Supercapacitor Vibrobot: 20 kroků (s obrázky)

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

Pro tento projekt využijeme výhody superkapacitorů k napájení vibrobota. Jinými slovy, budeme používat kondenzátory 15F k napájení vibračních motorů k výrobě robotů, které se pohybují vibracemi. Základní model je vybaven vypínačem a nabíjecím portem, který umožňuje nabíjení mezi jednotlivými použitími. Pokročilejší verze také obsahuje malý solární článek, který ji nechá nabíjet sluncem, když není používán. Chcete -li se dozvědět více o kondenzátorech, podívejte se do třídy elektroniky. A pokud máte roboty na mozku, mám také třídu robotů!

Krok 1: Materiály

Pro projekt této lekce budete potřebovat:

(x1) 15k superkondenzátor (x1) odpor 100 ohmů (x1) vibrační motor (x1) deska s plošnými spoji (x1) spínač SPDT s průchozím otvorem (x1) sada 2pólových zástrček a konektorů JST-XHP (x1) 2vodičové napájení adaptér (x1) Nastavitelné napájení Volitelné: (x1) 4V solární panel (x1) 1N4001 dioda

(Všimněte si, že některé odkazy na této stránce jsou odkazy na pobočky. Tím se cena položky pro vás nezmění. Veškeré získané výnosy reinvestuji do vytváření nových projektů. Pokud byste chtěli nějaké návrhy pro alternativní dodavatele, dejte mi prosím vědět vědět.)

Krok 2: Okruh

Okruh vibrobotů je poměrně přímočarý. Existuje nabíjecí výkon, který má napájení a uzemnění. Uzemnění je připojeno ke kondenzátoru a motoru. Vstup napájení jde do spínače SPDT přes odpor omezující proud 100 ohmů. Přepínač SPFT přepíná kladné spojení kondenzátoru mezi nabíječkou a motorem. Tímto způsobem umožňuje kondenzátor buď nabíjet vstupním portem, nebo napájet motor.

Krok 3: Připojte kondenzátor

Začněme obvodovou desku pájením superkondenzátoru na místě. Všimněte si, že kondenzátor má na spodní straně kovovou desku připojenou k napájecímu kolíku. Musíte být obzvláště opatrní, abyste omylem nezkratovali napájení tím, že se spodní část kondenzátoru dotkne všech řad sběrnice na desce s obvody, které by mohly být připojeny k zemi. Abych tomu snadno zabránil, nainstaloval jsem svůj kondenzátor pod úhlem 45 stupňů, který se rozprostíral uprostřed desky. Toto uspořádání zajišťuje, že ke zkratu mezi výkonem a zemí pravděpodobně nedojde.

Krok 4: Nainstalujte zásuvku

Další věc, kterou je třeba nainstalovat, je zásuvka pro zásuvku. Umístěte to na stejnou stranu desky jako zemnící vodič kondenzátoru. Umístěte jej někam doprostřed tak, aby zářez pro jazýček zástrčky směřoval ven z desky. Všimněte si, že na desce pájení mám něco zaseknutého pod deskou. To má udržet součást na místě, zatímco ji pájím.

Krok 5: Přepněte

Nainstalujte vypínač na straně desky naproti zásuvce nabíječky.

Krok 6: Dráty

Odizolujte asi palec izolace z konce drátu s plným jádrem. Připojte neizolovaný vodič k jednomu ze svorek vibračního motoru. Tento postup opakujte pro druhý terminál.

Krok 7: Vodič v motoru

Umístěte motor na střed desky tak, aby jeho protizávaží viselo přes okraj. Vložte každý vodič motoru do jedné ze zdířek na příslušných stranách desky plošných spojů a připájejte je na místo.

Krok 8: Více kabeláže

Připojte černé zemnicí vodiče mezi 2kolíkovou zásuvku, zemnicí kolík na kondenzátoru a jeden z kolíků motoru. Je důležité, aby bylo spojení mezi uzemňovacím kolíkem na zásuvce a superkondenzátorem správné. Pokud byste to obrátili a nabili kondenzátor zpět, mohou se stát velmi špatné věci. Takže … dvakrát to zkontrolujte a ujistěte se, že to děláte správně. Po zasunutí zástrčky by měl být zemnicí kolík připojen ke kolíku se záporným označením na kondenzátoru. Jakmile jste si naprosto jisti, že máte správná uzemnění, pájte červený vodič mezi středový kolík na spínači a kladný kolík na kondenzátoru. Červený vodič připájejte také mezi jeden z vnějších kolíků spínače a motoru. Nakonec připájejte vodič kolem těla motoru. To by nemělo být k ničemu elektricky připojeno. Prostě drží motor na místě.

Krok 9: Nabíjecí odpor

Mezi napěťovým kolíkem na napájecí zásuvce a nepoužitým kolíkem na spínači připájejte rezistor 100 ohmů. Tento odpor slouží k nabíjení. Pokud bychom nepoužili odpor, superkondenzátor se pokusí z nabíječky odebírat tolik proudu, kolik jen může. Tento náhlý nárůst bude v zásadě jako krátký vodič a případně jej poškodí, nebo pokud má ochranné obvody, nedělejte vůbec nic. Rezistor, který používáme, byl vypočítán pomocí Ohmova zákona. Pro jistotu jsem tuto hodnotu mírně zvýšil, protože rezistory nejsou dokonalé a není na škodu mít trochu víc. Všechno, co bylo řečeno, konkrétní superkondenzátor, který se zde používá, má relativně vysoký vnitřní odpor. To znamená, že neodebírá energii z náboje tak rychle jako normální superkondenzátor. Ve skutečnosti to trvá výjimečně dlouho (přibližně hodinu oproti 10 sekundám). Odpor, který používáme, nemusí být nutný a ve skutečnosti může trochu zpomalit dobu nabíjení. Přesto jsem zahrnul odpor pro případ, že by se někdo rozhodl použít jiný superkondenzátor. Možná si říkáte, proč jsem se rozhodl použít tento, když se nabíjí tak pomalu. Má kapacitu 15F a je to zlomek velikosti běžných superkondenzátorů. V zásadě má tato malá čepička 3krát větší výkon než superkondenzátor, který je 5krát větší. Nabíjení může chvíli trvat, ale může běžet relativně dlouho.

Krok 10: Odstřihněte dráty

Odřízněte čtyři 4 “dráty z pevného jádra, které budou použity jako nohy robota.

Krok 11: Připevněte nohy

Pájením obou konců každého drátu do rohů desky plošných spojů vytvořte čtyři smyčky drátu. Ty by neměly být elektricky připojeny k žádným skutečným součástem na desce s obvody.

Krok 12: Vytvarujte nohy

Všechny čtyři dráty vytvarujte do nohou, jak uznáte za vhodné. Každému jsem dal malé smyčkové nožičky, ale možná existuje jiný design, který by mohl fungovat lépe. Nebojte se experimentovat s formou a estetikou. Neexistuje žádná správná odpověď.

Krok 13: Určení polarity

K nabíjení vibrobota použijeme konvertor střídavého proudu na stejnosměrné bradavice. Abychom to mohli udělat, musíme nejprve určit polaritu zástrčky připojené ke stěnové bradavici, abychom určili, který konec je kladný a který uzemněný. Zapojte 2vodičový adaptér do zásuvky na konci kabelu. Pomocí nastavení napětí na multimetru změřte napětí přicházející z adaptéru. Pokud vidíte kladné napětí, pak je vodič připojený k červené sondě kladný a vodič připojený k černé sondě je uzemněn. Označte tyto vodiče, abyste je rozeznali, pokud již nejsou označeny.

Krok 14: Konektor

Na konec každého vodiče 2vodičového napájecího adaptéru připájejte kovové zásuvky 2kolíkového konektoru. Poznamenejte si zarovnání na zástrčce. Pokud zarovnávací jazýček směřuje k vám a konektor směřuje nahoru, uzemnění by mělo být vlevo a napájení by mělo být vpravo. Stiskněte kovové úchytky na konci každého kolíku a poté obě zasuňte do správné zásuvky zástrčky pevným stlačením. Pokud si nejste jisti, můžete zapojit napájecí adaptér a změřit multimetrem, abyste se ujistili, že máte to správně.

Krok 15: Nabijte jej

Chcete -li jej nabít, ujistěte se, že je spínač v nabíjecí poloze (tj. Motor neběží), a zapojte nástěnnou bradavici do zásuvky. Můžete jej nechat zapojený v nabíječce tak dlouho, jak chcete. Kondenzátor přestane odebírat energii, jakmile je nabitý, a bude v pořádku. Kondenzátory nejsou jako baterie, jejichž skladovatelnost se sníží, pokud je necháte nabíjet příliš dlouho bez ochranných obvodů.

Krok 16: Solární

Pokud chcete svého robota vyřadit ze sítě, můžete přidat malý solární panel pro nabíjení kondenzátoru, když se motor nepoužívá. Toto přidání je volitelné.

Krok 17: Rozšíření obvodu

Aby byl tento obvod napájen solárně, musíme přidat dvě další součásti, solární panel a diodu. Solární panel by měl být dimenzován na nižší napětí než kondenzátor a měl by být umístěn paralelně s kondenzátorem. Protože je náš kondenzátor dimenzován na 5,6 V, použití solárního panelu 4 V by mělo být pro jeho nabíjení bezpečné. Budeme také muset přidat diodu do obvodu mezi kladný vodič na solárním panelu a kondenzátor. Zatím si příliš nedělejte starosti s tím, co jsou diody. V další lekci budou diskutovány mnohem dále. Pro teď, jen musíte vědět, že vše, co dioda dělá, je zabránění proudění elektřiny z kondenzátoru zpět solárním panelem, když na něj nedopadá žádné sluneční světlo.

Krok 18: Přidání diody

Jednoduše připojte konec diody s proužkem ke kolíku na spínači, kde je připojen odpor 100 ohmů. Připojte druhý diodový kolík k jakékoli nepoužité pájecí podložce na desce.

Krok 19: Zapojení solárního panelu

Připojte červený vodič plného jádra ke kladnému pólu solárního panelu a černý vodič k zápornému pólu. Důvod, proč nahrazujeme stávající vodič vodiči s plným jádrem, je ten, že tyto nové tužší vodiče udrží solární panel na místě svisle nad povrch desky.

Krok 20: Připojte solární panel

Připojte dohromady červený vodič ze solárního panelu k nepoužitému kolíku na diodě. Připojte černý vodič ze solárního panelu k jakémukoli jinému uzemnění na desce. Váš robot je nyní napájen obnovitelnou energií. Nyní je čas robota zapnout a vypustit.

Přišlo vám to užitečné, zábavné nebo zábavné? Sledujte @madeineuphoria a podívejte se na mé nejnovější projekty.