Flapping Dragonfly BEAM -robot fra et ødelagt RC -leketøy: 14 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

For lenge siden hadde jeg en modell RC dragonfly. Det fungerte aldri veldig bra, og jeg brøt det kort tid etterpå, men det var alltid en av mine største fascinasjoner. Gjennom årene har jeg fjernet de fleste delene av øyenstikkeren for å gjøre andre BEAM -prosjekter, men jeg lot alltid girkassen være intakt den dagen jeg bestemte meg for å lage noe slikt.

Senere håper jeg å lage flere friformede strålekretser, så denne modellen var stort sett et eksperiment for meg å trene på lodding av messingstang.

Rekvisita

Materialer

Liten stubbe

Messingstang og rør (jeg brukte en variant som forklart i trinn 1)

Ødelagt RC dragonfly leketøy

Elektronikk

En BC557 og en BC547 transistor

2,2 k motstand

2 røde FLED

6v solcellepanel (Siden vi bruker to FLED -er som for terskelspenningen, full forklaring i trinn 10, må vårt solcellepanel gi> 4V. For to paneler av samme størrelse, en 6v og en 12v, i samme lys vil 6v gi dobbelt så mye strøm som 12v -panelet. Derfor valgte jeg et 6v -panel slik at kretsen fungerer i svakt lys, men likevel gir nok strøm til at øyenstikkeren vår kan klappe regelmessig)

Emaljert kobbertråd

Et utvalg kondensatorer fra 220-47uF

En kondensator på 4700uF

Trinn 1: Basen for skulpturen

Ved å starte skulpturen med basen fant jeg en passende del av en gren og kuttet den ned i størrelse. Jeg boret et 1,5 mm hull i treet for å sette inn en 1/16 (~ 1,6 mm) messingstang med en veldig tett passform. Den må være stram, siden denne messingstangen til slutt vil støtte hele øyenstikker -skulpturen.

For å gjøre ting lettere for meg selv brukte jeg en rekke myke og halvharde messingstenger (alle fra K&S metaller) For strukturelle komponenter som denne støtten eller for det meste rette komponenter som messingseksjoner i vingene brukte jeg halvhard messing, men for seksjoner med mange bøyninger som kroppen eller ansiktet jeg valgte myk messing.

Trinn 2: Konstruere vingene

Vingene var konstruert av 0,8 mm messingstang (og en liten del av 2 mm messingrør på hver vingespiss).

Bildene forklarer prosessen min mye bedre enn jeg kunne med ord, men den grunnleggende metoden var å skrive ut planene i en skala på 1: 1. Deretter la jeg messingstangen oppå planene og bøyde hver seksjon til den passet tegningen. Jeg loddet deretter hver seksjon på plass, ofte mens messingen fortsatt lå på tegningen. Messingen suger opp mer varme enn et tynt komponentben, men bortsett fra at det er akkurat som å lodde en krets sammen.

Dette prosjektet var stort sett bare øvelse for mer kompliserte og mer estetiske friformskretser enn jeg har laget, så disse vingene var en fin måte for meg å øve på å designe og fritt danne en rent estetisk "krets" i messing.

Når messing varmes opp til loddetemperatur utvikler det en nesten rosa oksidasjon. Jeg fjernet dette med litt brasso og/eller en tannbørste og varmt vann. Brassoen fungerer mye bedre, men er vanskelig å komme inn på noen områder.

Trinn 3: Konstruere hodet (1/2)

Hodedesignet inkluderte jeg ikke i planene, da jeg bare skisserte det grovt og designet det mens jeg gikk. (Det viste seg senere å være min minst favorittdel av øyenstikkeren, jeg lurer på hva det sier om god planlegging.)

Hodet var konstruert av en blanding av 1/16, myk messing og 0,8 mm messingstang.

Hodet ble stykket sammen på lignende måte som vingene. Et tips jeg innså når jeg lagde disse delene er at det er vanskelig å holde delene på plass og lage fine loddeskjøter, så det jeg ville gjøre er ikke å bekymre meg så mye om renheten i loddeskjøtene mine før jeg hadde sikret delen i minst et annet sted. Når jeg hadde disse grove, normalt kalde loddeskjøtene som holdt en del på plass, kunne jeg gå tilbake til de andre festepunktene for det stykket og rydde opp i leddene mine litt bedre. Nesten som heftesveising.

Jeg lot en lang hale komme av hodet som skulle brukes til å feste hodet til kroppen, så vel som å fungere som magen til øyenstikkeren.

Trinn 4: Konstruere kroppen (1/2)

Kroppen var laget av 3/32 myk messing og ryggen var laget av 1/16 halvhard messingstang som glir inn i et 3/32 rør på baksiden. Jeg gjorde det slik som jeg må fjerne og løse ryggen noen ganger mens jeg bygger for å teste vingemekanismer og sånn, og på denne måten må jeg bare løse en ledd i stedet for to

Trinn 5: Konstruere kroppen (2/2)

Vingens stubbe ting var konstruert av messingrør (2 mm i dette tilfellet som var litt stort for 0,8 mm vingene, men jeg krympet dem bare litt) med små deler av 3/32 messingrør for å glide på baksiden av kroppen. Alt dette kunne ha blitt gjort enten i imperial eller metrisk. Jeg hadde tilfeldigvis disse størrelsene av messing uansett.

Fire enkeltforbindelser ble gjort og to doble tilkoblinger med et ekstra svinghull som ville lette selve vingene. Jeg endte opp med å teste med de originale plastvingekontaktene og innså at de fungerer for godt til at jeg kan bry meg med å bytte ut alt med messing. Jeg pleier ofte å overkomplisere mekanismer som dette og introdusere altfor mye friksjon til at noe kan fungere, spesielt med den lille mengden strøm som leveres av solcellepanelet.

Trinn 6: Konstruere hodet (2/2)

Jeg smurte deretter inn to røde blinkende lysdioder (eller FLED) i hodet og koblet dem i serie. Jeg tok deretter to lengder emaljert kobbertråd og koblet dem til de gjenværende benene på FLED -ene.

(På dette bildet kan du også se rester av meg som prøver forskjellige måter å få vingene til å klappe)

Trinn 7: Endre Dragonfly Toy Mechanism

For å få lekemekanismen til å passe inn i modellen vår, var det nødvendig å justere litt. Hovedmålet med disse modifikasjonene var å fjerne alle unødvendige strukturelle komponenter og å svinge gir og motor opp slik at de tar mindre plass (som tidligere gikk gir og motor bakover i forhold til vingene og etterlot mye ubrukt plass som du kan se på det andre bildet).

Jeg begynte med å kutte av beina. Jeg fjernet deretter tappen som holdt de to vingestubbe -tingene til støtten, og kuttet deretter av støtten helt sammen med alle de andre støttene som bar de som holder motoren og girene på plass, samt en liten seksjon jeg vil bruke for å feste mekanismen på kroppen av øyenstikkeren.

Trinn 8: Fest Dragonfly -lekemekanismen til BEAM -roboten vår

Jeg bøyde den gjenværende delen som kom fra øyenstikkerens hode til en posisjon som var bred nok til å huse motor og gir. Jeg tok deretter støttemessingsstangen som vi bøyde i trinn 1, ut av basen og loddet den sammen med magen. På bildene kan du se denne støtten komme ut foran magen

Jeg fjernet også baksiden, gjenget alle vingekontaktens nubby ting på baksiden og løste på baksiden.

Til slutt brukte jeg varmekrympeslange for å holde den lille støtten vi la igjen på girmekanismen til magen

Trinn 9: Konstruere halen

Halen var laget av to lange seksjoner av myk messing som jeg loddet en rekke kondensatorer parallelt med. Disse kondensatorene ble lagt til ~ 2200uF, noe som var nok, men jeg la til ytterligere 4700uF som jeg forklarte i trinn 13.

Trinn 10: Den klassiske, FLED -baserte solmotorkretsen

Det er mange opplæringsprogrammer om hvordan du formaterer en FLED -basert solmotorkrets, men jeg vil dele min favorittmåte.

Hvis du ikke er kjent med hva en solmotor gjør, vil jeg anbefale å lese denne

Solmotoren vår lagrer ganske enkelt energi fra et solcellepanel i kondensatorer til spenningen over kondensatorene når en viss terskel, hvorpå den tapper all energien i en motor eller spole eller hva du enn vil drive. Dette er nyttig, da det betyr at øyenstikkeren vår vil klappe selv når det ikke er nok lys til å kjøre motoren direkte.

Terskelspenningen vår er satt av 2 blinkende lysdioder som for meg ga en utløserspenning på ~ 3.8V, og jeg brukte en 2.2k motstand som vanligvis anbefales for en standard motorbelastning. Hvis du har et solcellepanel som bare sender ut 4V i fullt sollys, vil kretsen din for det meste ikke nå den spenningen som er nødvendig for å fyre, og derfor vil du kanskje bruke andre ordninger for å komme til en mer passende terskelspenning. En enkelt rød FLED bør skape en terskelspenning på ~ 2,4V og en grønn ~ 2,8V. Ved å legge til signaldioder i serie kan du øke disse terskelspenningene med 0,7V per diode. Jeg liker bare å bruke 2 FLED, ettersom de kan brukes som øyne som blinker subtilt når de lades.

Jeg brukte en BC547 og BC557 transistor som begge har CBE -konfigurasjoner for bena hvis du bruker andre typer transistorer som 2n222s, for eksempel kan de ha en EBC -konfigurasjon, og du må bygge kretsen på en annen måte (eller på samme måte, men med transistorene rygg mot rygg i stedet for foran til foran)

På det første og andre bildet kan du se de eneste forbindelsene vi trenger å gjøre mellom de to transistorene i henhold til kretsen på solarbotics -siden. Resten av bildene viser deretter hvordan jeg oppretter disse forbindelsene. Det er nyttig å bruke blu -tack her for å holde de små komponentene sammen under lodding.

Jeg vil ikke vise nøyaktig hvordan jeg skal friforme kretsen, da jeg ber deg om å forstå kretsen og hvordan du kobler den sammen i stedet for bare å kopiere mine eksakte tilkoblinger. Slik begynte jeg å bygge kretser som dette, og det er veldig lett å gjøre en feil og nesten umulig å feilsøke hvis du ikke forstår hvorfor du kobler til komponenter der det er veldig nedslående. Litt ekstra forskning vil forhåpentligvis spare deg for mye hjertesorg.

Trinn 11: Sett alt sammen (1/2)

Jeg plasserte deretter solcellemotoren min i bunnen av halen, loddet den på plass og kuttet alt i lengden.

Jeg vridde deretter motortrådene og FLED -ledningene og kuttet dem også i lengde før jeg loddet dem til solmotoren som vist.

Trinn 12: Sett alt sammen (2/2)

Ytterligere to lengder av emaljert kobbertråd ble loddet til solcellepanelet, vridd og kuttet i lengder. Panelet ble festet til stubben med dobbeltsidig skumbånd og ledningen ble vridd opp støtten for øyenstikkeren og loddet til halen/solmotoren.

Trinn 13: Legge til en hemmelig kondensator (shhhh, ikke si det til noen)

Modellen fungerte bra som den var i svakt lys, men utbruddet fra ~ 2200uF kondensatorene var bare nok til å bevege vingene veldig lite, da motoren hadde overvunnet tregheten til vingene, hadde strømforsyningen gått tom. Derfor, ved å legge til en annen 4700uF, er vingene i stand til å lage nesten en hel klaff hver syklus av solmotoren.

Ettersom jeg ønsket å beholde modellen slik den gjorde, bestemte jeg meg for å skjule kondensatoren ved å bore et hull i basen under solcellepanelet.

Trinn 14: Avsluttende tanker

Vingene som klapper forårsaker en betydelig mengde vingling, og på grunn av at jeg rasper bunnen av stubben, er basen litt konveks. Alt dette får modellen til å vingle ganske mye, så jeg må finne noen gummiføtter på et tidspunkt.

Storpris i Make it Move