Solar LED cykeltaske: 14 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Jeg havde i løbet af den sidste sommer mulighed for at arbejde nattevagt på et bageri et par byer over, hvilket betød, at jeg havde meget at pendle til. Tilbage. Og frem. Om natten. På en cykel. Busserne kører ikke engang så sent. Jeg blev temmelig træt af konstant at blive tvunget til siden af vejen af alle de forbandede hensynsløse chauffører, der kørte forbi - hvordan kunne de sprænge forbi tilstedeværelsen af et så jordbevidst væsen som mig selv med så lidt hensyn, cruising omkring i deres beskidte, kulforurenende maskiner ?! Selvfølgelig var det nok ikke alt for let at se mig, i betragtning af den generelle mangel på gadebelysning i området, så jeg tog hen og fik det nødvendige overpris for hoved- og baglygtesæt. Og spiste gennem batterier som grise ved trug. Jeg ville ikke blive ved med at købe alle de forbandede batterier, og jeg ville helt sikkert ikke blive ved med at smide dem ud, så det var det, jeg fandt på. Det og det faktum, at jeg ikke ville gå til Burning Man i år, efterlod mig med en masse fritid, der ellers ville blive brugt på samme måde. Så det er mine trøstpræmier. Jeg vil tilføje en implementering af Leah Buechleys vidunderlige Arduino-styrede drejesignalcykeljakke i den nærmeste fremtid. Dette er min første instruerbare, og det er et retrodokumentationsjob, men jeg håber, at det er tilstrækkeligt. Hvis det virker lidt for dumbed down, så er det formentlig sikkert det. Det gælder også for mig. Hvem som helst, Opret og nyd! Åh og undskyld for den frygtelige kvalitet af billederne. Jeg har arbejdet mit kamera ret hårdt i årenes løb, og det ser ud til at være temmelig nær slutningen af produktets livscyklus. sniffe.

Trin 1: Ting du har brug for

Materialer/forsyninger1 Rygsæk/messenger taske1 Projektkasse1 Cheapo LED-forlygte1 Cheapo/ikke-så-billig rød LED-baggrundsbelysning til cykler2 3V, 50mA PowerFilm solceller, produktnummer MP3-371 AA batteriholder, der kan rumme: 3 NiMH AA-batterier1 stk. perfboard, der passer ind i toppen af projektkassen4-8 Afstande + skruer1 Standardblokeringsdiode, f.eks. 1N40015 100 Ohm modstande3 Momentane trykknapper 1 DPDT-switch1 SPST-switchMasser af: LED'er, til dit valgTråd, til dit valgSpar batterier, til testSolderTread (tung duty nylon, hvis det er muligt) VelcroBoredom Option: 1 Arduino Skinny fra sparkfun (eller den nye certificerede version, Arduino Pro) Pounding Psy-trance Jeg havde en billig rygsæk fra Burton Snowboards, som var den perfekte størrelse til mine formål, men kunne ikke lide lige "rygsæk" stil. Så jeg omarrangerede stropperne, og nu er det blevet vippet på siden som en messenger-taske med en hovedkrop-huggerrem og en hjælpestrop, der låser ind fra bunden, hvilket giver en bemærkelsesværdig sikker platform. Den største ulempe hidtil er, hvordan den har en tendens til at vikle rundt om kroppen, hvilket resulterer i en grundigt svedblødt skjorte. Men, uh, uanset hvad. Det virker. Jeg fandt en låsende, lufttæt beholder af tupperware-type i køkkenet, der var perfekt til projektboksen, og forlygten hentede jeg for noget som $ 6 fra WalMart. Stort set alt andet var i min gearkasse eller bestilt online. Størstedelen af mine ledninger er en flok højttalertråd, jeg havde liggende, pæn og modstandsdygtig. Værktøj Loddejern Brødbræt, til prototyper Grundlæggende multimeter Skruetrækker-sæt Trådløs bor + bit Alligator-klip jumperwireNål-næse TrådfræserSharpieLighterNeedleXacto bladeSerious industriel klæbemaskine Loddejern holder/tredje hånd Varm limpistol + varm lim, til tætningsformål

Trin 2: Forbered rygsækken

Dette er temmelig selvforklarende. Find ud af, hvor du vil have de specifikke komponenter på posen, og hvordan det vil fungere "derude" på vejen. Dette bør bestemme det fysiske arrangement af din egen særlige bygning. Klip/sy/rediger alt, hvis det er nødvendigt - se det foregående trin om, hvorfor min taske ser så skæv ud. Xacto-bladet og lighter er nyttige til snit og smeltning af flossede ender, og god gammeldags nål og tråd bliver din bedste mulighed for at fastgøre igen. Det var bare heldigvis, at projektboksen, jeg fandt, er i perfekt størrelse, så den glider lige ind i en sidelomme med et praktisk hul til hovedtelefonledningen, tæt på skulderremmen, jeg skal bruge. Jeg satte alle betjeningselementer (undtagen hovedkontakten) på skulderremmen, og jeg ville føre ledninger op gennem remmen selv, så jeg var nødt til at skære bittesmå huller på hver side og føre dem igennem med et stykke trådbøjle, som en kæmpe "nål" … men mere om det senere. Der var også en fin del af bånd på ydersiden af selve remmen, som var perfekt til et hjem til LED/trykknapperne, og jeg havde en stor plastring, hvori jeg kunne integrere en anden kontakt. Disse detaljer vil naturligvis være forskellige for alle.

Trin 3: Forberedelse af projektboksen

Når du er færdig med selve posen, er det tid til din projektcontainer. Hvis det er muligt, kan du prøve at montere batteriholderen i boksen, og se om du har nok plads til at montere dit bord (er), switch (er) og ledninger såvel. Mine passer bare næsten ikke. Hvis ikke, skal du finde en anden boks til batterierne. Den allestedsnærværende Altoids -blik vil fungere bare dandy. Med alt dette i tankerne, bor huller til de ledninger, du vil bringe ind og ud, og kontakten (e). Når du til sidst begynder at koble ting ind, skal du sørge for at give ledningen en god overhåndsknude, lige som den kommer ind i kassen, så de ikke uventet bliver flået ud. Hvilket sandsynligvis ikke ville være godt. Bestem størrelsen på det perfboard, du skal bruge, og skær det. Jo større jo bedre, da du har mere plads til at futz med, men nogle gange er du lidt trang til plads. Lim/fastgør din batteripakke, og monter dit bord (er) med standoffs. Det røde bord deri er sparkfun's "tynde" version af Arduino, som i sidste ende vil drive de førnævnte drejesignaler, som endnu ikke er forbundet.

Trin 4: Opbygning af kredsløbet, del 1: Opladning

Vi vil have 3 NiMH AA -batterier i serie, hvilket giver en nominel 1,2V hver, hvilket giver et nominelt 3,6V. Men under faktiske brugsbetingelser kan det falde så langt ned til 0,9V og op til 1,4V hver ved genopladning uden at gøre store skader, så vi har brug for en eller anden måde at begrænse deres anvendelse til inden for dette område. Dette kredsløb vil gøre det, ca., skønt på en grov, ingeniørlignende måde. Men det er enkelt og det virker. For at oplade batterierne skal du til den positive ende af solcelleanlægget, der forbinder til den positive ende af batterierne, og de negative ender gør det samme. Her vil det bare gøre det ved at vende kontakten "op". To spørgsmål dog: 1. Vi har brug for en diode i opladningsretningen for at forhindre, at batterierne aflades tilbage i solcellerne, når det er mørkt, dræner dem for den energi, vi lagrede i løbet af dagen, og: 2. Det nominelle spændingsfald på tværs af solcellerne, som vi har forbundet i serie, vil være 6V. Så længe solspændingen er højere end batterispændingen, strømmer der strøm ind i batterierne. Men vi vil ikke have, at den samlede batterispænding bliver højere end omkring 4,2V (1,4 x 3), så vi har brug for en måde at sænke solspændingsniveauet omkring 1.8V på vej til batterierne. Selvom det ikke er særlig elegant, heller ikke robust, at sætte en LED derinde bør opnå begge dele, da de normalt har et spændingsfald på omkring 1,7 til 2 volt eller deromkring. Brug dit multimeter til at bekræfte dette … Selvom det generelt er en DÅLIG IDE at koble en LED bagud (irreversibelt beskadige den), skulle kredsløbet I DETTE SÆRLIGE tilfælde kunne håndtere den potentielle omvendte strøm uden større skade. Og det har ikke været så langt (krydser fingre). Det giver også en god indikator for opladningsstatus: jo lysere LED, jo hurtigere oplader batterierne. Når den er slukket, afbryder solcellerne mindre spænding end batterierne, hvilket betyder, at de ikke oplades. En bekymring er dog, at den angivne spænding, 6V kun er under nominelle laboratorietestforhold, og for disse paneler i direkte sollys kan den gå op til 7,2V, hvilket helt sikkert ville overoplade batterierne. Men det er en risiko, jeg er villig til at leve med. Bedre end at overlade dem … Og en anden ting, vi skal kontrollere, er den nuværende strøm, der kommer ud af solcellerne. Rubriken er, at vi generelt ønsker, at strømmen skal være 1/10 af den samlede batterikapacitet, balancere hastighed og sikkerhed for batterierne. Da kapaciteten på mine batterier er 2400 mAh, ville den ideelle nominelle strøm være 240 mA. Vores paneler afgiver kun 50 mA, hvilket faktisk er ret lavt. Vi kunne tilføje yderligere 4 arrays parallelt og være inden for den sikre zone. Det kan være for et andet projekt. For nu er det dog bedre sikkert end undskyld. På lastens side af kredsløbet.

Trin 5: Opbygning af kredsløbet, del 2: Lasten

Hvis du vender kontakten "ned", kan de enheder, du har tilsluttet, fungere. Her ønsker vi ikke at trække batterierne ud, medmindre den samlede spænding over dem er højere end omkring 2,7V (0,9 x 3). solceller) i serie med en LED til en opladningsstatusindikator. Da spændingsfaldet over dioden er 0,7 V, bør det samlede spændingsfald være omkring 2,4-2,7V. Når forsyningsspændingen falder under dette niveau, giver det ikke nok potentiale til at drive LED'en og slukke den. Så når lyset slukker, ved jeg, at det er tid til at stoppe med at bruge de forskellige enheder, jeg har tilsluttet, og begynde at genoplade. Igen en gang beskidt, men det virker. Resistorer Når du bruger LED'er, skal du sørge for at inkludere en modstand i dem, så de ikke brænder ud. Selv når de er parallelle, skal der gå en modstand til hver LED. Grundlæggende, da modstande modstår strømmen, der går, selvom den del af kredsløbet, de er i, jo højere en bestemt modstands værdi, desto mindre strøm vil strømme. Husk V = IR. I tilfælde af opladningskredsløb ønsker vi, at der strømmer så meget strøm til batterierne som muligt uden at beskadige LED'en. 100 Ohm vil fungere. Med belastningssiden af kredsløbet ville vi dog teoretisk set have en modstand af højere værdi for at holde spildstrømmen nede på et minimum. Her vil jeg dog sikre mig, at spændingsfaldet over LED'en forbliver omkring 2V -området, og at give en stærkere strøm ville gøre det mere tydeligt, når spændingen endelig falder under den minimumstærskel, vi ønsker. Så jeg har også smidt en 100 Ohm modstand ind her.

Trin 6: Kabelføring og montering af solcellerne

Så… hvis den kasse, vi lige har bygget, er hjertet (og lungerne, tror jeg) i vores projekt, så er dette bestemt… sjælen! SOULAR! he he he!…. OK. Berolige. Kontrol. De celler, jeg har, er fra PowerFilm, produktnummer MP3-37, og de er pænt tynde og fleksible. Til dette projekt vil vi forbinde to af dem i serie for at udgøre 6V forsyningen. Juster cellerne sådan (eller uanset hvordan du vil have dem, fysisk), så den positive ende af den første stemmer overens med den anden ende af den anden. Du kan se forskel her, da "tværstængerne" på de hvide "T" s skærer cellerne ligger mod det positive, og "lodrette" peger mod det negative. Ridser eller smelter plasten, der dækker de sølvfarvede kontakter på hver side. Du kan se, om du er gået igennem nok plastik, når du begynder at skrabe kontakten herunder. Lodde på et enkelt stykke tråd på tværs af de to. Lodning på den afisolerede + og - ledning af en dobbeltstrenget ledning til de andre sider, og du er færdig. Arbejd den anden ende af ledningen gennem posen, så den når boksen med tilstrækkelig slackroom. Dup lidt varm lim på leddene for at isolere dem fra vejret. For at fastgøre panelet til posen, skal du lægge en længde af " hook "siden af velcroen til bagsiden af hver celle, og skær tre længder af" loop "-siden for at matche spændet, inklusive, mellem" hook "-stykkerne. Fordel dem jævnt over længden, tag bagsiden af og smæk dem på plads, uanset hvor du gerne vil have dine paneler sat. Jeg har to pletter på min taske, afhængigt af posens vinkel til solen. Du skal muligvis sy kanterne af de sløjfede ting ned, afhængigt af den slags klæbemiddel, de har påført det, så det ikke falder af.

Trin 7: Hacking af forlygten

Gør lige hvad overskriften siger. Åbn cheapo forlygten, og afbryd hele batterisektionen. Alt du behøver er de kontakter, det førte ind i. Tråd dem ind i kassen, og lod på tværs af Load -sektionen i styrekredsløbet. Og nu den lovede note om trådtråd gennem remmen. Hvis du ser godt efter på billedet, er der flere steder, jeg har lavet små slidser i stroppens overfladestof, på kanten af polstringen, hvor det møder kanten. Med Xacto -bladet laves to sådanne slidser - en hvor du vil have ledningerne til at stikke ud, og en hvor indgangen. Tag trådbøjlen og skær en pæn, lang lige sektion ud af den. Dette vil være din "nål". Skub den ned i længden mellem de to huller, i rummet åbnet mellem polstring og kant. Det vil give lidt tilbage, især hvis din rem buer, men til sidst vil den stikke ud på den anden side. Klæb tape den ledning, du vil indsætte, i den ene ende af bøjlestangen, og træk den gennem hullet, indtil den kommer ud på den anden side. Voila! Udført! Bor derefter huller i hjørnerne af forlygtehuset, hvis det er muligt, og sy dem fast til remmen, men på en måde, der ikke forhindrer andre ledninger i at komme igennem, hvis du ønsker det.

Trin 8: Montering af LED/trykknapkontakterne Del 1: Curling

Ideen her er at have det, der ser ud udefra, til at være en LED, du kan skubbe for at tænde og slukke noget. Eller en switch, der giver feedback på status for, hvad det end er, du skifter. Som i bund og grund betyder at holde en kontakt og en LED sammen, bag-til-back, så "knappen" -delen af kontakten vender nedad, væk fra LED -del af samlingen. For at starte, krølle ledningerne på begge elementer. Det er vigtigt at bevare sondringen mellem anode og katode (+ og -, lang og kort) på LED'en, så sørg for at anvende forskellige curlingstile på hvert ben af LED'en. Jeg brugte firkant-ish til den positive side, og mere cirkel-ish til den negative. Men det var nogle gange svært at se forskel, så jeg vil muligvis skifte til at bruge trekanter og cirkler i fremtiden. Uanset hvad din konvention er, så sørg for at STICK TO IT! Lav tre sæt af disse. I betragtning af elementernes størrelse er det meget lettere at gå videre og tilslutte dem nu, før du limer dem sammen, i stedet for at vedhæfte dem først og derefter forsøge at komme igennem det uklare rod til de kontakter, du skal lodde ind i. Men det betyder, at vi er klar til deres ansøgninger.

Trin 9: Hacking af baglygten

Dette er stort set det samme som forlygten. Undtagen her kom min baglygte i en temmelig uhyggelig kappe, hvorfra jeg besluttede at frigøre den. Praktisk nok var kredsløbskortet i form af en lang pind, hvilket gav en god lysstang. Og det fungerede på en trykknap. Hvilket gjorde ledninger op til den tilsvarende LED/trykknap på remmen til en cinch. So. Jeg tilsluttede forsynings- og jordspændinger til indlæsningskilden og derefter tilsluttes trykknappen til den originale knap. Derefter parallellerede jeg en modstand, der førte til status -LED'en på LED/trykknappen, til en af de røde LED'er, der faktisk var på tavlen. Derfor, når denne LED lyser, så er min switch, så jeg kan måle det aktuelle displaymønster, den kører, baseret på timingen mellem blinkene på min status -LED. Det giver seks ledninger, der fører ud af brættet, to ind i projektboksen og fire til den tilsvarende LED/trykknap. Efter alt det gik jeg videre og indkapslede det hele i varm lim, hvilket dannede det lidt at have en divot, hvor Jeg kan fastgøre den i posen, inden jeg syr et par sløjfer rundt om den på posens yderside. Og ja, jeg er klar over, at den ligner lidt en hvid hvirvl.

Trin 10: Tilslutning af LED/trykknapper til drejesignalerne

For denne del vil vi koble LED'erne og trykknapperne til de kontakter, der styrer drejesignalerne. Det betyder, at vi har i alt 8 flere ledninger, der bevæger sig op gennem remmen til kontrolboksen. Det er meget fast ejendom til så lille en plads, så af hensyn til at spare plads og overflødige trådtræk skærede jeg en længde af Ethernet -kabel, hvilket er perfekt, da det har 8 ledninger indeni, og løb det igennem i kassen. Lysdioderne vil blive parallelt med deres respektive drejesignaler og blinke i samme hastighed, og knapperne vil blive forbundet til Arduino Skinny som inputenheder.

Trin 11: Valgfri afbryder til Arduino / drejesignaler

Da jeg kun vil bruge drejesignalerne på bestemte tidspunkter, dvs. når jeg skal dreje, vil de være slukket for størstedelen af tiden. På dette tidspunkt vil jeg ikke få Arduino til at køre noget andet end drejesignalerne, så for alle praktiske formål er det en død belastning, når drejelygterne er slukket. Så af hensyn til energibesparelse indsatte jeg en SPST -vippeknap skift til en plastring, der tilfældigvis var på remmen. Jeg har også indlejret LED'er for solopladning og belastningsforbrug på hver side af kontakten og derefter belagt hele partiet med endnu en klat varm lim. Omskifteren er forbundet mellem Load Source og LiPo-batteriterminalen på Skinny. Når jeg vil have drejesignalerne, tænder jeg det. Når jeg ikke gør det, bliver det slukket. Det er dog lidt misvisende at have lysdioderne på hver side af kontakten, da de ikke umiddelbart har noget at gøre med selve switchens handling …. men sådan er tingenes natur, tror jeg.

Trin 12: Montering af LED/trykknapkontakterne Del 2: Indlejring

Nu hvor du har fået LED/trykknapperne alle tilsluttet, er det tid til at lime dem sammen og indlejre dem i remmen. Smul lidt lim til baserne på LED'en og kontakten og hold sammen. Du vil placere dem, roteret 90 grader fra hinanden i forhold til akserne på kontakterne på hver, og danne et slags keltisk kryds set ovenfra. Dette forhindrer lederne i at kortslutte hinanden. Det var lidt besværligt at holde dem sammen, indtil klæbemidlerne hærder, så det kan være nyttigt at pakke de to ind i tape for at holde dem sammen. Når det har sat sig, kan du prøve at belægge de loddede samlinger mellem kontakterne og ledningerne med lidt mere lim. Bare prøv ikke at få lim ind i den bevægelige "knap" -del af kontakten af indlysende årsager - ellers fryser den på plads og gøres ubrugelig. Nu til indlejring. Som jeg sagde før, var jeg heldig, at jeg havde et stykke af bånd allerede forudindbygget i min rem. Mange rygsækproducenter gør det dog nu, så hvis din også har en, har du held og lykke. Skær bare den ene ende af den, smelt enderne ned og fortsæt med resten af trin. Ellers vil du finde et ekstra stykke bånd og sy det fast på stroppen. I begge tilfælde skal du tage loddejernet og smelte et hul gennem båndet, så det er bredt nok til at slippe LED'en ind, men ikke så bredt, at det vakler rundt. Dette kan virke lidt dodgy i starten, men i hvert fald i mit tilfælde havde plasten en tendens til at klumpe sig sammen i stedet for loddejernet og danne flotte, færdige cylindriske huller, som lysdioderne gled lige ind i. Du er måske ikke så heldig. Hvem ved. Løft LED'ens kuppel op gennem hullet, og lim den på plads. Når du har monteret alle tre LED/trykknapsamlinger, skal du gå videre og sy den frie ende af båndet ned på remmen igen og sikre kontakterne på plads. Der skal være moderat spænding over båndet, men ikke nok til at holde knapperne permanent fast. Kontakternes bund bør heller ikke limes ned til selve remmen. De eneste fastgørelsespunkter skal være LED, der stikker ind i båndet ovenfor, og ledningerne, der fører fra samlingen ned i remmen nedenfor. "Knap" -delene på kontakterne skal være frie til at skifte rundt efter behov.

Trin 13: Tilslutning af printkortet

Dette er det sidste trin. Bring alle ledninger ind i kassen, og led dem i deres respektive kontakter. Hvis dit bræt er særlig rodet, kan det være fornuftigt at duppe en lille dråbe varm lim på de loddede samlinger for at forhindre kontakterne i at kortslutte med hinanden, og muligvis også med batterierne, hvis din sag er lige så trang som min. Varm ledningerne op, luk kassen, og prøv at tænde tingene. Nyd!

Trin 14: En variant

Dette er en taske, jeg hjalp min bror med at lave, baseret på prototypen. Han har et par bærbare højttalere tilsluttet, stikket ind i en iPod shuffle på remssiden og en ekstra længde EL -ledning, jeg havde liggende om, fra nogle tidligere Burn. A bærbar, soldrevet festpakke! Riller ret hårdt ud …