Robotický pták: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Tento projekt vám ukáže, jak vyrobit robotického ptáka, který pije vodu.

Ptáka pracujícího můžete sledovat ve videu.

Oscilátor je vyroben z jednoduchého klopného obvodu, který se spustí, když se pták dotkne jednoho ze dvou kontaktů.

Zásoby

Budete potřebovat:

- souprava převodovky, - stejnosměrný motor (nepotřebujete motor s vysokým výkonem, nepoužívejte nízkoproudý motor, který nebude schopen otáčet velkou hmotu ptačího těla), - 2 mm nebo 1,5 mm drát, - 0,9 mm drát, - 9 V baterie k napájení relé nebo jiné baterie, pokud nemůžete najít 9 V relé. Obvod by měl fungovat minimálně 3 V nebo dokonce 2 V v závislosti na komponentách, které používáte. Pokud používáte napájecí zdroj 3 V, použijte relé, které zapne alespoň 2 volty, protože napětí baterie bude s vybíjením baterie časem klesat, - relé DPDT (dvojpólový dvojitý vrh) (relé 12 V může pracovat s 9 V), - dvě 1,5 V baterie nebo nastavitelný napájecí zdroj pro napájení stejnosměrného motoru. Dvě 1,5 V baterie umístěné v sérii poskytnou 3 V, což je typické napětí potřebné pro většinu malých stejnosměrných motorů. 3 V však není vhodný pro všechny motory. Použijte vhodné napětí, aby motor poskytl dostatek energie pro otáčení velké kovové tělesné hmotnosti ptáka. Při objednávce online nebo nákupu v obchodě zkontrolujte specifikace. Proto by mohl být dobrý nápad nastavitelný napájecí zdroj.

- dva univerzální PNP BJT (bipolární spojovací tranzistor) (2N2907A nebo BC327), nepoužívejte BC547 ani jiné levné nízkonapěťové tranzistory, - dva univerzální NPN BJT (2N2222 nebo BC337) nebo jeden univerzální NPN a jeden výkonový tranzistor BJT NPN (TIP41C), nepoužívejte BC557 ani jiné levné nízkonapěťové tranzistory, - dva tranzistory 2N2907A nebo BC337 (můžete použít TIP41C výkonový tranzistor pro pohon relé místo 2N2907A/BC337), - tři odpory 2,2 kohm, - čtyři 22 kohm odpory, - jeden 2,2 ohmový vysoce výkonný odpor (volitelně - můžete použít zkrat), - jedna dioda pro všeobecné použití (1N4002), - páječka (volitelně - můžete dráty kroutit dohromady), - dráty (mnoho barev).

Krok 1: Sestavte převodovku

Zvolte převodový poměr 344,2: 1, což je maximální výkon a nejnižší rychlost.

Můžete si koupit smontovanou převodovku nebo ji použít ze starého auta na dálkové ovládání. Pokud je rychlost příliš vysoká, můžete vždy snížit napájecí napětí motoru.

Krok 2: Vytvořte stojan pro ptáka

Stojan je vyroben převážně z tvrdého drátu 2 mm. Je 10 cm dlouhý, 10 cm široký a 16 cm vysoký.

Krok 3: Vytvořte tělo ptáka

Pták je vysoký 30 cm a je vyroben převážně z 2 mm tvrdého drátu.

Poté, co vyrobíte ptáka, připojíte jej k ozubeným kolům z 0,9 mm drátu.

Tělo ptáka se pokuste zmenšit na co nejmenší, ale ujistěte se, že se dotýká drátových svorek. Použití 1,5 mm kovového drátu namísto 2 mm kovového drátu sníží hmotnost těla ptáka a zvýší šance, že tato pohyblivá socha skutečně bude fungovat, protože malý stejnosměrný motor nemusí být schopen přesunout velkou hmotnost těla ptáka.

Krok 4: Připevněte ptáka ke stojanu

Připevněte ptáka ke stojanu drátem 0,9 mm.

Krok 5: Připojte elektronické terminály

Připojte přední a zadní terminál. Zadní terminál je vyroben z ohybu drátu 0,9 mm ve tvaru půlkruhu (podívejte se prosím pozorně na obrázek).

Poté připojte 2 mm vodič k dokončení k přednímu terminálu.

Krok 6: Vytvořte obvod

Obvod křičí je klopný obvod, který ovládá relé.

„Ptáčí fronta“je přední terminál.

„Stojan pro ptáky“je připojení zadního terminálu.

Zobrazený obvod zobrazuje dva napěťově ovládané spínače. Ve skutečnosti existují dva mechanické spínače (dva terminály, které jste připojili v předchozím kroku) a spínače řízené napětím byly zahrnuty pouze v obvodu, protože software PSpice neumožňuje mechanické součásti a pouze simuluje elektronické nebo elektrické obvody.

Odpor 2,2 ohmu nemusí být potřeba. Tento odpor se používá, pokud relé má vysokou indukčnost je zkrat na dlouhou dobu, dokud se nezapne. Mohlo by dojít ke spálení výkonového tranzistoru. Pokud nemáte napájecí tranzistor, umístěte několik tranzistorů NPN paralelně a připojte všechny tři svorky k sobě (připojte základnu k základně, kolektor ke kolektoru a emitor k emitoru). Tato metoda se používá k redundanci a ke snížení ztrátového výkonu přes každý tranzistor.

Chladič na tranzistoru není součástí dodávky. Protože je tranzistor nasycený, je ztrátový výkon velmi nízký. Ztrátový výkon však závisí na relé. Pokud relé spotřebovává vysoký proud, měl by být zahrnut chladič.

Modely rozptylu chladiče jsou uvedeny v simulaci obvodu. Můžete použít kterýkoli z těchto dvou. U obou modelů se pro modelové teploty používá analogie obvodu. Pokud není žádný chladicí ventilátor a není zapouzdřen, je odpovídající tepelný odpor nulový. Musíte předpokládat, že se zařízení může v krabici zahřát. Ztrátový výkon je proud, teplota je napěťový potenciál a odpor je tepelný odpor.

Takto vyberete odpor chladiče a odpor chladiče:

Ztráta výkonu = Vce (napětí emitoru kolektoru) * Ic (proud kolektoru)

Vce (napětí emitoru kolektoru) = 0,2 voltu (přibližně) během nasycení. Ic = (Napájení - 0,2 V) / Odpor relé (když je zapnuto)

Můžete připojit ampérmetr a zkontrolovat, kolik proudu relé spotřebovává, když je zapnuto.

Odpor chladiče + odpor skříně k chladiči = (maximální teplota tranzistorového spojení - maximální pokojová nebo okolní teplota) / ztrátový výkon (watty) - tepelný odpor přechodu k pouzdru

Maximální teploty přechodu tranzistoru a tepelné odpory spojení na pouzdro jsou uvedeny ve specifikacích tranzistoru.

Odolnost pouzdra vůči chladiči závisí na teplosměnné směsi, materiálu tepelné podložky a tlakové montáži.

Čím vyšší je tedy ztrátový výkon, tím nižší by měl být odpor chladiče. Větší chladiče budou mít nižší tepelný odpor.

Dobrou volbou je zvolit chladič s nízkou tepelnou odolností, pokud těmto vzorcům nerozumíte.

Krok 7: Připojte relé

Relé nemusí být relé vysokého proudu. Ve skutečnosti to musí být relé nízkého proudu. Mějte však na paměti, že motor bude odebírat vysoké proudy, pokud se zastaví kvůli mechanickým problémům, jako jsou problémy s převodovkou. To je důvod, proč jsem se rozhodl nepoužívat tranzistory k pohonu motoru. Existují však obvody H můstkového tranzistoru a obvody H můstkového odporu, které lze použít k pohonu motorů.

Krok 8: Připojte napájení

Projekt je nyní dokončen.

Ptáka můžete vidět pracovat na videu.