Ja leikki jatkuu

Oikeastaan Arduino mikrokonttrolleri ei ole mikään tietokone, vaan yksi elektroniikan ”komponentti” muiden komponenttien joukossa. Toki ohjelmoinnilla on paljon helpompi saada aikaan erilaisia toimintoja kuin erilliskomponenteista rakentamalla. Tähän mennessä olen käyttänyt (tässä blogissa) samaa kontrolleria (paitsi kelloon jäi jatkuvaan käyttöön) eri sovelluksiin, mutta lopullinen tarkoitus on tuoda eri ideoita ja keinoja erilasten hyötysovellusten toteutukseen. Toki tämä leikkiminen ja luovuus ovat tärkeässä asemassa. Sen huomaa siitäkin, miten paljon erilaista anturia ja lisälaitettä netissä on tarjolla Arduino-maailmaan.

Mökillä on sähköt toteutettu aurinkopaneeleilla ja tuuligeneraattorilla. Sen vuoksi monet tähänastiset sovellukset liittyvät juuri tähän maailmaan. Kaikki laitteet toimivat 12V akkusähköllä. Toimivia laitteita ovat akkujen ylilatauksen valvonta, akkujen liian purkamisen esto, aurinkopaneelien kääntö, akkujen jännitteen näyttö jne. Näistä ei ole kuvia, mutta jäljempänä joitakin näihin liittyvää. Aina ei paista, ei edes päivisin. Jääkaapin syötössä on siksi valvontalaite. Jos akun varaus ei riitä, vaan yöllä jännite laskee, pudottaa valvontalaite jääkaapin pois. Akkua ei saa purkaa liikaa. Jääkaapin sisältö pysyy kyllä kylmänä aamuun saakka, kun ovea ei avata. Aamulla jälleen toivotaan aurinkoista päivää.

Akut eivät ole ikuisia. Nykyään ne ovat kiinnostuksen ja kehityksen kohteita, koska autoliikenteen toivotaan siirtyvän sähkökäyttöiseksi. Edelleen akkujen kapasiteetti pienenee jokaisesta latauskerrasta ja myös vuosien mittaan. Kuvassa oleva laite kytketään täyteen ladattuun akkuun, painetaan nappia, valo syttyy ja laite ryhtyy purkamaan akkua. Purkaus päättyy, kun akun jännite on laskenut 10V:iin. Purkauslaitteena on auton lamppu. Vaihdossa pitkien valojen puoli on jäänyt ehjäksi, joten se on saanut tässä jatkokäytön. Purkusvirta on noin 5A. Näyttönä on analogianäyttö, mikä pysähtyy johonkin lukemaan välille 0 .. 100Ah (ampeerituntia). Käytetty aika muutetaan analogialähdöllä jännitteeksi. Ei tällä ”mittarilla” aivan tarkkaa kapasiteettia saada mitattua, mutta luotettavan vastauksen siihen, pitäisikö vanha akku jo korvata uudella.

Mittausteni mukaan aurinkopaneelin tuotto pienenee puoleen noin 45 asteen kulmassa. Maa pyörii tämän kulman kolmessa tunnissa. Varsinaisista kääntäjistä minulla ei nyt ole kuvaa, mutta parista erityyppisestä pienoismalliprototyypistä on. Näiden tärkein tehtävä oli toiminta ohjelmakehitysksessä. Tuossa kuvassa oleva jäljittelee vanhanaikaista auton tunkkia. Sen toinen haara on kiinteä, ja kun ruuvi vetää haaraa avoimemmaksi, kääntyy pystyakseli. Tällä pääsee noi 90 asteen kääntymään. Jos kääntö käynnityy klo 09:00, seuraa paneeli aurinkoa 6 tuntia eli kello 15:00 saakka. Yli 50% tuotto saadaan siis kello kuudesta aamusta kello kuuteen illalla.

Toisessa käytössä olevassa tyypissä (tässä jälleen pienoismalli ohjelmakehitystä varten) moottori pyörittää pitkää ruuvia putken sisälä. Putkeen on uurrettu pitkittäinen hahlo, joka kiertää puoli kierrosta. Haitan siirtyessä pitkin ruuvia, samalla kiertyy putki, mihin paneeli on kiinnitetty. Tällä menetelmällä päästään 180 asteen eli 12 tunnin seurantaan. Siirto tapahtuu (kuten edellisessäkin mallissa) tunnin välein. Kääntö jään 7,5 astetta jälkeen ja siirtyy sitten 7,5 astetta edelle aurinkoa. Pilville ei sitten mahda mitään. Jos taivas on täysin umpipilvinen, pienenee paneelin tuotto helposti parin prosentin luokkaan. Käytössä on ollut myös hammasratasvaihteistolla toteutettu kääntäjä ja kehitteillä on malli, jossa veneen tuulilasinpyyhkijä naksauttaa aina ratasta eteenpäin. Tuollakin on mahdollista päästä noi kuuden tunnin seurantaan.

LEDilammpu meni taannoin rikki, niin pitihän se tutkia, mitä se oli ”syönyt”. Itse LEDipaneeli oli toimiva, ja toimi 12V:in jännitteellä, joten sain siitä idean tehdä valaisimen mökille. Siinä on kaksi toimintaa: Kytkimen toisessa asennossa syttyy valo ja toisessa asennossa laite toimii hämärkytkimenä. Siinä valovastus mittaa valoisuutta ja kytkee valon päälle, kun tulee tarpeeksi pimeää. Raja on säädettävissä potentiemetrillä. Kumpikin valo on säädettävissä (PWM) siten, että joka toinen painikkeen painaminen lisää valoa ja joka toinen himmentää. Tuo oli käytössä jo viime kesän lopulla, mutta vaati ohjelmistopäivitystä. Tärkein muutos oli kuitenkin valovastuksen liittäminen johdon päähän, joten se ei ole enää lähellä valokiilaa. Viime kesänä se pyrki toimimaan vilkkuvalona.

Tämä laite on oikeastaan jo täyttänyt päätehtävänsä. Toivottavasti sille löytyy vielä käyttöä ohjelmakehityksessä. Rinnan sisään / sarjassa ulos - IC-piiri 74HC165 lukee painikkeitten tilaa rinnakkaismuodossa ja siirtää datan sarjamuodossa Arduinolle. Sarjassa sisään / rinnan ulos – IC-piiri 74HC595 lukee sarjassa Arduinolta ja jakaa datan rinnan ulos. Tässä on indikaattorina 7-segmenttinäyttö. Molemmat piirit ovat kahdeksan(8) bittisiä, mutta näitä voidaan kytkeä peräkkäin. Näin voidaan helposti mikrokontrollerin IO-avaruutta laajentaa merkittävästi.

Arduinon ympärille on kehittynyt oikein maailman laajuinen tohina. Siitä elävin merkki on valtava netissä oleva ohjelmaesimerkkien paljous sekä monipuolinen lisälaitetarjonta. Tuossa kuvassa on vain muutama anturi. Tarjolla on runsas määrä moduleita Arduinoille. On ultraääntä (US), on infrapunaa (IR), on radiotaajuudelle (RF), on laseria, on lämpötilan ja kosteuden mittaukseen, painikkeita, joystick:iä, potikkaa jne. on innostavat mahdollisuudet mielikuvitukselle ja innovaatioille.

JA LEIKKI JATKUU!