Cassiopeia, tamamen güneş enerjisiyle ve İnternet erişimi olmadan çalışabilen taşınabilir ve dayanıklı bir bilgisayardır. Tasarım, bir Raspberry Pi 3b+, 9W katlanabilir güneş paneli, lityum iyon şarj edilebilir pil ve bunların hepsini barındıracak bir konteynerden oluşur. Proje, Mühendislik 215: Tasarıma Giriş dersine kayıtlı Cal Poly Humboldt öğrencileri tarafından 2022 bahar döneminde tasarlanıp inşa edilmiştir. Suns of Community ekibi, Zane Cook, Max Cunningham ve Phil Tran'dan oluşuyordu.
Tasarım, şebekeden uzakta yaşayan ve internete erişimi olmayan insanlara hayatta kalma şanslarını optimize etmek için geniş bilgi kaynaklarına erişme fırsatı verme arzusundan esinlenmiştir. Cassiopeia, tüm Wikipedia'yı ve Appropedia'nın hayatta kalma ile ilgili makalelerini mobil akıllı cihazları aracılığıyla görüntüler.
İçindekiler
Arka plan
Cal Poly Humboldt'taki 2022 bahar ENGR 215 sınıfı Appropedia adına bir tasarım projesi üstlendi. Bu web sitesi, kullanıcıların sürdürülebilirlik, yoksulluğun azaltılması ve uluslararası kalkınma için çözümler üretmelerine yardımcı olmak üzere birbirleriyle etkileşime girebilecekleri bir platform oluşturmaya adanmıştır; bu sayede kullanıcılara uygun teknolojiler inşa etmeleri için bilgi sağlanmıştır. Suns of Community ekibimiz, güneş radyasyonuyla çalışan ve ucuz ve/veya yaygın olarak bulunan ürünleri kullanan taşınabilir ve dayanıklı bir kıyamet bilgisayarı inşa etmekle görevlendirilmiştir. Appropedia'nın İcra Direktörü Emilio müşteriydi ve tasarımın geliştirilmesi için rehberlik sağladı.
Sorun bildirimi
Suns of Community'nin amacı, dayanıklı bir kapta muhafaza edilen ve güneş radyasyonuyla ve elektrik şebekesine veya internete erişim olmadan birkaç yıl çalışabilen taşınabilir bir bilgisayar yaratmaktır. Cassiopeia, kullanıcılarına uzun süreler şebekeden bağımsız ve organize bir toplum olmadan yaşamalarını sağlayacak mobil cihazları aracılığıyla Wikipedia ve Appropedia'dan hayatta kalma stratejileri ve DIY mühendislik sistemleri hakkında değerli bilgiler sağlayacaktır.
Kriterler
Apocalypse Computer'ın kriterleri ve ilgili ağırlıkları aşağıdaki tabloda listelenmiştir. Kriterler, proje tasarımına rehberlik eden genel kategorilerdir. The Suns of Community, bu projenin etkili, yararlı ve tekrarlanabilir olmasını sağlamak için bu kriterleri seçmiştir.
| Kriterler | Tanım | Ağırlık (1-10) |
|---|---|---|
| Taşınabilirlik | Hafif ve taşınması kolaydır. | 9 |
| Dayanıklılık | Uzun ömürlü, darbeye ve hava koşullarına dayanıklıdır. | 8 |
| Yeniden üretilebilirlik | Lise mezunu, bilgisayar ve internet erişimi olan tek bir kişi tarafından yapılabilir. | 7 |
| Kullanım kolaylığı | Kullanımı ve bilgiye erişimi kolay arayüz. | 7 |
| Maliyet | 250 dolardan az. | 7 |
| Yetenekler | Kullanıcının mobil cihazında hayatta kalma senaryosuna uygun bilgileri depolar ve görüntüler. | 7 |
Prototipleme
Projemiz için iki farklı kullanım senaryosunu göstermek amacıyla iki ana prototip yapıldı; birincisi sağlam bir versiyon, ikincisi ise şık bir tasarımdı.
Sağlam versiyon, ihtiyaç duyduğunuzda size yardımcı olabilecek ekstra hayatta kalma teçhizatı veya ekipmanı taşımak için çok daha büyük bir hacme sahiptir. Bu versiyondaki bileşenler konteynere gömülüdür ve kolayca çıkarılmaları amaçlanmamıştır. Bu tasarım, bir acil durum 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 tasarım, gerektiğinde kolayca erişilebilecek bir yerde saklanmak ve önceden yapılmış bir acil durum çantasında saklanmak üzere tasarlanmıştır.
Sağlam Prototip. Gömülü bileşenlere sahip büyük konteyner.
Şık Prototip. Ek depolama alanı gerektirmeyen bileşenleri tutmak için küçük kaplar.
Şık Prototip. Bileşenlere erişilebilmesi için kasadan çıkarılması gerekir.
Son ürün
Son ürünümüz için her iki prototipin en kullanışlı yönlerini birleştirdik. Bilgisayarın yanında saklanacak ekstra donanım için daha büyük bir kap kullandık ve bileşenlerin kolayca takılıp çıkarılmasını sağlamak için Velcro kullandık.
Son ürün, dayanıklı bir kap, 9W güneş paneli, Raspberry Pi 3B+, 20.000mah güç bankası ve bağlantı kablolarından oluşan bir yapılandırmadır. Raspberry Pi güneş paneli veya güç bankası aracılığıyla çalıştırıldığında, kullanıcı kablosuz hotpot sinyaline bağlanacaktır. Bağlantı sağlandığında, sağlanan Kiwix bağlantısı kullanıcının cihazda depolanan tüm bilgilere erişmesine olanak tanır.
Dayanıklı bir konteynerin üstünde Raspberry Pi ve powerbank bulunan Güneş Paneli.
Yapı
Aşağıdaki resimler, Cassiopeia'nın yapım sürecini, gerekli bileşenleri ve yazılımları da içerecek şekilde 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'tı), bileşenleri barındırmak için sağlam kasa
![Adım 2: Raspberry Pi'nin açıldığında bir erişim noktası oluşturmasını ve bilgileri kullanıcıya çıkarmasını sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için şu 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 etkin nokta oluşturmasını ve bilgileri kullanıcıya çıkarmasını sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için şu bağlantıları kullanın: [1] [2] Daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin: [3]
Adım 3: Referans kütüphanelerindeki verileri Raspberry Pi'ye bağlanacak SD karta kaydedin.
Adım 4: SD kartı Raspberry Pi'ye takın.
Adım 5: Raspberry Pi'yi açmak için şarj edilmiş akü bankasına veya güneş paneline bağlayın.
Adım 6: Hotspot'a giriş yapın. Telefonda Kiwix olarak görünüyor ancak adı değiştirilebilir. Bizimki Cassiopeia olarak yeniden adlandırıldı.
Adım 7: Akıllı cihazı kullanarak depolanan kütüphanelerde bilgi arayın. Kullanıcı, tüketim için suyu dezenfekte etmek amacıyla güneşi kullanmanın yollarını Appropedia'da ararken tasvir edilmiştir.
Adım 8: Kolay taşıma için tüm bileşenleri bir kaba yerleştirin.
![Adım 2: Raspberry Pi'nin açıldığında bir erişim noktası oluşturmasını ve bilgileri kullanıcıya çıkarmasını sağlayacak yazılımı indirin. Kiwix ve çevrimiçi wiki verilerini (Wikipedia, Appropedia, vb.) yüklemek için yazılımı indirin. Yazılım ve kod indirmeleri için şu bağlantıları kullanın:[1][2] Daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin:[3]](/File:Software_download.jpg)
Video talimatları
Aşağıdaki videoda, şebeke dışı kullanım için Raspberry Pi'ye bilgi indirme ve depolama işlemi adım adım açıklanmaktadır.
Malzeme listesi
Kullanılan malzemelerin maliyetlerinin açıklaması.
| Öğe | Miktar | Birim başına maliyet | Toplam |
|---|---|---|---|
| Raspberry Pi 3B+ — İşlemci | 1 | ABD 35,00 | ABD 35,00 |
| Güneş Paneli — 9W İki USB portu ile | 1 | ABD 50,00 | ABD 50,00 |
| Power Bank — 20.000 mah Li-ion pil takımı | 1 | ABD Doları 20.00 | ABD Doları 20.00 |
| SD kart — Hotspot için Veri ve Kod | 1 | ABD 50,00 | ABD 50,00 |
| Voltaj Regülatörü — Şarj etmek veya şarj kontrol cihazı olmadan doğrudan güç sağlamak için | 1 | ABD Doları 5.00 | ABD Doları 5.00 |
| Konteyner — Muhafaza bileşenleri ve dış etkenlerden koruma | 1 | ABD Doları 20.00 | ABD Doları 20.00 |
| Güç Kablosu — Raspberry Pi ve güç bankasını güneş paneline bağlamak için | 1 | ABD Doları 5.00 | ABD Doları 5.00 |
| Yazılım — Kiwix ücretsiz hotspot indirme talimatları: https://www.kiwix.org/en/documentation/how-to-set-up-kiwix-hotspot/ | 1 | ABD Doları 0,00 | ABD Doları 0,00 |
| Genel Toplam | 185 ABD doları159,10 Avro <br />135,05 GBP <br />229,40 CAD <br />3.857,25 MXN <br />13.847,25 INR <br /> | ||
Operasyon
Aşağıdaki videoda Kiwix etkin noktasına nasıl bağlanılacağı adım adım anlatılmaktadır.
Bakım
Cassiopeia Solar Apocalypse Bilgisayarlarının bakımı minimumdur. Pilin en iyi kullanım uygulamaları, güç bankasının aşırı şarj edilmesini ve sıfır şarjla saklanmasını önler. Güneş paneli kullanımdan önce temizlenmeli ve Raspberry Pi nemli veya tozlu/kumlu koşullarda saklanmamalıdır. Kodda yapılacak herhangi bir düzenleme için çalışan bir bilgisayar gerekecektir.
Bakım Programı
- Günlük
- Kullanmadan önce güneş panelini tozdan arındırın.
- Kullanmadığınızda Raspberry Pi'yi bağlantısını kesin.
- Islak, kumlu veya tozlu koşullarda hava koşullarına dayanıklı bir torba veya kapta saklayın
- Aylık
- Şarj güç bankası
- 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
Tüm test sonuçlarının başarı beklentilerimizi karşıladığını gördük. Cihazımız doğrudan bir güneş paneliyle veya dolaylı olarak bir güç bankası aracılığıyla çalıştırılıyor. (Güneş paneli aynı zamanda cihazı çalıştırabilir ve güç bankasını aynı anda şarj edebilir.) Tam şarj olduğunda, Raspberry Pi etkin noktayı çalıştırırken güç bankası 37 saat dayanır. Cihaz çalıştırıldığında, verileri kullanıcının mobil cihazına hızla görüntüleyen erişilebilir bir etkin nokta oluşturur.
Tartışma
Genel olarak kriterleri nasıl karşıladığımızdan ve sorunu nasıl ele aldığımızdan memnunuz. Cihazımız taşınabilir, dayanıklı ve basittir. Basitliği, kullanıcının istediği herhangi bir ekstra fayda için değişiklik yapmasına olanak tanır. Sonuçlar, tasarımımızın başarılı bir şekilde işlevsel olduğunu göstermektedir.
Dersler öğrenildi
Maliyetleri daha da düşürmenin bir yolu olarak, kullanıcı halihazırda yerleşik bir USB portu olmayan daha basit bir güneş paneli seçmelidir. Bu daha basit panel ile, kullanıcının Raspberry Pi'nin bağlantı kablosu ile güneş paneli arasına bir voltaj regülatörü bağlaması gerekecektir (voltajdaki ani yükselmeler veya yük koşullarındaki değişiklikler sırasında Raspberry Pi'nin hasar görmesini önler).
Kiwix yazılımını ve hotspot kodunu indirirken, bilgisayarın sabit diskinde en az 20 GB kullanılabilir alan olduğundan emin olun. Ayrıca, yazılımı indirirken Macintosh OS kullanmak sorunlu olabilir. İndirmeleri tamamlamak için Windows kullanmaya geçtik.
Wikipedia, Appropedia ve kullanıcının karar verdiği diğer kaynaklardan çevrimdışı referans kütüphanelerini indirirken, indirme hızına bağlı olarak birkaç saat indirmeyi bekleyin. Çok hızlı bir bağlantı hızıyla her şeyi 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 sadece kendi verileri için bir erişim noktası olması değil, aynı zamanda üçüncü taraf bir internet yönlendiricisine (WIFI) erişimi kolaylaştırması da mümkündür. Bu kodun eklenmesi, internet erişilebilir olduğunda ve cihaz açık olduğunda, Wikipedia, Appropedia ve dahil edilebilecek diğer referans kütüphanelerindeki verileri güncelleyebileceği anlamına gelebilir.
Cihazı saklamak için kullanılan muhafaza, çevre koşullarına karşı daha dayanıklı olabilir. Su geçirmezlik, kabın içindeki açık dikişler arasına kauçuk contalar eklenerek iyileştirilebilir. Elektromanyetik darbelerin bilgisayar donanımına müdahale etmesi, bir Faraday kafesi yapılarak durdurulabilir. Bu, kabın içine faraday bandı uygulanarak gerçekleştirilebilir. [7] Daha ucuz bir versiyon, kabın içine alüminyum folyo ve ince plastik katmanları (üç kez) dönüşümlü olarak yerleştirilerek oluşturulabilir. [8]
Seçtiğimiz tasarım, ekstra teçhizatı saklama seçeneğine izin veriyor. Bu, kullanıcının teçhizat setine farklı araçlar ekleyerek tasarımını hayatta kalma ihtiyaçlarına uyacak şekilde optimize etmesine olanak tanıyor.
Sorun giderme
Aşağıdaki tabloda kıyamet bilgisayarının işletimi ve yapımıyla ilgili yaygın sorunlara çözümler sunulmaktadır.
| Sorun | Telkin |
|---|---|
| Hotspot bağlantısı açılmıyor | Belirlenen Wi-Fi adına dokunun, 'Bu Ağı Unut' seçeneğini seçin ve CPU'yu yeniden başlatın. |
| Güneş Paneli CPU'ya güç vermiyor | Fişe takılı olduğundan emin olun, paneli doğrudan güneş ışığına doğru çevirin ve bağlantıyı yapmayı deneyin. |
| Bilgisayar uzun indirme süresi boyunca uyku moduna geçiyor | İndirilen verileri yedeklemek için indirme yöneticisini kullanın. Ayrıca, arka planda medya (film) oynatın bilgisayarı açık tutmak. |
Takım
Topluluk Güneşleri, İlkbahar 2022
- Zane Aşçı
- Maksimum 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