متحكم صغير AVR يعمل على بطارية فاكهة: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يمكن استخدام بعض الفواكه والخضروات التي نأكلها لتوليد الكهرباء. يمكن استخدام الإلكتروليتات الموجودة في العديد من الفاكهة والخضروات ، جنبًا إلى جنب مع الأقطاب الكهربائية المصنوعة من معادن مختلفة ، في تكوين الخلايا الأولية. واحدة من أكثر الخضروات المتاحة بسهولة ، يمكن استخدام الليمون في كل مكان لصنع خلية فاكهة مع أقطاب النحاس والزنك. يبلغ الجهد الطرفي الناتج عن هذه الخلية حوالي 0.9 فولت. تعتمد كمية التيار التي تنتجها هذه الخلية على مساحة سطح الأقطاب الكهربائية الملامسة للإلكتروليت بالإضافة إلى جودة / نوع المنحل بالكهرباء.

متحكم AVR هو متحكم دقيق منخفض الطاقة رائد موجود منذ ما يقرب من عقد من الزمان. في الآونة الأخيرة ، تمت إضافة أجهزة جديدة منخفضة الطاقة إلى عائلة AVR ، تسمى ميكروكنترولر PicoPower AVR. في هذا الدليل ، نوضح كيف يمكن إعداد حتى أجهزة AVR العادية وبرمجتها لتشغيل بطارية فاكهة.

الخطوة 1: تحضير بطارية الفاكهة

بالنسبة للبطارية ، نحتاج إلى عدد قليل من الليمون للإلكتروليت وقطع النحاس والزنك لتشكيل الأقطاب الكهربائية. بالنسبة للنحاس ، نستخدم فقط ثنائي الفينيل متعدد الكلور العاري وبالنسبة للزنك ، هناك عدد قليل من الخيارات: استخدم المسامير المجلفنة أو شرائح الزنك. اخترنا استخدام شرائح الزنك المستخرجة من بطارية 1.5 فولت. ابدأ بقطعة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يجب أن يكون حجم ثنائي الفينيل متعدد الكلور كبيرًا بدرجة كافية بحيث يمكنك إنشاء 3 أو 4 جزر عليها. سيتم استخدام كل جزيرة لوضع نصف ليمونة عليها.

الخطوة 2: تحضير قطب الزنك

بعد ذلك ، افتح بضع خلايا بحجم 1.5 فولت لشرائح الزنك ونظفها بورق رملي وسلك لحام لكل شريط.

الخطوة 3: ترتيب الأقطاب الكهربائية

على ثنائي الفينيل متعدد الكلور النحاسي العاري ، قم بقطع الجزر بملف أو منشار ولحام الطرف الآخر من السلك من شريط الزنك إلى كل جزيرة نحاسية. لخلية واحدة ، تحتاج إلى نصف ليمونة وجزيرة واحدة من النحاس وشريط واحد من الزنك.

الخطوة 4: أضف الليمون إلى الأقطاب الكهربائية

ضع الليمون على كل جزيرة نحاسية مع توجيه القطع لأسفل كما هو موضح أدناه. قم بعمل شقوق في الليمون لإدخال شرائح الزنك. تُظهر الصورة أدناه ثلاث زنازين قيد الاستخدام.

الخطوة 5: قم بتجميع دائرة AVR Tiny MIcrocontroller

قم بتوصيل مخطط الدائرة الموضح هنا على لوح الخبز. يعد اختيار النوع V من AVR أمرًا مهمًا. على سبيل المثال ، يعد Tiny13V مناسبًا جدًا لمثل هذه التجربة ، حيث تم تصنيف النوع V من AVR للعمل حتى 1.8 فولت من جهد إمداد الطاقة.

الخطوة السادسة: برمجة AVR Tiny Microcontroller

تمت برمجة AVR باستخدام STK500 في وضع البرمجة التسلسلية عالية الجهد (HVSP). إعدادات المصهر كما هو موضح هنا. رمز C قصير ولطيف: #includevolatile uint8_t i = 0؛ int main (void) {DDRB = 0b00001000؛ PORTB = 0b00000000 ؛ بينما (1) {PORTB = 0b00000000 ؛ لـ (i = 0 ؛ i <254 ؛ i ++) ؛ PORTB = 0b00001000 ؛ لـ (i = 0 ؛ i <254 ؛ i ++) ؛ } return 0؛}

الخطوة 7: أداء البطارية

يتم تبديل بت واحد فقط (بت PB3 على Pin 2).

تم قياس أداء بطارية الليمون (درجة حرارة الغرفة المحيطة 30 درجة مئوية) على النحو التالي: عدد الخلايا: 4 دائرة كهربائية مفتوحة: 3.2 فولت تيار الدائرة القصيرة: 1.2 مللي أمبير الجهد مع AVR TIny13V وحمل LED: 2.5 فولت الجهد مع AVR TIny13V و LED الحمل بعد 3 ساعات من التشغيل المستمر: 1.9 فولت عدد الخلايا: 3 دائرة كهربائية مفتوحة الجهد: 2.3 فولت تيار الدائرة القصيرة: 1.0 مللي أمبير الجهد مع AVR TIny13V وحمل LED: 1.89 فولت الجهد مع AVR TIny13V وتحميل LED بعد 3 ساعات من التشغيل المستمر: لم يتم قياسها

الخطوة 8: Achtung

يتوفر مقطع فيديو قصير لهذه الدائرة التي تعمل ببطارية الليمون على موقع يوتيوب. أجهزة التحكم الدقيقة AVR هي أجهزة اقتصادية للغاية ويمكن أن تعمل بجهد يصل إلى 1.8 فولت. الاستهلاك الحالي أيضًا صغير جدًا ويمكن إدارة الدائرة بأكملها بما في ذلك تيار LED ببطارية فاكهة. احرص على التخلص من المواد ، خاصة شرائح الزنك بعناية دون تلويث محيطك. لا تعيد استخدام الليمون لأي غرض بعد التجربة. على وجه التحديد ، لا تأكل الليمون المستخدم بعد التجربة. على الرغم من أن هذه التجربة غير ضارة ويمكن أن يقوم بها الأطفال ، فمن الأفضل إجراؤها تحت إشراف الكبار. لا يمكن تحميل المؤلفين المسؤولية عن أي إصابة ناتجة عن مثل هذه التجربة.

الخطوة 9: المراجع

تعاون Anurag Chugh مع Yours Truely من أجل هذه التجربة والإعداد. كانت المراجع التالية مفيدة في إجراء هذه التجربة: 1. قوة الفاكهة 2. ورقة بيانات Atmel AVR Tiny13