Microcontrolerul AVR mic rulează pe o baterie de fructe: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Unele dintre fructele și legumele pe care le consumăm pot fi folosite pentru a produce electricitate. Electroliții din multe fructe și legume, împreună cu electrozi din diverse metale pot fi folosiți pentru a produce celule primare. Una dintre cele mai ușor disponibile legume, lămâia omniprezentă poate fi utilizată pentru a realiza o celulă de fructe împreună cu electrozi de cupru și zinc. Tensiunea terminală produsă de o astfel de celulă este de aproximativ 0,9V. Cantitatea de curent produsă de o astfel de celulă depinde de suprafața electrozilor în contact cu electrolitul, precum și de calitatea / tipul de electrolit.

Microcontrolerul AVR este un microcontroler de putere redusă care există de aproape un deceniu acum. Recent, în familia AVR au fost adăugate noi dispozitive de consum redus, denumite microcontrolere PicoPower AVR. În acest instructiv, arătăm cum pot fi configurate și programate chiar și dispozitivele AVR obișnuite pentru a rula o baterie de fructe.

Pasul 1: Pregătirea bateriei de fructe

Pentru baterie, avem nevoie de câteva lămâi pentru electrolit și bucăți de cupru și zinc pentru a forma electrozii. Pentru cupru, folosim doar un PCB gol, iar pentru zinc, există câteva opțiuni: folosiți unghii zincate sau benzi de zinc. Am ales să folosim benzi de zinc extrase dintr-o baterie de 1,5V. Începeți cu o bucată de PCB gol. Dimensiunea PCB ar trebui să fie suficient de mare, astfel încât să puteți crea 3 sau 4 insule pe ea. Fiecare insulă va fi folosită pentru a pune o lămâie tăiată pe jumătate.

Pasul 2: Pregătiți electrodul de zinc

Apoi, deschideți câteva celule de dimensiune AA de 1,5 V pentru benzile de zinc și curățați-le cu hârtie de nisip și sârmă de lipit pe fiecare bandă.

Pasul 3: Aranjați electrozii

Pe PCB-ul de cupru gol, tăiați insulele cu un fișier sau ferăstrău și lipiți celălalt capăt al firului din banda de zinc pe fiecare insulă de cupru. Pentru o celulă, aveți nevoie de o jumătate de lămâie și o insulă de cupru și o bandă de zinc.

Pasul 4: Adăugați lămâi la electrozi

Așezați lămâile pe fiecare insulă de cupru cu tăiatul cu fața în jos, așa cum se vede mai jos. Faceți incizii în lămâi pentru a introduce benzile de zinc. Fotografia de mai jos prezintă trei celule folosite.

Pasul 5: Asamblați circuitul AVR Tiny MIcrocontroller

Conectați schema de circuite prezentată aici pe o placă pentru pâine. Alegerea tipului V de AVR este importantă. De exemplu, Tiny13V este foarte potrivit pentru un astfel de experiment, deoarece AVR de tip V este evaluat să funcționeze până la tensiunea de alimentare de 1,8V.

Pasul 6: Programați microcontrolerul AVR Tiny

AVR este programat folosind STK500 în modul de programare în serie de înaltă tensiune (HVSP). Setările siguranței sunt cele prezentate aici. Codul C este scurt și dulce: #includevolatile uint8_t i = 0; int main (void) {DDRB = 0b00001000; PORTB = 0b00000000; în timp ce (1) {PORTB = 0b00000000; pentru (i = 0; i <254; i ++); PORTB = 0b00001000; pentru (i = 0; i <254; i ++); } returnează 0;}

Pasul 7: Performanța bateriei

Doar un bit (bitul PB3 la pinul 2) este comutat.

Performanța bateriei de lămâie (temperatura camerei ambientale 30 grade Celsius) a fost măsurată după cum urmează: Numărul de celule: 4 Tensiune circuit deschis: 3.2V Curent scurtcircuit: 1.2mA Tensiune cu AVR TIny13V și încărcare LED: 2.5V Tensiune cu AVR TIny13V și LED încărcare după 3 ore de funcționare continuă: 1,9V Număr de celule: 3 Tensiune de circuit deschis: 2,3V Curent de scurtcircuit: 1,0mA Tensiune cu AVR TIny13V și încărcare LED: 1,89V Tensiune cu AVR TIny13V și încărcare LED după 3 ore de funcționare continuă: Nu a fost măsurată

Pasul 8: Achtung

Un scurt videoclip al acestui circuit operat cu bateria de lămâie este disponibil pe YouTube. Microcontrolerele AVR sunt dispozitive foarte cumpătate și pot funcționa la o tensiune de până la 1,8V. Consumul de curent este, de asemenea, foarte mic și întregul circuit, inclusiv curentul cu LED-uri, poate fi gestionat cu o baterie de fructe. Aveți grijă să aruncați cu atenție materialele, în special benzile de zinc, fără a vă contamina împrejurimile. Nu refolosiți lămâile în niciun scop după experiment. Mai exact, nu mâncați lămâile folosite după experiment. Deși acest experiment este inofensiv și poate fi realizat de copii, cel mai bine se face sub supravegherea unui adult. Autorii nu pot fi considerați responsabili pentru vătămarea rezultată dintr-un astfel de experiment.

Pasul 9: Referințe

Anurag Chugh a colaborat cu Yours Truely pentru acest experiment și configurare. Următoarele referințe au fost utile în efectuarea acestui experiment: 1. Fruit Power2. Foaie de date Atmel AVR Tiny13