu près la même chose que la lampe frontale. Sauf qu'ici, mon feu arrière est venu dans un boîtier assez disgracieux, dont j'ai décidé de le libérer. Idéalement, le circuit imprimé avait la forme d'un long bâton, ce qui en faisait une bonne barre lumineuse. Et il fonctionnait sur une base de bouton-poussoir. Ce qui a rendu le câblage jusqu'à la LED / bouton-poussoir correspondant sur la sangle un jeu d'enfant. Donc. J'ai câblé les tensions d'alimentation et de terre à la source de charge, puis j'ai câblé le bouton-poussoir à l'endroit où le bouton d'origine a été réglé. Après cela, j'ai mis en parallèle une résistance menant à la LED d'état de la LED/du bouton-poussoir, dans l'une des LED rouges actuellement sur la carte. Par conséquent, chaque fois que cette LED s'allume, mon interrupteur s'allume également, ce qui me permet d'évaluer le modèle d'affichage actuel, en fonction de la synchronisation entre les clignotements de ma LED d'état. Cela fait six fils sortant de la carte, deux dans la boîte de projet et quatre à la LED/bouton-poussoir correspondant. Je peux le fixer dans le sac, avant de coudre quelques boucles autour de lui sur l'extérieur du sac. Et oui, je me rends compte que cela ressemble un peu à une petite crotte blanche.

Étape 10: Câblage des LED/boutons poussoirs pour les clignotants

Pour cette partie, nous allons câbler les LED et les boutons-poussoirs des interrupteurs qui contrôleront les clignotants. Cela signifie que nous aurons un total de 8 fils supplémentaires qui traverseront la sangle jusqu'au boîtier de commande. C'est beaucoup d'espace pour un si petit espace, donc dans l'intérêt d'économiser de l'espace et de tirer des fils redondants, j'ai coupé une longueur de câble Ethernet, ce qui est parfait car il contient 8 fils à l'intérieur, et je l'ai fait passer dans la boîte. Les LED seront mises en parallèle avec leurs clignotants respectifs, clignotant au même rythme, et les boutons seront câblés dans l'Arduino Skinny en tant que périphériques d'entrée.

Étape 11: Interrupteur d'alimentation en option pour Arduino / Clignotants

Étant donné que je n'utiliserai les clignotants qu'à des moments précis, c'est-à-dire lorsque je dois tourner, ils seront éteints la plupart du temps. À ce stade, l'Arduino n'exécutera rien d'autre que les clignotants, donc à toutes fins pratiques, c'est une charge morte chaque fois que les clignotants sont éteints. Donc, dans l'intérêt d'économiser de l'énergie, j'ai inséré une bascule SPST passer dans un anneau en plastique qui se trouvait sur la sangle. J'ai également intégré les LED d'état de recharge solaire et d'utilisation de la charge de chaque côté de l'interrupteur, puis j'ai recouvert le tout d'une autre goutte de colle chaude. L'interrupteur est câblé entre la source de charge et la borne de batterie LiPo sur le Skinny. Quand je veux les clignotants, je les allume. Quand je ne le fais pas, il reste éteint. Il est un peu trompeur d'avoir les LED de chaque côté de l'interrupteur, car elles n'ont rien à voir immédiatement avec l'action de l'interrupteur lui-même…. mais telle est la nature des choses, je suppose.

Étape 12: Assemblage des interrupteurs LED/boutons-poussoirs Partie 2: Intégration

Maintenant que vous avez câblé les LED/boutons-poussoirs, il est temps de les coller ensemble et de les intégrer dans la sangle. Appliquez des morceaux de colle sur les bases de la LED et de l'interrupteur et collez-les ensemble. Vous voudrez les positionner, pivotés de 90 degrés les uns par rapport aux autres par rapport aux axes des contacts sur chacun, formant une sorte de croix celtique vue de dessus. Cela empêche les fils de se court-circuiter. Les maintenir ensemble jusqu'à ce que l'adhésif durcisse était un peu onéreux, il peut donc être utile d'envelopper les deux dans du scotch pour les maintenir ensemble. Une fois qu'il a durci, essayez d'enduire les joints soudés entre les contacts et les fils avec un peu plus de colle. Essayez simplement de ne pas mettre de colle dans la partie "bouton" mobile de l'interrupteur pour des raisons évidentes - sinon, il se bloquera en position et deviendra inutile. de sangle déjà pré-intégrée dans ma sangle. Beaucoup de fabricants de sacs à dos le font maintenant, donc si le vôtre en a un aussi, vous avez de la chance. Il suffit de couper une extrémité, de faire fondre les extrémités et de continuer avec le reste de l'étape. Sinon, vous allez vouloir trouver un morceau de sangle de rechange et le coudre sur la sangle. Dans les deux cas, prenez le fer à souder et faites un trou dans la sangle, en vous assurant qu'il est assez large pour laisser entrer la LED, mais pas si large qu'il vacille. Cela peut sembler un peu louche au début, mais au moins dans mon cas, le plastique avait tendance à s'agglomérer sur lui-même, plutôt que sur le fer à souder, formant de jolis trous cylindriques prêts à l'emploi dans lesquels les LED se glissaient directement. Vous n'aurez peut-être pas cette chance. Qui sait. Faites passer le dôme de la LED à travers le trou et collez-le en place. Une fois que vous avez monté les trois ensembles LED/boutons-poussoirs, allez-y et cousez l'extrémité libre de la sangle sur la sangle, en fixant les interrupteurs en place. Il devrait y avoir une tension modérée sur la sangle, mais pas assez pour maintenir les boutons enclenchés en permanence. De plus, le bas des interrupteurs ne doit pas être collé à la sangle elle-même. Les seuls points de fixation doivent être des LED qui s'enfoncent dans la sangle au-dessus et les fils allant de l'assemblage vers la sangle ci-dessous. Les parties "bouton" des commutateurs doivent être libres de se déplacer selon les besoins.

Étape 13: Câblage du circuit imprimé

C'est la dernière étape. Apportez tous les fils dans la boîte et câblez-les dans leurs contacts respectifs. Si votre carte est particulièrement en désordre, il peut être judicieux de tamponner une petite goutte de colle chaude sur les joints soudés pour empêcher les contacts de se court-circuiter, et potentiellement avec les batteries aussi, si votre boîtier est aussi étroit que le mien. Enroulez les fils, fermez le boîtier et essayez d'allumer les choses. Profitez-en !

Étape 14: une variante

Il s'agit d'un sac que j'ai aidé mon frère à fabriquer, basé sur le prototype. Il a quelques haut-parleurs portables branchés, branchés sur un iPod shuffle du côté de la sangle, et une longueur supplémentaire de fil EL sur lequel j'avais traîné, de certains précédents Burn. Un pack de fête portable à énergie solaire ! Groove assez dur…