Lille AVR -mikrokontroller kører på et frugtbatteri: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Nogle af de frugter og grøntsager, vi spiser, kan bruges til at lave elektricitet. Elektrolytterne i mange frugter og grøntsager kan sammen med elektroder fremstillet af forskellige metaller bruges til at lave primære celler. En af de lettest tilgængelige grøntsager, den allestedsnærværende citron kan bruges til at lave en frugtcelle sammen med kobber- og zinkelektroder. Terminalspændingen produceret af en sådan celle er omkring 0,9V. Mængden af strøm produceret af en sådan celle afhænger af overfladearealet af elektroderne i kontakt med elektrolytten samt kvaliteten/typen af elektrolyt.

AVR mikrokontrolleren er en førende lav effekt mikrokontroller, der har eksisteret i næsten et årti nu. For nylig er nye enheder med lavere strøm tilføjet til AVR -familien, kaldet PicoPower AVR -mikrokontrollerne. I denne instruktive viser vi, hvordan selv de almindelige AVR -enheder kan konfigureres og programmeres til at køre et frugtbatteri.

Trin 1: Forberedelse af frugtbatteriet

Til batteriet har vi brug for et par citroner til elektrolytten og stykker kobber og zink for at danne elektroderne. Til kobberet bruger vi bare et blott PCB og til zink er der et par muligheder: brug galvaniserede søm eller zinkstrimler. Vi valgte at bruge zinkstrimler ekstraheret fra et 1,5V batteri. Start med et stykke bar PCB. Størrelsen på printkortet skal være stor nok, så du kan oprette 3 eller 4 øer på det. Hver ø vil blive brugt til at lægge en halvskåret citron på den.

Trin 2: Forbered zinkelektroden

Åbn derefter et par 1,5V AA -størrelse celler til zinkstrimlerne og rengør det med sandpapir og loddetråd til hver strimmel.

Trin 3: Arranger elektroderne

På det nøgne kobber PCB skæres øer med en fil eller hacksav og loddes den anden ende af tråden fra zinkstrimlen til hver kobberø. Til en celle har du brug for en halv citron og en ø af kobber og en zinkstrimmel.

Trin 4: Tilsæt citroner til elektroderne

Placer citronerne på hver kobberø med snittet nedad som vist herunder. Lav snit i citronerne for at indsætte zinkstrimlerne. Fotografiet herunder viser tre celler, der bruges.

Trin 5: Saml AVR Tiny MIcrocontroller Circuit

Tilslut kredsløbsdiagrammet vist her på et brødbræt. Valget af V -type AVR er vigtigt. For eksempel er Tiny13V meget passende til et sådant eksperiment, da V -type AVR er vurderet til at fungere ned til 1,8V strømforsyningsspænding.

Trin 6: Programmer AVR Tiny Microcontroller

AVR'en programmeres ved hjælp af STK500 i tilstanden HVSP (High Voltage Serial Programming). Sikringsindstillingerne er som vist her. C -koden er kort og sød: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; mens (1) {PORTB = 0b00000000; for (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; for (i = 0; i <254; i ++); } returner 0;}

Trin 7: Batteriydelse

Kun en bit (bit PB3 på Pin 2) skiftes.

Citronbatteriets ydelse (omgivende stuetemperatur 30 grader Celsius) blev målt som følger: Antal celler: 4 Åben kredsløbsspænding: 3,2V Kortslutningsstrøm: 1,2mA Spænding med AVR TIny13V og LED -belastning: 2,5V Spænding med AVR Tiny13V og LED belastning efter 3 timers kontinuerlig drift: 1.9V Antal celler: 3 Åben kredsløbsspænding: 2.3V Kortslutningsstrøm: 1.0mA Spænding med AVR TIny13V og LED belastning: 1.89V Spænding med AVR TIny13V og LED belastning efter 3 timers kontinuerlig drift: Ikke målt

Trin 8: Achtung

En kort video af dette kredsløb, der drives med citronbatteriet, er tilgængelig på YouTube. AVR -mikrokontroller er meget nøjsomme enheder og kan fungere ved spænding ned til 1,8V. Strømforbruget er også meget lille, og hele kredsløbet inklusive LED -strømmen kan styres med et frugtbatteri. Pas på at bortskaffe materialerne, især zinkstrimlerne omhyggeligt uden at forurene dine omgivelser. Genbrug ikke citronerne til noget formål efter forsøget. Konkret må du ikke spise de brugte citroner efter forsøget. Selvom dette eksperiment er ufarligt og kan udføres af børn, gøres det bedst under opsyn af en voksen. Forfatterne kan ikke holdes ansvarlige for nogen skade som følge af et sådant forsøg.

Trin 9: Referencer

Anurag Chugh samarbejdede med Yours Truely om dette eksperiment og opsætning. Følgende referencer var nyttige ved udførelsen af dette eksperiment: 1. Frugtkraft2. Atmel AVR Tiny13 Datablad