Proje verileriCassiopeia, tamamen güneş enerjisiyle ve internet erişimi olmadan çalışabilen, taşınabilir ve dayanıklı bir bilgisayardır. Tasarım, Raspberry Pi 3b+, 9W katlanabilir güneş paneli, lityum iyon şarj edilebilir pil ve hepsini barındıracak konteynerden oluşuyor. Proje, 2022 bahar döneminde Mühendislik 215: Tasarıma Giriş dersine kayıtlı Cal Poly Humboldt öğrencileri tarafından tasarlandı ve inşa edildi. Suns of Community ekibi Zane Cook, Max Cunningham ve Phil Tran'dan oluşuyordu.
Tasarım, şebekeden uzakta yaşayan ve internete erişimi olmayan insanlara, hayatta kalma şansını optimize etmek için geniş bilgi kaynaklarına erişme fırsatı verme arzusundan ilham aldı. Cassiopeia, mobil akıllı cihazı aracılığıyla Wikipedia'nın ve Appropedia'nın hayatta kalma ile ilgili tüm makalelerini görüntüler.
İçindekiler
Arka plan
2022 baharında Cal Poly Humboldt'ta ENGR 215 sınıfı Appropedia adına bir tasarım projesi üstlendik. Bu web sitesi, kullanıcılara uygun teknolojilerin geliştirilmesi için gerekli bilgileri sağlayarak sürdürülebilirlik, yoksulluğun azaltılması ve uluslararası kalkınmaya yönelik çözümler yaratılmasına yardımcı olmak amacıyla kullanıcıların birbirleriyle etkileşime girebileceği bir platform oluşturmaya adanmıştır. Ekibimiz Suns of Community, güneş ışınımıyla çalışan, ucuz ve/veya yaygın olarak bulunan öğeleri kullanan, taşınabilir ve dayanıklı bir kıyamet bilgisayarı oluşturmakla görevlendirildi. Appropedia'nın Genel Müdürü Emilio müşteriydi ve tasarımın geliştirilmesi için rehberlik sağladı.
Sorun bildirimi
Suns of Community'nin amacı, güneş ışınımı olmadan birkaç yıl boyunca elektrik şebekesine veya İnternet'e erişimi olmadan çalışabilen, dayanıklı bir konteynerin içine yerleştirilmiş taşınabilir bir bilgisayar yaratmaktır. Cassiopeia, kullanıcılara mobil cihazları aracılığıyla hayatta kalma stratejileri ve Kendin Yap mühendislik sistemleri hakkında Vikipedi ve Appropedia'dan değerli bilgiler sunacak ve bu da onların uzun süre şebekeden bağımsız ve organize toplum olmadan yaşamalarını sağlayacak.
Kriterler
Kıyamet Bilgisayarının kriterleri ve ilgili ağırlıkları aşağıdaki tabloda listelenmiştir. Kriterler proje tasarımına yön veren genel kategorilerdir. Suns of Community bu kriterleri bu projenin etkili, kullanışlı ve tekrarlanabilir olmasını sağlamak için seçti.
| Kriterler | Tanım | Ağırlık (1-10) |
|---|---|---|
| Taşınabilirlik | Hafif ve taşıması kolaydır. | 9 |
| Dayanıklılık | Uzun ömürlü, darbelere dayanıklı ve hava koşullarına dayanıklıdır. | 8 |
| Yeniden üretilebilirlik | Lise eğitimi almış, bilgisayar ve internet erişimi olan tek kişi tarafından yapılabilir. | 7 |
| Kullanım kolaylığı | Gezinmesi kolay arayüz ve bilgilere erişim. | 7 |
| Maliyet | 250 dolardan az. | 7 |
| Yetenekler | Hayatta kalma senaryosuna uygun bilgileri kullanıcının mobil cihazında saklar ve görüntüler. | 7 |
Prototipleme
Projemiz için iki farklı kullanım durumunu göstermek amacıyla iki ana prototip yapıldı; ilki sağlam bir versiyon, ikincisi ise şık bir tasarımdı.
Sağlam versiyon, ihtiyaç anında size yardımcı olabilecek ekstra hayatta kalma ekipmanı veya ekipmanı taşımak için çok daha büyük bir hacme sahiptir. Bu sürümdeki bileşenler kabın içine yerleştirilmiştir ve kolayca çıkarılmaları amaçlanmamıştır. Bu tasarımın kendisi bir hata giderme çantası/kutusu olması ve "hepsi bir arada" bir çözüm olması amaçlanmıştır.
Şık tasarım çok daha mobil ve kompakt bir tasarımdır. Burada gerekli bileşenler dışında hiçbir şey için ekstra depolama alanı yoktur. Bu tasarımın, gerektiğinde kolayca erişilebilecek bir yerde saklanması ve önceden hazırlanmış bir böcek giderme çantasında saklanması amaçlanmıştır.
Sağlam Prototip. Gömülü bileşenlere sahip büyük kap.
Şık Prototip. Ek depolama alanı gerektirmeden bileşenleri saklamak için küçük kaplar.
Şık Prototip. Erişilebilmesi için bileşenlerin kutudan çıkarılması gerekir.
Son ürün
Nihai ürünümüz için her iki prototipin en kullanışlı yönlerini birleştirdik. Bilgisayarın yanında depolanacak ekstra ekipmanlar için daha büyük bir kap kullandık ve bileşenlerin kolay takılıp çıkarılmasını sağlamak için Velcro kullandık.
Nihai ürün, dayanıklı bir konteyner, 9W güneş paneli, Raspberry Pi 3B+, 20.000mah powerbank ve bağlantı kablolarından oluşan bir konfigürasyondur. Raspberry Pi'ye güneş paneli veya güç bankası aracılığıyla güç sağlandıktan sonra kullanıcı kablosuz erişim noktası sinyaline bağlanacaktır. Bağlantı kurulduktan sonra sağlanan Kiwix bağlantısı, kullanıcının cihazda saklanan tüm bilgilere erişmesine olanak tanıyacaktır.
Dayanıklı konteynerin üzerinde Raspberry Pi ve güç bankası bulunan Güneş Paneli.
Yapı
Aşağıdaki resimler, gerekli bileşenleri ve yazılımı içerecek şekilde Cassiopeia'nın yapım sürecini açıklamaktadır.
- İnşaat Galerisi
Adım 1: Kaynak bileşenleri. 9w güneş paneli, Raspberry Pi, Li-ion şarj edilebilir pil (tercihen 12V), USB bağlantı kablosu, SD kart (bizimki 128GB idi), bileşenleri barındırmak için sağlam kasa
![Adım 2: Raspberry Pi'nin açıldığında bir erişim noktası oluşturmasını ve bilgilerin kullanıcıya gönderilmesini sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix'i ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için bu bağlantıları kullanın:[1][2] Daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin:[3]](/w/images/thumb/a/a5/Software_download.jpg/165px-Software_download.jpg)
Adım 2: Raspberry Pi'nin açıldığında bir erişim noktası oluşturmasını ve bilgilerin kullanıcıya gönderilmesini sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix'i ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için bu bağlantıları kullanın: [1] [2] Daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin: [3]
Adım 3: Referans kitaplıklarındaki verileri Raspberry Pi'ye bağlanacak SD karta saklayın.
Adım 4: SD kartı Raspberry Pi'ye takın.
Adım 5: Açmak için Raspberry Pi'yi şarj edilmiş pil bankasına veya güneş paneline bağlayın.
Adım 6: Hotspot'ta oturum açın. Telefonda Kiwix olarak görünüyor ancak yeniden adlandırılabilir. Bizimkinin adı Cassiopeia olarak değiştirildi.
Adım 7: Saklanan kitaplıklar içindeki bilgileri aramak için akıllı cihazı kullanın. Kullanıcı, tüketim amaçlı suyu dezenfekte etmek için güneşi kullanmanın yollarını Appropedia'da ararken tasvir ediliyor.
Adım 8: Kolay taşıma için tüm bileşenleri konteynere yerleştirin.
![Adım 2: Raspberry Pi'nin açıldığında bir erişim noktası oluşturmasını ve bilgilerin kullanıcıya gönderilmesini sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix'i ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için bu bağlantıları kullanın:[1][2] Daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin:[3]](/File:Software_download.jpg)
Video talimatları
Aşağıdaki video, şebeke dışı kullanım için Raspberry Pi'ye bilgilerin nasıl indirileceği ve saklanacağı ile ilgili adım adım süreci açıklamaktadır.
Malzeme listesi
Kullanılan malzemelerin maliyetlerinin açıklaması.
| Öğe | Miktar | Birim başına maliyet | Toplam |
|---|---|---|---|
| Raspberry Pi 3B+ — CPU | 1 | 35,00 ABD Doları | 35,00 ABD Doları |
| Güneş Paneli — 9W İki USB bağlantı noktasıyla | 1 | 50,00 ABD Doları | 50,00 ABD Doları |
| Güç Bankası — 20.000 mah Li-ion pil paketi | 1 | 20,00 ABD doları | 20,00 ABD doları |
| SD kart — Erişim Noktası için Veri ve Kod | 1 | 50,00 ABD Doları | 50,00 ABD Doları |
| Voltaj Regülatörü - Şarj etmek veya şarj kontrol cihazı olmadan doğrudan güç sağlamak için | 1 | 5,00 ABD Doları | 5,00 ABD Doları |
| Konteyner – Muhafaza bileşenleri ve elementlerden koruma | 1 | 20,00 ABD doları | 20,00 ABD doları |
| Güç Kablosu — Raspberry Pi ve güç bankasını güneş paneline bağlamak için | 1 | 5,00 ABD Doları | 5,00 ABD Doları |
| Yazılım — Kiwix ücretsiz erişim noktası indirme talimatları: https://www.kiwix.org/en/documentation/how-to-set-up-kiwix-hotspot/ | 1 | 0,00 ABD Doları | 0,00 ABD Doları |
| Genel Toplam | 185 ABD dolarıAvro 159,10 <br />GBP 135,05 <br />CAD 229,40 <br />MXN 3.857,25 <br />INR 13.847,25 <br /> | ||
Operasyon
Aşağıdaki videoda Kiwix etkin noktasına nasıl bağlanılacağı adım adım anlatılmaktadır.
Bakım
Cassiopeia Solar Apocalypse Bilgisayarlarının bakımı minimum düzeydedir. Pilin en iyi kullanım uygulamaları, güç bankasının aşırı şarj edilmesini ve sıfır şarjla saklanmasını önlemektir. Güneş paneli kullanılmadan önce temizlenmeli ve Raspberry Pi nemli veya tozlu/kumlu koşullarda saklanmamalıdır. Kodda yapılacak herhangi bir düzenleme, çalışan bir bilgisayara ihtiyaç duyacaktır.
Bakım Programı
- Günlük
- Kullanmadan önce güneş panelini tozdan temizleyin.
- Kullanılmadığı zaman Raspberry Pi'nin bağlantısını kesin.
- Islak, kumlu veya tozlu koşullarda hava koşullarına dayanıklı torba veya kapta torba
- Aylık
- Güç bankasını şarj edin
- Her 3-4 yılda bir
- Güç bankasını değiştirin
- Her 7-10 yılda bir
- Her 25-30 yılda bir
- Güneş panelini değiştirin [6]
Çözüm
Test sonuçları
Test sonuçlarının hepsinin başarı beklentilerimizi karşıladığını gördük. Cihazımız doğrudan güneş paneliyle veya dolaylı olarak bir güç bankası aracılığıyla çalıştırılmaktadır. (Güneş paneli aynı zamanda cihaza güç verebilir ve güç bankasını şarj edebilir). Tamamen şarj edildiğinde güç bankası, Raspberry Pi erişim noktasını çalıştırırken 37 saat dayanır. Cihaz çalıştırıldığında, verileri kullanıcının mobil cihazına hızlı bir şekilde görüntüleyen erişilebilir bir erişim noktası oluşturur.
Tartışma
Genel olarak kriterleri nasıl karşıladığımızdan ve sorunu nasıl çözdüğümüzden memnunuz. Cihazımız taşınabilir, dayanıklı ve basittir. Basitliği, kullanıcının istenen herhangi bir ekstra yardımcı program için değişiklik yapmasına olanak tanır. Sonuçlar tasarımımızın başarılı bir şekilde işlevsel olduğunu göstermektedir.
Dersler öğrenildi
Maliyetleri daha da azaltmanın bir yolu olarak kullanıcı, halihazırda yerleşik bir USB bağlantı noktası olmayan daha basit bir güneş panelini tercih etmelidir. Bu daha basit panelle, kullanıcının Raspberry Pi'nin bağlantı kablosu arasına bir voltaj regülatörü bağlaması gerekecektir. ve güneş paneli (voltajdaki keskin artışlar veya yük koşullarındaki değişiklikler sırasında Raspberry Pi'nin zarar görmesini önler).
Kiwix yazılımını ve hotspot kodunu indirirken bilgisayarın sabit diskinde en az 20 GB kullanılabilir alan olduğundan emin olun. Ayrıca, Macintosh işletim sistemi kullanmak, yazılımı indirirken sorunlu olabilir. İndirmeleri tamamlamak için Windows kullanmaya geçtik.
Çevrimdışı referans kitaplıklarını Wikipedia'dan, Appropedia'dan ve kullanıcının kararına göre indirirken, indirme hızına bağlı olarak indirmenin birkaç saat sürmesini bekleyin. Her şeyi çok yüksek bir bağlantı hızıyla indirmemiz 10 saatten fazla sürdü. Bu indirme süresi boyunca bilgisayarımız uyku moduna geçti ve indirme durduruldu. Arka planda medya oynatarak bilgisayarın uyku moduna geçmesini önleyin.
Sonraki adımlar
Cihazın yalnızca kendi verileri için bir erişim noktası olmasını sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda üçüncü taraf bir internet yönlendiricisine (WIFI) erişimi de kolaylaştırmasını sağlamak mümkündür. Bu kodun eklenmesi, internete erişilebildiğinde ve cihaz açıldığında Wikipedia, Appropedia ve dahil edilebilecek diğer referans kitaplıklarındaki verileri güncelleyebileceği anlamına gelebilir.
Cihazın saklanacağı mahfaza çevre koşullarına daha dayanıklı olabilir. Kabın içindeki açık dikişler arasına kauçuk contalar eklenerek su geçirmezliği artırılabilir. Faraday kafesi yapılarak elektromanyetik darbelerin bilgisayar donanımına müdahalesi durdurulabilir. Bu, kabın iç kısmına faraday bandı uygulanarak gerçekleştirilebilir. [7] Kabın iç kısmına alüminyum folyo ve ince plastik tabakaların (üç kez) yerleştirilmesiyle daha ucuz bir versiyon oluşturulabilir. [8]
Kullandığımız tasarım ekstra ekipman saklama seçeneğine izin veriyor. Bu, kullanıcıya, donanım setine farklı araçlar ekleyerek tasarımlarını hayatta kalma ihtiyaçlarına uyacak şekilde optimize etme olanağını açık bırakır.
Sorun giderme
Aşağıdaki tabloda kıyamet bilgisayarının çalışması ve yapısıyla ilgili sık karşılaşılan sorunların çözümleri verilmektedir.
| Sorun | Telkin |
|---|---|
| Hotspot bağlantısı açılmıyor | Belirlenen Wi-Fi adına dokunun, 'Bu Ağı Unut'u seçin ve CPU'yu yeniden başlatın. |
| Güneş Paneli CPU'ya güç vermiyor | Fişinin prize takılı olduğundan emin olun, paneli doğrudan güneş ışığına doğru çevirin ve bağlantı kurmaya çalışın. |
| Uzun indirme süresi boyunca bilgisayar uyku moduna geçiyor | İndirilen verileri yedeklemek için indirme yöneticisini kullanın. Ayrıca arka planda medyayı (filmi) oynatın bilgisayarı açık tutmak için. |
Takım
Topluluğun Güneşleri, Bahar 2022
- Zane Cook
- Max Cunningham
- Phil Tran
Referanslar
- ↑ https://github.com/KalebClark/ApocalypseWiki
- ↑ https://www.kiwix.org/en/documentation/how-to-set-up-kiwix-hotspot/
- ↑ https://youtu.be/R63x2TXm0s8
- ↑ https://raspberrytips.com/how-long-will-a-raspberry-pi-last/#:~:text=The%20average%20lifespan%20of%20a,card%20failures%2C%20and%20ineligible%20environments .
- ↑ https://www.sdcard.org/consumers/faq/#:~:text=SD%20standards%2D Based%20memory%20cards%2C%20like%20most%20semiconductor%20cards%2C,and%20reduce%20consumer%20electronic %20 atık .
- ↑ https://www.nrel.gov/docs/fy09osti/43844.pdf
- ↑ https://www.amazon.com/TitanRF-Faraday-Tape-High-Shielding-Conduktif/dp/B07CRLCGCH?th=1
- ↑ https://www.wikihow.com/Make-a-Faraday-Cage