Superkapasitor Vibrobot: 20 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

For dette prosjektet skal vi dra fordel av superkondensatorer for å drive en vibrobot. Med andre ord kommer vi til å bruke 15F kondensatorer til å drive vibrerende motorer for å lage roboter som beveger seg gjennom vibrasjoner. Grunnmodellen har en av/på -bryter og en ladeport for å lade den opp mellom bruk. Den mer avanserte versjonen inneholder også en liten solcelle for å la den lades av solen når den ikke brukes. For å lære mer om kondensatorer, sjekk ut elektronikklassen. Og skulle du ha roboter på hjernen, har jeg også en Robot -klasse!

Trinn 1: Materialer

For denne leksjonens prosjekt trenger du:

(x1) 15F superkondensator (x1) 100 ohm motstand (x1) Vibrasjonsmotor (x1) Kretskort (x1) SPDT gjennomgående hullbryter (x1) JST-XHP 2-pinners han- og hunnkontakt sett (x1) 2-leder strøm adapter (x1) Justerbar spenningsforsyning Valgfritt: (x1) 4V solcellepanel (x1) 1N4001 diode

(Vær oppmerksom på at noen av koblingene på denne siden er tilknyttede lenker. Dette endrer ikke kostnaden for varen for deg. Jeg reinvesterer inntektene jeg mottar til å lage nye prosjekter. Hvis du ønsker forslag til alternative leverandører, kan du la meg vet.)

Trinn 2: Kretsen

Vibrobot-kretsen er ganske rett frem. Det er ladekraften som har en strøm- og jordforbindelse. Jord blir koblet til kondensatoren og motoren. Strøminngangen går til en SPDT -bryter gjennom en 100 ohm strømbegrensende motstand. SPFT -bryteren bytter kondensatorens positive forbindelse mellom laderen og motoren. På denne måten tillater det at kondensatoren enten lades av inngangsporten eller driver motoren.

Trinn 3: Fest kondensatoren

La oss starte kretskortet ved å lodde superkondensatoren på plass. Legg merke til at kondensatoren har en metallplate på bunnen koblet til strømnålen. Du må være spesielt forsiktig så du ikke ved et uhell kortslutter strømmen ved at bunnen av kondensatoren berører noen bussrader på kretskortet som kan kobles til jord. For å enkelt forhindre dette installerte jeg kondensatoren i en 45 graders vinkel som strekker seg midt på brettet. Denne ordningen sikrer at en kort mellom strøm og jord som dette sannsynligvis ikke vil skje.

Trinn 4: Installer kontakten

Den neste tingen å installere er hunkontakten for strømkontakten. Plasser dette på samme side av brettet som kondensatorens jordledning. Plasser den et sted i midten med innrykket for pluggfliken vendt utover fra brettet. Vær oppmerksom på at jeg har noe som sitter fast under brettet i loddebildet. Dette er for å holde komponenten på plass mens jeg lodder den.

Trinn 5: Bytt

Installer av/på -bryteren på siden av brettet motsatt laderen.

Trinn 6: Ledninger

Fjern omtrent en tomme isolasjon fra enden av solid kjernetråd. Fest den uisolerte ledningen til en av terminalene på den vibrerende motoren. Gjenta denne prosessen for den andre terminalen.

Trinn 7: Ledning i motoren

Plasser motoren sentrert på kanten av brettet slik at motvekten henger over kanten. Før hver motortråd gjennom en av stikkontaktene på hver sin side av kretskortet, og lodd dem på plass.

Trinn 8: Flere ledninger

Fest sorte jordledninger mellom den 2-pinners hunkontakten, jordpinnen på kondensatoren og en av motorpinnene. Det er kritisk å få forbindelsen mellom jordingsstiftet på kontakten og superkondensatoren korrekt. Hvis du skulle snu den og lade kondensatoren bakover, kan det skje veldig dårlige ting. Så … dobbeltsjekk dette og sørg for at du får det riktig. Når støpselet er satt inn, skal jordpinnen kobles til pinnen med den negative merkingen på kondensatoren. Når du er helt sikker på at du har jordforbindelsene riktig, loddes en rød ledning mellom senterpinnen på bryteren og den positive pinnen på kondensatoren. Lodd også en rød ledning mellom en av de ytre pinnene på bryteren og motoren. Til slutt loddes en ledning rundt motorens kropp. Dette bør ikke være elektrisk koblet til noe. Det holder motoren på plass.

Trinn 9: Lademotstand

Lodd en 100 ohm motstand mellom spenningspinnen på stikkontakten og den ubrukte pinnen på bryteren. Denne motstanden brukes til lading. Hvis vi ikke brukte motstanden, vil superkondensatoren prøve å trekke så mye strøm som mulig fra laderen. Denne plutselige bølgen vil i hovedsak være som en kort ledning og muligens enten skade den, eller hvis den har beskyttelseskretser, gjør ingenting i det hele tatt. Motstanden vi bruker ble beregnet ved hjelp av Ohms lov. For å være på den sikre siden, økte jeg verdien litt siden motstander ikke er perfekte, og det kan ikke skade å ha litt mer. Alt dette sagt, den spesielle superkondensatoren som brukes her har en relativt høy indre motstand. Dette betyr at den ikke henter strøm fra en ladning så raskt som en vanlig superkapasitor. Faktisk tar det usedvanlig lang tid å lade (omtrent en time i motsetning til 10 sekunder). Motstanden vi bruker er kanskje ikke nødvendig, og kan faktisk bremse ladetiden litt. Likevel har jeg tatt med motstanden i tilfelle noen bestemmer seg for å bruke en annen superkondensator. Du lurer kanskje på hvorfor jeg har valgt å bruke denne hvis den lades så sakte. Vel, den holder 15F kraft, og er en brøkdel på størrelse med vanlige superkapasitorer. I utgangspunktet holder denne lille hetten 3 ganger mer strøm enn en superkondensator som er 5 ganger større. Det kan ta en stund å lade, men det kan kjøre i relativt lang tid.

Trinn 10: Klipp ledninger

Klipp fire 4 solide kjernetråder som skal brukes som robotens ben.

Trinn 11: Fest bena

Lodd begge ender av hver ledning inn i hjørnene på kretskortet for å lage fire trådløkker. Disse skal ikke være elektrisk koblet til noen faktiske komponenter på kretskortet.

Trinn 12: Form bena

Form alle fire ledninger til ben som du finner passende. Jeg ga hver enkelt sløyfeføtter, men kanskje det er et annet design som kan fungere bedre. Eksperimenter gjerne med form og estetikk. Det er ikke noe sant riktig svar.

Trinn 13: Bestem polariteten

Vi skal bruke en "veggvort" AC til DC -omformer for å lade vibroboten. For å gjøre dette må vi først bestemme polariteten til pluggen som er koblet til veggvorten for å bestemme hvilken ende som er positiv og hvilken som er slipt. Koble 2-leder-adapteren til kontakten i enden av kabelen. Bruk spenningsinnstillingen på multimeteret for å måle spenningen som kommer fra adapteren. Hvis du ser en positiv spenning, er ledningen som er koblet til den røde sonden positiv, og ledningen som er koblet til den sorte sonden er jordet. Merk disse ledningene for å skille dem fra hverandre hvis de ikke allerede er merket.

Trinn 14: Kobling

Lodd metallkontaktene for den 2-pinners hunkontakten på enden av hver ledning på 2-leder strømadapteren. Legg merke til justeringsfanen på pluggen. Hvis justeringsfanen vender mot deg og kontakten peker opp, skal bakken være til venstre og strømmen til høyre. Komprimer metalltappene på enden av hver pinne og sett dem deretter inn i den riktige kontakten på pluggen ved å trykke dem godt fast. Hvis du ikke er sikker, kan du koble til strømadapteren og måle med multimeteret for å sikre at du har det riktig.

Trinn 15: Lad det opp

For å lade den opp, må du kontrollere at bryteren er i ladeposisjon (dvs. at motoren ikke går) og koble veggvorten til stikkontakten. Du kan la den være koblet til laderen så lenge du vil. Kondensatoren slutter å trekke strøm når den er ladet og det går bra. Kondensatorer er ikke som batterier hvis holdbarheten reduseres hvis du lar dem lade for lenge uten beskyttelseskretser.

Trinn 16: Solar

Hvis du vil ta roboten din fra nettet, kan du legge til et lite solcellepanel for å lade opp kondensatoren når motoren ikke er i bruk. Dette tillegget er valgfritt.

Trinn 17: Utvid kretsen

For å gjøre denne kretsen solcelledrevet, må vi legge til ytterligere to komponenter, et solcellepanel og en diode. Siden vår kondensator er vurdert til 5,6V, bør bruk av et 4V solcellepanel være trygt for lading. Vi må også legge til en diode i kretsen mellom den positive ledningen på solcellepanelet og kondensatoren. Ikke bekymre deg for mye om hva dioder er. De vil bli diskutert mye mer i en fremtidig leksjon. For nå, du trenger bare å vite at alt dioden gjør er å forhindre at strøm fra kondensatoren strømmer bakover gjennom solcellepanelet når det ikke er noe sollys som treffer det.

Trinn 18: Legge til en diode

Bare koble enden av dioden med stripen til pinnen på bryteren der 100 ohm motstanden er tilkoblet. Koble den andre diodestiften til en ubrukt loddepute på brettet.

Trinn 19: Kabling av solcellepanelet

Fest en rød solid kjernetråd til den positive terminalen på solcellepanelet og en svart ledning til den negative. Grunnen til at vi erstatter den eksisterende ledningen med solid kjerne ledninger er fordi disse nye stivere ledningene vil holde solcellepanelet på plass oppreist over overflaten på brettet.

Trinn 20: Koble til solcellepanelet

Koble den røde ledningen fra solcellepanelet til den ubrukte pinnen på dioden. Koble den svarte ledningen fra solcellepanelet til en av de andre jordforbindelsene på kortet. Roboten din drives nå av fornybar energi. Nå er det på tide å slå på roboten og slippe den løs.

Synes du dette var nyttig, morsomt eller underholdende? Følg @madeineuphoria for å se mine siste prosjekter.