Lag en solcelledrevet bugrobot: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Disse robotene kan være små og litt enkle, men deres enkle konstruksjon, unike bevegelse og sære personlighet gjør dem flotte som et første gangs robotikkprosjekt. I dette prosjektet skal vi lage en enkel insektlignende robot som lagrer lysenergi til den har nok kraft til å bevege seg selv med en vibrasjonsmotor. Dette enkle robotprosjektet kan gjøres på få timer, og det er en utmerket introduksjon til konseptene elektronikk og lodding.

Trinn 1: Samle rekvisita

Nedenfor er alle forsyninger som trengs for dette prosjektet, samt lenker for å kjøpe dem. De fleste elementene du finner på amazon, men noen av komponentene kjøpes best fra Mouser eller DigiKey.

• Loddejern og loddetinn
• Hot Lim
• Avbitertang
• Nåltang
• Smykker Wire
• 22AWG Electronics Wire
• 4700μf kondensator
• 2,2 kΩ motstand
• 2N3904 NPN -transistor
• 2N3906 PNP -transistor
• Små solceller
• Vibrasjonsmotor
• TC54 Spenningstrigger

Oppdatering: Det har blitt gjort oppmerksom på meg at spenningstriggeren som jeg koblet til ovenfor har blitt foreldet. Men ikke vær redd! Jeg har funnet det jeg tror er en passende erstatning i DS1233A Spenningstrigger. Dessverre er beina på denne komponenten forskjellige fra TC54, så du må huske på det gjennom hele prosjektet.

Venstre ben på TC54 ===> Midtben av DS1233A

Midtben av TC54 ===> Høyre ben på DS1233A

Høyre ben på TC54 ===> Venstre ben på DS1233A

Trinn 2: Forbered komponentene

Den første delen av Solar Bug Robot som vi skal bygge er "solmotoren". Dette er den delen av roboten som sjekker kondensatoren for å se om den er ladet nok. Når det er, tømmer den all den kraften til motoren for en kort bevegelse. For å bygge solmotoren først må vi forberede komponentene våre. Jeg tror at den enkleste måten for meg å vise deg dette er ved å referere til bildene ovenfor, men jeg vil også skrive ut instruksjoner for å fortelle hva jeg gjør.

MERK: For konsekvensens skyld når jeg refererer til "venstre" og "høyre" ben på komponentene snakker jeg om at de er orientert med den flate siden vendt mot meg og beina nedover (som vist på de fleste bildene.)

Bøy først det venstre benet på 2N3904 til venstre og ned og høyre ben til høyre og mot deg, og la det midterste benet peke rett ned. Nå vil 2N3906 og TC54 spenningsregulator bøyes på samme måte, med venstre og høyre ben bøyd utover og ned og midtbenet peker mot deg.

Trinn 3: Koble 2N3904 til 2N3906

På tide å trekke ut loddejernet og begynne å jobbe med å sette dette sammen. Plasser først 2N3904 ved siden av 2N3906, og lodd deretter det midterste benet på 2N3904 til høyre ben på 2N3906.

Ta deretter motstanden på 2,2 k og lodd den mellom høyre ben på 2N3904 og midtbenet på 2N3906. På dette tidspunktet kan du bruke wire cutters til å kutte overflødig bly fra motstanden.

Trinn 4: Fest spenningstriggeren

La oss nå kaste spenningsutløseren inn i blandingen. Lodd det venstre benet på spenningsutløseren til det midterste benet på 2N3904 og lodd det venstre benet på 2N3904 til det høyre benet på spenningsutløseren. På dette tidspunktet skal solmotoren din se ut som det første bildet ovenfor.

Klipp nå et stykke 22AWG -ledning som er omtrent en centimeter langt og lodd det mellom det midterste benet på spenningsutløseren og det venstre beinet på 2N3906. Nå er solmotoren din komplett!

Trinn 5: Fest solmotoren til kondensatoren

Merk: Nå som vi har fullført botens "hjerner", er det på tide å gi den et sted å lagre energien. I dette prosjektet bruker vi en elektrolytisk kondensator for å lagre strøm. Denne typen kondensatorer er det vi kaller polar, dette betyr at den bare fungerer i en retning. For å finne ut hvilken ledning som er, se etter en stripe trykt på siden av kondensatoren. Dette er den negative ledelsen, derfor er den andre positiv. Dette vil være viktig for dette trinnet.

Bruk en klatt varmt lim for å feste solmotoren til kondensatoren med det negative benet nærmest spenningsutløseren. Sørg for å plassere den et sted der bena på kondensatoren når.

Bøy nå det negative benet på kondensatoren tilbake og loddet til det høyre benet på spenningsutløseren. Bøy også kondensatorens positive ben på plass og lodd det til venstre ben på 2N3906.

Trinn 6: Fest motoren

La oss nå feste motoren! Først bestemme hvor du vil plassere motoren, bestemte jeg meg for å sette motoren ut som en stinger. Dette krever litt planlegging fordi ledningene på motoren min er litt korte. Jeg brukte de resterende bena som jeg klippet av motstanden for å forlenge motortrådene litt slik at det skulle nå baksiden av roboten min.

lodd en av motortrådene til høyre ben på 2N3904 og den andre ledningen til den positive enden av kondensatoren. det spiller ingen rolle hvilken ledning som går hvor. Når du snurrer ledningene vil du bare snu motorens rotasjonsretning.

Bruk deretter en klatt varmt lim for å feste motoren på plass. Pass på at motvekten er i stand til å rotere fritt eller at roboten ikke kan bevege seg.

Trinn 7: Solkraft

Vi er i hjemmestrekningen! Nå er det på tide å feste solcellepanelene. For det første, hvis det ikke er ledninger loddet til panelene nå, er det på tide å gjøre det. Jeg anbefaler å bruke to forskjellige farger på 22AWG -ledningen, slik at du enkelt kan identifisere de positive og negative benene på solcellepanelet.

Merk: I denne opplæringen bruker jeg to solcellepaneler, men hvis du bare har en som også fungerer. Jo flere paneler du har, desto raskere vil kondensatoren lades og jo mer vil motoren pulsere. Så hvis du vil at boten din skal flytte mer, legg til flere paneler.

Bruk loddejernet ditt for å koble den negative ledningen til solcellepanelet til det negative benet på kondensatoren. Gjør deretter det samme på den andre siden ved å koble den positive enden av panelet til det positive benet på kondensatoren.

Trinn 8: Få det til å se pent ut

På dette tidspunktet er Solar Bug-Bot nesten ferdig! Det siste trinnet nå er bare kosmetisk.

Klipp av to lengder på smykketråden som er omtrent tre til fire centimeter lang. Bruk noen nåletang for å bøye hver ende av begge trådbitene til små føtter. Bøy nå begge trådlengder til en "M" -form og lim dem fast til bunnen av boten din. Disse vil fungere som beina på roboten din.

Og med det er Solar Bug-Bot komplett! Alt du trenger å gjøre er å ta dem ut i solen og se dem gå!

Trinn 9: Hvordan fungerer det?

Når boten kommer inn i sollys, begynner solcellepanelene å lade kondensatoren. Når den lader, vil spenningen over kondensatoren øke til den til slutt overgår spenningen som utløser "tipping point". På dette tidspunktet vil spenningstriggeren sette spenning på basen til 2N3904. Nå fordi 2N3904 er en NPN -transistor, fungerer den som en bryter. Når en strøm tilføres basen, lar den strøm strømme fra den ene siden til den andre. Denne "bryteren" vil aktivere motoren. 2N3906, derimot, er en PNP -transistor. Dette betyr at det lar strøm strømme når basen er koblet til bakken. Når 2N3904 er utløst, tripper den 2N3906 og omgår spenningstriggeren fullstendig slik at all strøm kan strømme inn i motoren til kondensatoren er tom og klar til å fylles på nytt.