Επαναφορτιζόμενη ηλιακή λάμπα XOD: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Υπάρχουν φθηνές ηλιακές λάμπες κήπου/πεζοδρομίου διαθέσιμες στα περισσότερα καταστήματα οικιακών ειδών και υλικών. Αλλά όπως λέει η παλιά παροιμία, συνήθως παίρνετε αυτό που πληρώνετε. Τα συνηθισμένα κυκλώματα φόρτισης και φωτισμού που χρησιμοποιούν είναι απλά και φθηνά, αλλά η έξοδος φωτός που λαμβάνετε είναι κάθε άλλο παρά εντυπωσιακή (και ελάχιστα αρκετή για όποιον χρησιμοποιεί το διάδρομό σας για να δει πού πηγαίνει!)

Αυτή είναι η προσπάθειά μου να σχεδιάσω μια μονάδα φωτισμού εκτός δικτύου που είναι σημαντική βελτίωση, ενώ παράλληλα είναι σχετικά φθηνή. Δίνοντάς του κάποιο «μυαλό». Το XOD.io είναι ένα νέο IDE συμβατό με την ενσωματωμένη πλατφόρμα ανάπτυξης Arduino, όπου μπορείτε να "γράψετε" γραφικά κώδικα. Το περιβάλλον μεταφέρει το γραφικό σας σκίτσο στο σύγχρονο C ++, το οποίο είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στη δημιουργία συμπαγούς κώδικα και δημιουργεί πηγή πλήρως συμβατή με το απόθεμα Arduino IDE χωρίς να απαιτεί περαιτέρω εξωτερικές εξαρτήσεις. Με αυτόν τον τρόπο ακόμη και μικροί, φθηνοί μικροελεγκτές με περιορισμένους πόρους αποθήκευσης προγράμματος και δεδομένων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναλάβουν περίπλοκες εργασίες.

Αυτό το έργο δείχνει πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο μικροελεγκτές συμβατοί με Arduino ATTiny85 για τη διαχείριση των απαιτήσεων ισχύος της λάμπας. Ο πρώτος επεξεργαστής χειρίζεται δεδομένα περιβάλλοντος από εξωτερικό υλικό και ο δεύτερος προσπαθεί να συλλέξει την περισσότερη ενέργεια από τον ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας και, στη συνέχεια, ελέγχει τον φωτισμό ενός LED υψηλής ισχύος καθώς η μπαταρία αποθηκεύεται τη νύχτα. Ο δεύτερος επεξεργαστής ολοκληρώνει τη δουλειά του μέσω μιας συμπαγούς εφαρμογής ελέγχου «ασαφούς λογικής». Το λογισμικό και για τα δύο τσιπ αναπτύχθηκε αποκλειστικά στο περιβάλλον XOD.

Βήμα 1: Απαιτούμενα υλικά

Arduino IDE, τελευταία έκδοση, με επέκταση ATTinyCore εγκατεστημένη από τον διαχειριστή "Πίνακες"

Προγραμματιστής Sparkfun USBTinyISP ATTiny, 11801 ή ισοδύναμη σελίδα προϊόντων Sparkfun

Ρυθμιζόμενος μετατροπέας ενίσχυσης χαμηλής τάσης Pololu με είσοδο τερματισμού, U1V11A ή ισοδύναμη σελίδα προϊόντος Pololu

Λευκό LED υψηλής ισχύος ή RGB με ψύκτρα, κοινή άνοδο, Adafruit 2524 ή ισοδύναμη σελίδα προϊόντος Adafruit

Microchip ATTiny85 σε πακέτο DIP 8 ακίδων, σελίδα προϊόντος 2 Mouser

Υποδοχές IC 8 ακίδων DIP, 2

Πυκνωτής μαζικής αποθήκευσης, 16 v 220 uF

Πυκνωτής εξόδου, 6,3v 47uF

Αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, 50 ohm 1/4 watt

αντιστάσεις έλξης i2c, 4,7k, 2

Αντιστάσεις διαιρέτη αίσθησης τάσης πίνακα, 1/4 watt, 100k, 470k

Τρέχουσα αντίσταση αίσθησης, ανοχή 10 ohm 1⁄2 watt 1%

Πυκνωτές παράκαμψης, κεραμικός 0.1uF, 2

2 επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου 3,7 v 100mAh, PKCELL LP401 ή αντίστοιχη

Υποδοχή εισόδου βύσματος βαρελιού για πάνελ, 1

Μίνι ακροδέκτες μπλοκ 3”x3” κολλητήρας και λεπτό σύρμα συμπαγούς πυρήνα για την πραγματοποίηση συνδέσεων

Ένα παλμογράφο, πολύμετρο και τροφοδοτικό πάγκου θα είναι σχεδόν σίγουρο απαραίτητο για δοκιμές

Βήμα 2: Ρύθμιση περιβάλλοντος

Το περιβάλλον XOD δεν υποστηρίζει τη σειρά ATTiny επεξεργαστών, αλλά χρησιμοποιώντας μερικές βιβλιοθήκες τρίτων μερών από το σύμπαν Arduino είναι εύκολο να προσθέσετε υποστήριξη για αυτήν τη σειρά AVR. Το πρώτο βήμα είναι να εγκαταστήσετε τη βιβλιοθήκη "ATTinyCore" από το αναπτυσσόμενο μενού του Arduino IDE "Tools → Board → Board Manager". Βεβαιωθείτε ότι οι ρυθμίσεις όπως φαίνονται στην συμπεριλαμβανόμενη εικόνα είναι σωστές - θυμηθείτε ότι πρέπει να πατήσετε "Burn bootloader" για να αλλάξετε τις ασφάλειες ρύθμισης τάσης και ταχύτητας ρολογιού πριν από τη μεταφόρτωση οποιουδήποτε κώδικα!

Ο πηγαίος κώδικας αυτής της βιβλιοθήκης είναι διαθέσιμος στη διεύθυνση:

Μια άλλη χρήσιμη βιβλιοθήκη που πρέπει να έχετε από το αποθετήριο είναι το "FixedPoints", το οποίο είναι μια εφαρμογή μεταγλώττισης μαθηματικών σταθερού σημείου για επεξεργαστές που υποστηρίζονται από Arduino. Το ATTiny έχει περιορισμένη μνήμη SRAM και προγράμματος και βοηθάει πολύ με τη συρρίκνωση του τελικού μεγέθους του σκίτσου για χρήση ενός ακέραιου 2 byte για γενική αποθήκευση δεδομένων, αντί για έναν τύπο κυμαινόμενου σημείου, ο οποίος απαιτεί 4 byte στο AVR. Η ταχύτητα εκτέλεσης θα πρέπει επίσης να βελτιωθεί καθώς το ATTiny δεν διαθέτει μονάδα πολλαπλασιασμού υλικού και πολύ λιγότερο κυμαινόμενο σημείο υλικού!

Ο πηγαίος κώδικας είναι διαθέσιμος στη διεύθυνση:

Το σεμινάριο για το πώς μπορείτε να δημιουργήσετε, να μεταδώσετε και να αναπτύξετε γραφικά σκίτσα XOD στη διεύθυνση: https://github.com/Pharap/FixedPointsArduino θα σας βοηθήσει πολύ με την κατανόηση του τρόπου δημιουργίας των συμπεριλαμβανόμενων αρχείων προέλευσης.

Βήμα 3: Επισκόπηση σχεδιασμού

Στην πλακέτα δύο επεξεργαστές ATTiny85 συνδέονται μέσω διεπαφής i2c και χρησιμοποιούνται από κοινού για να διαχειριστούν την ανίχνευση της τάσης του ηλιακού συλλέκτη, ρεύματος που ρέει στην μπαταρία από τον μετατροπέα ώθησης ενώ ο πίνακας φωτίζεται, η τάση της μπαταρίας και η μπαταρία θερμοκρασία.

Ο μετατροπέας ώθησης είναι μια μονάδα εκτός ράφι που βασίζεται σε ένα IC Instruments TPS6120 IC, το οποίο μπορεί να πάρει μια τάση εισόδου τόσο χαμηλή όσο 0,5 βολτ και να την αυξήσει από 2 βολτ σε 5 βολτ. Ο πυρήνας του αισθητήρα περιλαμβάνει πολλά λειτουργικά μπλοκ. Το κύριο ρολόι αρχίζει να λειτουργεί μόλις εφαρμοστεί ισχύς στον μετατροπέα ώθησης από την είσοδο ηλιακού πίνακα. Αυτό ξεκινά την εκτέλεση του σκίτσου και το πρώτο πράγμα είναι να καθοριστεί εάν ο πίνακας είναι αρκετά φωτισμένος ώστε να παρέχει ρεύμα φόρτισης στην μπαταρία.

Η τάση του ηλιακού συλλέκτη περνά μέσω δύο ψηφιακών φίλτρων και εάν είναι πάνω από ένα ορισμένο όριο, το σύστημα καθορίζει ότι ο πίνακας είναι φωτισμένος και συνδέει το κύριο ρολόι με την οθόνη έννοιας ρεύματος. Αυτό είναι ένα κανάλι μετατροπέα αναλογικού προς ψηφιακό του τσιπ, διαμορφωμένο διαφορετικά, το οποίο ανιχνεύει την τάση σε μια αντίσταση ανοχής 10 ohm 1% συνδεδεμένη σε σειρά μεταξύ της εξόδου του μετατροπέα ώθησης και της εισόδου μπαταρίας. Όταν ο πίνακας δεν φωτίζεται, αυτό το ATTiny στέλνει ένα σήμα στο δεύτερο ATTiny που του λέει να παρακολουθεί την ισχύ των LED αντί της ισχύος φόρτισης και να απενεργοποιεί τον μετατροπέα ώθησης και να απομονώνει την είσοδο, ώστε η μπαταρία να μην στέλνει ρεύμα πίσω έξω από τον πίνακα Το

Ο δεύτερος πυρήνας ATTiny είναι εκεί όπου εκτελείται ο ελεγκτής LED και το σύστημα παρακολούθησης της φόρτισης της μπαταρίας. Η τάση του πίνακα, η τάση της μπαταρίας και τα τρέχοντα δεδομένα φόρτισης της μπαταρίας αποστέλλονται σε αυτόν τον πυρήνα για επεξεργασία μέσω ενός δικτύου ασαφούς λογικής, το οποίο προσπαθεί να δημιουργήσει ένα κατάλληλο σήμα PWM για εφαρμογή στον πείρο SHTDN, ελέγχοντας έτσι την ποσότητα ρεύματος που αποστέλλεται στην μπαταρία για φόρτιση όταν φωτίζεται-μια βασική μορφή παρακολούθησης μέγιστου σημείου ισχύος (MPPT.) Λαμβάνει επίσης ένα σήμα από τον πυρήνα του αισθητήρα που του λέει εάν πρέπει να ανάψει ή να σβήσει το LED, ανάλογα με την έξοδο της ημέρας του πυρήνα του αισθητήρα/ νυχτερινό σαγιονάρες.

Όταν η λυχνία LED είναι ενεργή τη νύχτα, αυτό το ATTiny παρακολουθεί τα δεδομένα τάσης της μπαταρίας που του στέλνονται από τον φίλο του και τον δικό του αισθητήρα θερμοκρασίας στο τσιπ, για να λάβει μια πρόχειρη εκτίμηση σχετικά με την ποσότητα ισχύος που πιέζεται στο LED (η τάση της μπαταρίας μειώνεται και η θερμοκρασία του τσιπ αυξάνεται με το ρεύμα που αφαιρείται από τις καρφίτσες του.) Το δίκτυο ασαφούς λογικής που σχετίζεται με το έμπλαστρο LED PWM προσπαθεί να κρίνει πόση ισχύς της μπαταρίας είναι ακόμα διαθέσιμη και να μειώσει την ένταση του LED καθώς η μπαταρία εξαντλείται.

Βήμα 4: Δημιουργία προσαρμοσμένων ενημερωμένων εκδόσεων από την κεντρική βιβλιοθήκη XOD

Χρησιμοποιήθηκαν αρκετοί προσαρμοσμένοι κόμβοι επιδιορθώσεων για αυτό το σχέδιο, μερικοί από τους οποίους μπορούν εύκολα να κατασκευαστούν εξ ολοκλήρου από περιλαμβανόμενους κόμβους XOD και μερικοί που υλοποιήθηκαν σε C ++.

Ο πρώτος από τους δύο προσαρμοσμένους κόμβους επιδιορθώσεων στις εικόνες υλοποίηση εκθετικού φίλτρου κινούμενου μέσου όρου. Πρόκειται για ένα ψηφιακό φίλτρο χαμηλής διέλευσης χαμηλής διέλευσης που χρησιμοποιείται σε σειρά στο σκίτσο, μία φορά για να φιλτράρει την εισερχόμενη τάση ηλιακού πίνακα για τον λογικό πυρήνα και άλλη μια φορά για να τροφοδοτήσει τη σκανδάλη που καθορίζει τον μακροπρόθεσμο φωτισμό περιβάλλοντος. Δείτε την καταχώριση της Wikipedia σχετικά με την εκθετική εξομάλυνση.

Η δομή κόμβου στην εικόνα είναι απλώς μια άμεση γραφική αναπαράσταση της συνάρτησης μεταφοράς στο άρθρο, που συνδέεται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας συνδέσμους από τις κατάλληλες εισόδους σε εξόδους. Υπάρχει ένας κόμβος αναβολής από τη βιβλιοθήκη που επιτρέπει τη δημιουργία ενός βρόχου ανάδρασης (το XOD θα σας προειδοποιήσει εάν δημιουργήσετε έναν βρόχο ανατροφοδότησης χωρίς να εισαγάγετε καθυστέρηση στον βρόχο, όπως περιγράφεται στο μοντέλο εκτέλεσης XOD.) Με αυτήν τη λεπτομέρεια, φροντίστε Το έμπλαστρο λειτουργεί καλά, είναι απλό.

Ο δεύτερος προσαρμοσμένος κόμβος μπαλώματος είναι μια παραλλαγή στο flip-flop μετοχών που περιλαμβάνεται στο XOD και τροφοδοτείται με την τάση του φιλτραρισμένου πίνακα. Κολλάει ψηλά ή χαμηλά ανάλογα με το αν το σήμα εισόδου είναι πάνω ή κάτω από ένα ορισμένο όριο. Οι κόμβοι Cast χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των τιμών εξόδου Boole στον τύπο δεδομένων παλμού για την ενεργοποίηση του flip flop, καθώς η κατάσταση μεταβαίνει από χαμηλή σε υψηλή. Ας ελπίσουμε ότι ο σχεδιασμός αυτού του κόμβου κώδικα είναι κάπως αυτονόητος από το στιγμιότυπο οθόνης.

Βήμα 5: Δημιουργία προσαρμοσμένων ενημερωμένων εκδόσεων με χρήση του C ++

Για ειδικές απαιτήσεις όπου η λειτουργικότητα του κόμβου που απαιτείται θα ήταν πολύ περίπλοκη για εύκολη απεικόνιση γραφικών ή που βασίζονται σε βιβλιοθήκες Arduino που δεν είναι εγγενείς στο περιβάλλον Arduino, το XOD διευκολύνει όσους έχουν κάποια γνώση C/C ++ να γράψουν κομμάτια μεγέθους δαγκώματος κώδικας που μπορεί στη συνέχεια να ενσωματωθεί σε ένα έμπλαστρο το ίδιο με οποιονδήποτε άλλο κόμβο δημιουργήθηκε από χρήστη ή απόθεμα. Η επιλογή "δημιουργία νέας ενημερωμένης έκδοσης κώδικα" από το μενού αρχείων δημιουργεί ένα κενό φύλλο για εργασία και οι κόμβοι εισόδου και εξόδου μπορούν να μεταφερθούν από την ενότητα "κόμβοι" της βασικής βιβλιοθήκης. Στη συνέχεια, ο κόμβος "non-implemented-in-xod" μπορεί να μεταφερθεί και, όταν πατηθεί, θα εμφανιστεί ένας επεξεργαστής κειμένου όπου η απαιτούμενη λειτουργικότητα μπορεί να εφαρμοστεί σε C ++. Ο τρόπος χειρισμού της εσωτερικής κατάστασης και η πρόσβαση στις θύρες εισόδου και εξόδου από τον κώδικα C ++ καλύπτεται εδώ.

Ως παράδειγμα εφαρμογής προσαρμοσμένων επιδιορθώσεων σε C ++, δύο επιπλέον προσαρμοσμένες ενημερώσεις κώδικα για τον πυρήνα του προγράμματος οδήγησης χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της τάσης τροφοδοσίας του πυρήνα του οδηγού και της θερμοκρασίας του πυρήνα. Μαζί με το ασαφές δίκτυο, αυτό επιτρέπει μια πρόχειρη εκτίμηση της υπόλοιπης ισχύος της μπαταρίας που είναι διαθέσιμη για την τροφοδοσία των LED όταν είναι σκοτεινό.

Το έμπλαστρο του αισθητήρα θερμοκρασίας τροφοδοτείται επίσης με την έξοδο του αισθητήρα τάσης τροφοδοσίας για καλύτερη απόδοση εκτέλεση της μπαταρίας μια περαιτέρω πρόχειρη εκτίμηση της ποσότητας ισχύος της μπαταρίας που απομένει. Δεν χρειάζεται να είναι εξαιρετικά ακριβές. εάν ο πυρήνας "γνωρίζει" ότι οι λυχνίες LED τραβούν πολύ ρεύμα αλλά η τάση της μπαταρίας πέφτει γρήγορα είναι πιθανότατα ασφαλές να πούμε ότι η ισχύς της μπαταρίας δεν πρόκειται να διαρκέσει πολύ περισσότερο και ήρθε η ώρα να κλείσει η λάμπα.

Βήμα 6: Κατασκευή

Έχτισα το έργο πάνω σε ένα μικρό κομμάτι σανίδας πρωτοτύπων με μαξιλάρια χαλκού για τμήματα διαμπερών οπών. Η χρήση υποδοχών για τα IC βοηθά πολύ στον προγραμματισμό/τροποποίηση/δοκιμή. ο πάροχος USBTiny από το Sparkfun έχει παρόμοια πρίζα στον πίνακά του, έτσι ώστε ο προγραμματισμός των δύο τσιπ απλώς να συνδέει τον προγραμματιστή σε μια θύρα USB υπολογιστή, να ανεβάζει τον μεταγεγραμμένο κωδικό XOD από τα συμπεριλαμβανόμενα αρχεία Arduino.ino με τις κατάλληλες ρυθμίσεις του πίνακα και του προγραμματιστή και στη συνέχεια, αφαιρέστε απαλά τα τσιπ από την πρίζα του προγραμματιστή και τοποθετήστε τα στις υποδοχές του αρχικού πίνακα.

Η μονάδα μετατροπέα ενίσχυσης με βάση το Pololu TPS6120 έρχεται σε έναν πίνακα ανύψωσης που συγκολλήθηκε στο πρωτόκολλο στις κεφαλίδες των ακίδων, οπότε είναι δυνατό να εξοικονομήσετε χώρο τοποθετώντας ορισμένα εξαρτήματα από κάτω. Στο πρωτότυπο μου έβαλα τις δύο αντιστάσεις έλξης 4.7k από κάτω. Αυτά απαιτούνται για τη σωστή λειτουργία του διαύλου i2c μεταξύ των τσιπ - η επικοινωνία δεν θα λειτουργήσει σωστά χωρίς αυτά! Στη δεξιά πλευρά του πίνακα υπάρχει η υποδοχή εισόδου για το βύσμα του ηλιακού πάνελ και ο πυκνωτής αποθήκευσης εισόδου. Είναι καλύτερο να προσπαθήσετε να συνδέσετε το γρύλο και αυτό το καπάκι απευθείας μεταξύ τους μέσω "τρεξίματος" συγκόλλησης και όχι καλωδίου σύνδεσης, για να έχετε όσο το δυνατόν χαμηλότερη αντίσταση σε μια διαδρομή. Χρησιμοποιούνται στη συνέχεια στερεές συγκολλήσεις για τη σύνδεση του θετικού ακροδέκτη του πυκνωτή αποθήκευσης απευθείας στον ακροδέκτη τάσης εισόδου της μονάδας ώθησης και τον πείρο γείωσης της μονάδας ενίσχυσης απευθείας στον πείρο γείωσης του γρύλου.

Δεξιά και αριστερά από τις πρίζες για τα δύο ATTinys υπάρχουν πυκνωτές αφαίρεσης/απόσπασης 0.1uF 0.1uF. Αυτά τα εξαρτήματα είναι επίσης σημαντικά για να μην παραμείνουν και πρέπει να συνδέονται με τα ακροδέκτες τροφοδοσίας και γείωσης των ακροδεκτών μέσω όσο το δυνατόν πιο σύντομης και άμεσης διαδρομής. Η αντίσταση αίσθησης ρεύματος 10 ohm βρίσκεται στα αριστερά, αυτή συνδέεται σύμφωνα με την έξοδο από τον μετατροπέα ώθησης και κάθε πλευρά συνδέεται με έναν πείρο εισόδου πυρήνα αισθητήρα - αυτοί οι πείροι έχουν ρυθμιστεί για να λειτουργούν ως διαφορικό ADC για έμμεση μέτρηση ρεύμα στην μπαταρία. Οι συνδέσεις μεταξύ των ακίδων IC για το δίαυλο i2c και του πείρου τερματισμού του μετατροπέα ώθησης κ.λπ. μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας καλώδιο σύνδεσης στην κάτω πλευρά του πρωτοπόρου, το πολύ λεπτό καλώδιο σύνδεσης συμπαγούς πυρήνα λειτουργεί τέλεια για αυτό. Κάνει τις αλλαγές ευκολότερες και επίσης φαίνεται πολύ πιο προσεγμένες από το να τρέχετε άλτες ανάμεσα σε τρύπες στην κορυφή.

Η μονάδα LED που χρησιμοποίησα ήταν μια μονάδα RGB τριών χρωμάτων, το σχέδιό μου ήταν να έχω ενεργά και τα τρία LED για να παράγουν λευκό όταν η μπαταρία είναι σχεδόν πλήρως φορτισμένη και σιγά-σιγά να ξεθωριάσει το μπλε LED σε κίτρινο καθώς εξαντλήθηκε η φόρτιση. Αλλά αυτή η δυνατότητα δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί. Ένα ενιαίο λευκό LED με μία αντίσταση περιορισμού ρεύματος θα λειτουργήσει επίσης εντάξει.

Βήμα 7: Δοκιμή, Μέρος 1

Αφού προγραμματίσετε και τα δύο IC ATTiny με τα αρχεία σκίτσας που περιλαμβάνονται μέσω του προγραμματιστή USB από το περιβάλλον Arduino, βοηθά να ελέγξετε ότι οι δύο πυρήνες στο πρωτότυπο λειτουργούν σωστά πριν προσπαθήσετε να φορτίσετε την μπαταρία από τον ηλιακό πίνακα. Ιδανικά αυτό απαιτεί ένα βασικό παλμογράφο, πολύμετρο και τροφοδοτικό πάγκου.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να ελέγξετε είναι ότι δεν υπάρχουν βραχυκυκλώματα πουθενά στον πίνακα πριν συνδέσετε τα IC, την μπαταρία και τον πίνακα στις πρίζες τους για να αποφύγετε πιθανή ζημιά! Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να χρησιμοποιήσετε μια τροφοδοσία πάγκου που μπορεί να περιορίσει το ρεύμα εξόδου σε ασφαλή τιμή σε περίπτωση αυτής της κατάστασης. Χρησιμοποίησα την τροφοδοσία πάγκου μου στα 3 βολτ και 100 mA όριο συνδεδεμένο με τους ακροδέκτες της υποδοχής εισόδου του ηλιακού πάνελ στους θετικούς και αρνητικούς αγωγούς τροφοδοσίας. Με τίποτα άλλο εκτός από τα παθητικά εξαρτήματα που είναι εγκατεστημένα, δεν θα πρέπει ουσιαστικά να υπάρχει καταγραφή ρεύματος στην τρέχουσα οθόνη του τροφοδοτικού για να μιλήσουμε. Εάν υπάρχει σημαντική ροή ρεύματος ή η παροχή περιορίζει το ρεύμα, κάτι έχει πάει στραβά και η πλακέτα πρέπει να ελεγχθεί για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν λανθασμένες συνδέσεις ή πυκνωτές με αντίστροφη πολικότητα.

Το επόμενο βήμα είναι να διασφαλίσετε ότι ο μετατροπέας ώθησης λειτουργεί σωστά. Υπάρχει ένας βιδωτός ποτενσιόμετρο στην πλακέτα, με την παροχή ρεύματος ακόμα συνδεδεμένη και τέσσερις ακίδες του μετατροπέα συνδεδεμένες κατάλληλα, το ποτενσιόμετρο θα πρέπει να περιστρέφεται με ένα μικρό άκρο κατσαβιδιού μέχρι η τάση στον ακροδέκτη εξόδου της μονάδας να διαβάζει περίπου 3,8 έως 3,9 βολτ. Αυτή η τιμή DC δεν θα αλλάξει κατά τη λειτουργία, ο πυρήνας του προγράμματος οδήγησης θα ελέγξει τη μέση τάση εξόδου μέσω παλμών του πείρου τερματισμού της μονάδας.

Βήμα 8: Δοκιμή, Μέρος 2

Το επόμενο πράγμα που πρέπει να ελέγξετε είναι ότι η επικοινωνία i2c λειτουργεί εντάξει, με την πλακέτα να τροφοδοτείται από τον πάγκο, μπορεί να εγκατασταθεί το IC πυρήνα του αισθητήρα. Σε ένα παλμογράφο θα πρέπει να υπάρχουν παλλόμενα σήματα τόσο στην ακίδα 5 όσο και στην ακίδα 7 του φυσικού τσιπ, αυτό το πρόγραμμα οδήγησης i2c στο τσιπ προσπαθεί να στείλει δεδομένα στον φίλο του. Αφού τερματιστεί η λειτουργία του πυρήνα του προγράμματος οδήγησης και η σύνδεση ελέγχεται ξανά με παλμογράφο, θα πρέπει να υπάρχει μεγαλύτερη ακολουθία παλμών ορατή και στις δύο γραμμές. Αυτό σημαίνει ότι οι μάρκες επικοινωνούν σωστά.

Βοηθά να φορτίσετε ελαφρώς την μπαταρία για την τελική πλήρη δοκιμή. Η τροφοδοσία πάγκου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να επιτευχθεί αυτό, με το τρέχον όριο να είναι περίπου 50 mA και η τάση να παραμένει στα 3,8 βολτ, αφήνοντας τη μπαταρία LiPo συνδεδεμένη απευθείας για λίγα λεπτά.

Το τελευταίο βήμα είναι να δοκιμάσετε ολόκληρο το σύστημα - με όλα συνδεδεμένα εάν ο πίνακας είναι καλυμμένος για δέκα ή 15 δευτερόλεπτα, το φως θα ανάψει μέσω της εξόδου PWM του πυρήνα του οδηγού. Με τον πίνακα σε έντονο ηλιακό φως, η μπαταρία πρέπει να φορτίζεται από την έξοδο του μετατροπέα ώθησης. Το ασαφές λογικό δίκτυο μπορεί να ελεγχθεί έμμεσα για να διαπιστωθεί εάν λειτουργεί σωστά κοιτάζοντας τη γραμμή PWM που οδηγεί τον πείρο τερματισμού του μετατροπέα ώθησης. καθώς ο φωτισμός αυξάνεται με την μπαταρία με χαμηλή φόρτιση, το πλάτος του παλμού θα πρέπει να αυξάνεται, δείχνοντας ότι όσο περισσότερη ισχύς διατίθεται από το φως του ήλιου, ο πυρήνας του οδηγού σηματοδοτεί ότι αποστέλλεται περισσότερη ισχύς στην μπαταρία!

Βήμα 9: Προσάρτημα Fuzzy Logic

Η ασαφής λογική είναι μια τεχνική μηχανικής μάθησης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον έλεγχο συστημάτων υλικού όπου υπάρχει αβεβαιότητα σε πολλές από τις παραμέτρους του συστήματος που ελέγχεται, καθιστώντας μια ρητή εισαγωγή στη λύση ελέγχου εξόδου για τον στόχο δύσκολο να καταγραφεί μαθηματικά. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση λογικών τιμών που βρίσκονται μεταξύ 0 (ψευδές) και 1 (αληθινό), εκφράζοντας την αβεβαιότητα σε μια τιμή που μοιάζει περισσότερο με τον άνθρωπο («κυρίως αληθινή» ή «όχι πραγματικά αληθινή») και επιτρέποντας μια γκρίζα περιοχή μεταξύ προτάσεων που είναι 100% αληθείς και 100% ψευδείς. Ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται αυτό είναι μέσω της πρώτης λήψης δειγμάτων από τις μεταβλητές εισόδου στις οποίες πρέπει να βασιστεί μια απόφαση και να τις «μπερδέψουμε».

Η καρδιά κάθε ασαφούς λογικού συστήματος είναι μια «ασαφής συσχετιστική μνήμη». Αυτό θυμίζει μήτρα, όπου στην περίπτωση του κυκλώματος φόρτισης της μπαταρίας αποθηκεύεται ένα σύνολο 3x3 τιμών που κυμαίνονται μεταξύ 0 και 1. Οι τιμές στη μήτρα μπορούν να συσχετιστούν κατά προσέγγιση με τον τρόπο με τον οποίο ένας άνθρωπος θα σκεφτόταν για το τι πρέπει να είναι ο συντελεστής PWM που ελέγχει τον πείρο SHTDN του μετατροπέα ώθησης, ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο η παραπάνω συνάρτηση πληροί τις προϋποθέσεις για ένα δεδομένο σύνολο εισόδων. Για παράδειγμα, εάν η τάση εισόδου του πίνακα είναι υψηλή, αλλά το ρεύμα που εισέρχεται στην μπαταρία είναι χαμηλό, πιθανότατα σημαίνει ότι μπορεί να αντληθεί περισσότερη ισχύς και η ρύθμιση PWM δεν είναι η βέλτιστη και πρέπει να αυξηθεί. Αντίθετα, εάν η τάση του πίνακα πέσει χαμηλά, αλλά ο φορτιστής εξακολουθεί να προσπαθεί να σπρώξει ένα μεγάλο ρεύμα στην ισχύ της μπαταρίας, θα χαθεί επίσης, οπότε θα ήταν καλύτερο να μειωθεί το σήμα PWM στον μετατροπέα ώθησης. Μόλις τα σήματα εισόδου «διασκορπιστούν» σε ένα ασαφές σύνολο, πολλαπλασιάζονται με αυτές τις τιμές, παρόμοια με τον τρόπο πολλαπλασιασμού ενός διανύσματος με έναν πίνακα, για να δημιουργήσουν ένα μετασχηματισμένο σύνολο που είναι αντιπροσωπευτικό του πόσο πολύ περιέχει η «γνώση» το κύτταρο της μήτρας πρέπει να ληφθεί υπόψη στην τελική συνάρτηση συνδυασμού.

Χρησιμοποιώντας τον κόμβο "not-implemented-in-xod" που επιτρέπει στους κόμβους XOD που υλοποιούν προσαρμοσμένη λειτουργικότητα πολύ περίπλοκη για να είναι λογικό να δημιουργηθεί από τα δομικά στοιχεία, και λίγο C ++ σε στιλ Arduino, τη συνειρμική μνήμη, τη λειτουργία στάθμισης και " fuzzifier "παρόμοια με τα μπλοκ που περιγράφονται σε αυτήν την αναφορά: https://www.drdobbs.com/cpp/fuzzy-logic-in-c/184408940 είναι εύκολο να γίνουν και πολύ πιο εύκολο να πειραματιστείτε.