Magneticky motivovaný pták: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

O projektu

Projekt vám ukáže, jak vyrobit hračku, která představuje ptáka, který tweetuje, jak ho k tomu motivujete. Pták má specifický orgán smyslů nazývaný „rákosový spínač“; když se k tomuto prvku přiblíží magnet, kontakty se zavřou a elektronický obvod je pod napětím - poté zazní zvuky. K „motivaci“ptáka jsem použil malou magnetickou tyčinku z dětské hračky, mírně maskovanou jako mikrofon, přičemž jeho horní část byla vyrobena z polystyrénu; můžete si zvolit jakoukoli jinou formu motivace za předpokladu, že je do ní zahrnut magnet.

Zásoby

Komponenty potřebné pro obvod

Integrovaný obvod NE555 - 1 ks

Tranzistory 2N3904 - 4 ks

Potenciometry nebo trimry 100K - 2 ks

Rezistory:

10 tis. - 2 ks

2,2 tis. - 2 ks

1K - 3 ks

100 ohmů - 1 ks

Elektrolytické kondenzátory (napětí minimálně 10 V):

50 mikrofarad - 1 ks

4,7 mikrofarad - 1 ks

100 mikrofarad - 1 ks

Keramické kondenzátory (napětí 50 V):

0,1 mikrofaradu - 2 ks

0,01 mikrofarad - 1 ks

Malý reproduktor s cívkou 8 Ohm

Zásuvka pro integrovaný obvod

Konektor pro 9V baterii

9V baterie

Kousek perforované textolitové desky

Dráty

Nástroje potřebné ke stavbě obvodu

Pájecí pistole s pájkou

Nůžky na drát

Pinzeta

Přesný nůž

Materiály a nástroje potřebné ke stavbě ptačí figury

Záleží na tom, jak byste ptáka vyrobili. Nevylučuji, že by někdo dokázal vytisknout ptáka i kryt jeho elektronické části. Vyrobil jsem ptáka z pasty FIMO a pomocí prázdné krabičky na čaj vytvořil ohradu. Postup je popsán v částech Ptačí tělo a Příloha.

Krok 1: Elektronický obvod

Obvod se skládá ze dvou astabilních multivibrátorů. První z nich je postaven na IC NE 555 a produkuje impulsy s velmi nízkou frekvencí, která určuje interval mezi „tweetovými pakety“. Kmitočet lze měnit pomocí potenciometru R2.

Transformujme obecný vzorec (viz část Reference) pro pulzní frekvenci tohoto druhu multivibrátoru s přihlédnutím k potenciometru R2; například když je jeho posuvník ve střední poloze, pulzní frekvence je:

f = 1,44 / (60 KOhm + 2 * 60 KOhm) * 50 mikrofarad = 0,16 1 / s, což znamená, že na výstupu IC se každých 6,25 s objeví puls

Tento puls dorazí na základnu Q1 a otevře jej; druhý multivibrátor je tedy pod napětím.

Tento multivibrátor je postaven s tranzistory Q2 a Q3; bez C3 a R7 by to byl obyčejný astabilní multivibrátor (viz odkaz), jehož pulzní frekvence se vypočítá podle vzorce:

f = 1,38 / R*C

F = 1,38 / 2,2 KOhm * 0,1 mikrofarad = 3294 1 / s

Tato frekvence určuje výšku tweetu. Interval mezi tweety určuje potenciometr R7 a kondenzátor C3.

Předpokládejme, že C3 je zcela vybita, než se obvod nabije; kondenzátor se začne nabíjet přes R6, R8 a křižovatky základny a emitoru Q2 a Q3; proud protéká C3 a obvod funguje. Když je C3 plně nabitá, její horní deska je kladná a spodní deska je záporná; proto se Q2 a Q3 zavírají.

C3 se začne vybíjet potenciometrem R7; doba vybíjení se tedy může měnit. Jakmile se C3 vybije, začne se dobíjet, proud teče znovu, obvod funguje a vytváří „tweet“.

C3 se skládá ze dvou kondenzátorů: jednoho ze 4,7 a druhého ze 100 mikrofarad; Zkoušel jsem různé hodnoty C3, aby tón zněl víceméně jako skutečný ptačí tweet; můžete také hrát s hodnotou R7 a upravovat tóny.

Pulz z kolektoru Q3 přichází přes R10 na základnu Q4; druhý se otevře a v reproduktoru je slyšet puls. Zásuvka pro jazýčkový kontakt je instalována v řádku '+'; tato funkce v kombinaci s konektorem jazýčkového kontaktu (magnetický spínač, MSW) umožňuje v případě potřeby odpojit figurku ptáka od obvodu.

Obvod je sestaven na kusu perforovaného textolitu o rozměrech 35 x 70 mm.

Krok 2: Reed Contact

Kontakt se skládá z:

pruh mědi potažený textolitem 50 x 2 mm - to je základ kontaktu

pruh 50 x 1 mm ze 0,5 mm tenkého železného plechu - to je rákos, který se hromadí pod působením magnetického pole

kus 2 x 5 mm plastu - k upevnění rákosu na jeho základně a zajištění jejich vzájemné izolace; tento kus je lepený epoxidovou pryskyřicí

kus 2 x 5 mm železné desky o tloušťce 1 mm - pájený na konci rákosu ke zvýšení síly magnetické přitažlivosti; ve skutečnosti je většina této síly aplikována na tuto hmotnost, což zase činí rákosovou vrstvu

Citlivost rákosí závisí na jeho délce, šířce a tloušťce; tenčí rákos by zvýšil rozsah snímání, i když ostatní parametry (délka, šířka, hmotnost koncovky, magnetická síla) zůstanou nezměněny.

Kontakt je na výkresu obvodu označen jako MSW (magnetický spínač). Když se magnet přiblíží ke kontaktu, tento sepne a obvod se napájí.

Krok 3: Ptačí obrázek

Tento pták je inspirován nejen známým ptákem, ale také Monarchem (Hypothymis Azurea).

Figurka je vyrobena z modré pasty FIMO. Vyrobil jsem vzory pro křídla, aby byly stejně pravidelné, a nařezal jsem 1,5 mm tenký list pasty FIMO. Každá noha má rám vyrobený z pocínovaného měděného drátu o tloušťce 1 mm; tento rám nejenže zpevňuje nohy, ale také slouží k upevnění postavy na krytu skříně. Obrázky ukazují, jak vytvořit takový druh rámu.

Také jsem vytvořil vzor pro tělo, ale použil jsem ho spíše jako referenci, zatímco jsem udělal tělo „volnou rukou“.

Poté, co jsou všechny prvky figury sestaveny a postava vypadá podle vašich uměleckých konceptů, měla by být vytvrzena na 130 stupňů C (ne více !!!) během 30 minut; tuto operaci lze provést v domácí pekárně.

Poté, co je postava vyléčena, by měl být vytvořen kanál pro průchod drátů jazýčkového kontaktu; Tento kanál jsem vytvořil jako kombinaci dvou vyvrtaných otvorů o průměru 4 mm.

Abych protáhl dráty kanálem, minul jsem kousek tlusté rybářské šňůry, připevnil konec drátů k vlasci a protáhl je skrz. Poté jsem do kanálu nainstaloval jazýčkový kontakt a nalepil zobák ze silného papíru.

Krok 4: Příloha

Použil jsem prázdnou čajovou plechovku na výrobu krytu pro obvod. Kryt má dva otvory 1 mm pro ptačí nohy a 3 mm otvory pro dráty jazýčkového kontaktu. Na volné konce vodičů je nainstalován samčí konektor, který umožňuje v případě potřeby odpojit ptáka krytem od krytu. Rámy nohou jsou instalovány v otvorech 1 mm a připájeny ke krytu; figura je tedy držena na svém místě.

Na dno pouzdra je připájen držák baterie z kovové desky o tloušťce 0,5 mm.

Na dno skříně je nalepen kus lepenky ve tvaru segmentu, aby se izoloval obvod od skříně.

Reproduktor je instalován na kus lepenky připevněný jak ke dnu, tak ke stěnám skříně pomocí roztaveného lepicího pistolového plastu.

Šestnáct 2 mm otvorů je vyvrtáno do boku skříně podle vzoru, aby se otevřel zvuk; můžete svobodně vytvářet svůj vlastní vzor, ale je žádoucí, aby celková plocha otvorů byla víceméně stejná jako oblast výstupu zvuku reproduktoru.

Krok 5: Reference

Astable IC 555

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555…

Astabilní s tranzistory

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/ast…

RC nabíjení

www.electronics-tutorials.ws/rc/rc_1.html