Vytvořte robota na sluneční energii: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tito roboti mohou být malí a poněkud jednoduchí, ale díky snadné konstrukci, jedinečné lokomoci a svérázné osobnosti jsou skvělí jako první robotický projekt. V tomto projektu vytvoříme jednoduchého robota podobného broukovi, který bude ukládat světelnou energii, dokud nebude mít dostatek energie, aby se mohl pohybovat pomocí vibračního motoru. Tento jednoduchý projekt robotiky lze zvládnout za několik hodin a je to vynikající úvod do konceptů elektroniky a pájení.

Krok 1: Shromážděte své zásoby

Níže jsou uvedeny všechny zásoby potřebné pro tento projekt a také odkazy na jejich nákup. Většinu položek najdete na Amazonu, nicméně některé komponenty je nejlepší zakoupit u Mouser nebo DigiKey.

• Páječka a pájka
• Horké lepidlo
• Nůžky na drát
• Kleště na špičku jehly
• Šperkový drát
• Elektronický vodič 22AWG
• 4700μf kondenzátor
• Odpor 2,2 kΩ
• 2N3904 NPN tranzistor
• 2N3906 PNP tranzistor
• Malé solární články
• Vibrační motor
• Spouštěč napětí TC54

Aktualizace: Upozornilo mě, že napěťový spoušť, na který jsem odkazoval výše, je zastaralý. Ale nebojte se! Našel jsem to, co považuji za vhodnou náhradu v DS1233A Voltage Trigger. Nohy této komponenty se bohužel liší od TC54, takže na to budete muset během projektu pamatovat.

Levá noha TC54 ===> Střední noha DS1233A

Střední noha TC54 ===> Pravá noha DS1233A

Pravá noha TC54 ===> Levá noha DS1233A

Krok 2: Připravte si součásti

První část robota Solar Bug, kterou se chystáme zkonstruovat, je „solární motor“. Toto je část robota, která kontroluje kondenzátor, aby zjistil, zda je dostatečně nabitý. Když je, vypustí veškerou tuto energii do motoru na krátký pohyb. Abychom mohli nejprve postavit solární motor, budeme muset připravit naše komponenty. Věřím, že nejjednodušší způsob, jak vám to ukázat, je odkazovat na výše uvedené obrázky, ale také napíšu pokyny, abych vyprávěl, co dělám.

POZNÁMKA: Kvůli konzistenci, když odkazuji na „levé“a „pravé“nohy součástí, mluvím o tom, že jsou orientovány plochou stranou směrem ke mně a nohama směřujícím dolů (jak je znázorněno na většině obrázků.)

Nejprve ohněte levou nohu 2N3904 doleva a dolů a pravou nohu doprava a směrem k sobě, přičemž střední nohu směřujte rovně dolů. Nyní budou 2N3906 a regulátor napětí TC54 ohnuty stejným způsobem, přičemž levé a pravé nohy budou ohnuty směrem ven a dolů a prostřední noha směřuje k vám.

Krok 3: Připojte 2N3904 k 2N3906

Čas vytáhnout páječku a pustit se do práce a dát tuto věc dohromady. Nejprve umístěte 2N3904 vedle 2N3906 a poté pájte střední nohu 2N3904 k pravé noze 2N3906.

Dále vezměte odpor 2,2k a připájejte jej mezi pravou nohu 2N3904 a střední nohu 2N3906. V tomto okamžiku můžete pomocí nožů na drát odříznout přebytečný vodič z rezistoru.

Krok 4: Připojte spoušť napětí

Nyní vrhneme spoušť napětí do mixu. Pájejte levou nohu spouště napětí na střední nohu 2N3904 a pájte levou nohu 2N3904 na pravou nohu spouště napětí. V tomto okamžiku by váš solární motor měl vypadat jako na prvním obrázku výše.

Nyní ustřihněte kus drátu 22AWG dlouhý asi palec a připájejte jej mezi střední nohu spouště napětí a levou nohu 2N3906. Nyní je váš solární motor kompletní!

Krok 5: Připojte solární motor ke kondenzátoru

Poznámka: Nyní, když jsme dokončili „mozek“robota, je načase dát mu místo pro uložení energie. V tomto projektu budeme používat elektrolytický kondenzátor k ukládání elektřiny. Tento typ kondenzátoru nazýváme polární, což znamená, že funguje pouze v jednom směru. Chcete -li zjistit, který vodič je který, podívejte se na proužek vytištěný na boku kondenzátoru. Toto je negativní vedení, proto je druhý pozitivní. To bude v tomto kroku důležité.

Pomocí kapky horkého lepidla připevněte solární motor ke kondenzátoru zápornou nohou nejblíže spoušti napětí. Ujistěte se, že jste jej umístili někam, kde dosáhnou nohy kondenzátoru.

Nyní ohněte zápornou nohu kondenzátoru zpět a připájejte ji k pravé noze spouště napětí. Také ohněte kladnou nohu kondenzátoru na místo a připájejte ji k levé noze 2N3906.

Krok 6: Připojte motor

Nyní připojme motor! Nejprve se rozhodněte, kam chcete umístit motor, rozhodl jsem se dát motor vycházející zezadu jako žihadlo. To vyžaduje určité plánování, protože dráty na mém motoru jsou trochu krátké. Použil jsem zbylé nohy, které jsem odtrhl z rezistoru, aby se trochu prodloužily vodiče motoru, aby se dostaly do zadní části mého robota.

připájejte jeden z vodičů motoru k pravé noze 2N3904 a druhý vodič ke kladnému konci kondenzátoru. nezáleží na tom, kam který vodič vede, překlopením vodičů dojde pouze k převrácení směru otáčení motoru.

Dále použijte kapku horkého lepidla, abyste zajistili motor na místě. Ujistěte se, že se protizávaží může volně otáčet, jinak se váš robot nebude moci pohybovat.

Krok 7: Solární energie

Jsme v domácím úseku! Nyní je čas připojit solární panely. Za prvé, pokud nejsou k panelům připájeny dráty, je načase to udělat. Doporučuji použít dvě různé barvy drátu 22AWG, abyste mohli snadno identifikovat kladné a záporné nohy solárního panelu.

Poznámka: V tomto tutoriálu používám dva solární panely, ale pokud máte pouze jeden, bude fungovat také. Čím více panelů máte, tím rychleji se kondenzátor nabije a tím více bude motor pulzovat. Pokud tedy chcete, aby se váš robot pohyboval více, přidejte další panely.

Pomocí páječky připojte záporný vodič solárního panelu k záporné noze kondenzátoru. Poté proveďte totéž na druhé straně připojením kladného konce panelu ke kladnému ramenu kondenzátoru.

Krok 8: Nechte to vypadat hezky

V tomto okamžiku je váš Solar Bug-Bot téměř hotový! Poslední krok je nyní jen kosmetický.

Odřízněte dvě délky šperkařského drátu asi tři až čtyři palce dlouhé. Pomocí některých kleští na nos ohněte oba konce obou kusů drátu na malé nožičky. Nyní ohněte obě délky drátu do tvaru „M“a za horka je přilepte na spodní část robota. Budou fungovat jako nohy vašeho robota.

A tím je váš Solar Bug-Bot kompletní! Nyní je stačí jen vytáhnout na slunce a sledovat, jak jdou!

Krok 9: Jak to funguje?

Když robot vstoupí na sluneční světlo, solární panely začnou nabíjet kondenzátor. Jak se nabíjí, napětí na kondenzátoru se bude zvyšovat, dokud nakonec nepřekročí napětí, které spustí „bod zlomu“. V tomto okamžiku napěťová spoušť přivede napětí na základnu 2N3904. Vzhledem k tomu, že 2N3904 je NPN tranzistor, funguje jako spínač, a když je na základnu aplikován proud, umožňuje tok proudu z jedné strany na druhou. Tento „spínač“aktivuje motor. 2N3906 je naopak tranzistor PNP. To znamená, že umožňuje tok proudu, když je základna připojena k zemi. Když je 2N3904 vypnut, vypne se 2N3906 a zcela obejde spoušť napětí, takže veškerá elektřina může proudit do motoru, dokud není kondenzátor prázdný a připraven k doplnění.