Trzepotanie robota Dragonfly BEAM ze zepsutej zabawki RC: 14 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Dawno temu miałem model RC dragonfly. Nigdy nie działał zbyt dobrze i niedługo potem go zepsułem, jednak zawsze była to jedna z moich największych fascynacji. Przez lata wygrzebałem większość części z ważki, aby wykonać inne projekty BEAM i takie zawsze zostawiałem skrzynię biegów nienaruszoną na dzień, w którym postanowiłem zrobić coś takiego.

Później mam nadzieję, że zrobię więcej obwodów o swobodnym kształcie, więc ten model był głównie dla mnie eksperymentem do ćwiczenia lutowania pręta mosiężnego.

Kieszonkowe dzieci

Materiały

Mały kikut

Mosiężny pręt i rurka (użyłem odmiany, jak wyjaśniono w kroku 1)

Zepsuta zabawka ważka RC

Elektronika

Tranzystor BC557 i BC547

Rezystor 2,2k

2 czerwone diody FLED

Panel słoneczny 6 V (Ponieważ używamy dwóch FLED-ów, jak dla naszego napięcia progowego, pełne wyjaśnienie w kroku 10, nasz panel słoneczny musi zapewniać > 4 V. W przypadku dwóch paneli tego samego rozmiaru, jednego 6 V i jednego 12 V, w tym samym świetle 6 V będzie zapewnić dwa razy więcej prądu niż panel 12 V. Dlatego zdecydowałem się na panel 6 V, aby obwód działał w nieco słabym oświetleniu, ale nadal zapewniał wystarczającą ilość prądu, aby nasza ważka mogła regularnie machać)

Drut miedziany emaliowany

Asortyment kondensatorów od 220-47uF

Jeden kondensator 4700uF

Krok 1: Podstawa rzeźby

Rozpoczynając rzeźbę od podstawy znalazłem odpowiedni fragment gałęzi i przyciąłem go na wymiar. Wywierciłem w drewnie otwór o średnicy 1,5 mm, aby włożyć mosiężny pręt 1/16 (~1,6 mm) z bardzo ciasnym pasowaniem. Musi być ciasny, ponieważ ten mosiężny pręt ostatecznie utrzyma całą rzeźbę ważki.

Aby ułatwić sobie życie, użyłem różnych miękkich i półtwardych prętów mosiężnych (wszystkie z metali K&S). Do elementów konstrukcyjnych, takich jak ta podpora lub głównie prostych elementów, takich jak mosiężne sekcje w skrzydłach, użyłem półtwardego mosiądzu, jednak do sekcji z wiele zagięć, takich jak ciało lub twarz, wybrałem miękki mosiądz.

Krok 2: Konstruowanie skrzydeł

Skrzydła zostały zbudowane z pręta mosiężnego 0,8 mm (i małego odcinka 2 mm mosiężnej rurki na każdym końcu skrzydła).

Zdjęcia opisują mój proces znacznie lepiej niż słowami, ale podstawową metodą było wydrukowanie planów w skali 1:1. Następnie kładłem mosiężny pręt na planach i wyginałem każdą sekcję, aż pasowała do rysunku. Następnie lutowałem każdą sekcję na miejscu, często podczas gdy mosiądz nadal leżał na rysunku. Mosiądz odprowadza więcej ciepła niż cienka noga komponentu, ale poza tym przypomina to lutowanie razem obwodu.

Ten projekt był głównie po prostu praktyką dla bardziej skomplikowanych i bardziej estetycznych obwodów o swobodnych kształtach niż robiłem, więc te skrzydła były dla mnie świetnym sposobem na ćwiczenie projektowania i swobodnego formowania czysto estetycznego "obwodu" z mosiądzu.

Po podgrzaniu mosiądzu do temperatury lutowania następuje prawie różowe utlenienie. Usunąłem to za pomocą mosiądzu i/lub szczoteczki do zębów i gorącej wody. Brasso działa o wiele lepiej, ale trudno jest dostać się do niektórych obszarów.

Krok 3: Konstruowanie głowy (1/2)

Projekt głowy, którego nie uwzględniłem w planach, po prostu z grubsza go naszkicowałem i zaprojektowałem po drodze. (Później okazało się, że to moja najmniej ulubiona część ważki, zastanawiam się, co to mówi o dobrym planowaniu.)

Głowica została wykonana z mieszanki 1/16 miękkiego mosiądzu i pręta mosiężnego 0,8 mm.

Głowę poskładano w podobny sposób jak skrzydła. Jedną wskazówką, z której zdałem sobie sprawę podczas tworzenia tych części, jest to, że trudno jest utrzymać części w miejscu i wykonać ładne połączenia lutowane, więc nie martwię się tak bardzo o czystość moich połączeń lutowanych, dopóki nie zabezpieczę części przynajmniej w w innej lokalizacji. Kiedy już miałem te szorstkie, zwykle zimne złącza lutownicze, które trzymały część na miejscu, mogłem wrócić do innych punktów mocowania tego elementu i trochę lepiej wyczyścić moje złącza. Prawie jak sczepianie.

Zostawiłem długi ogon wychodzący z głowy, który służyłby do przymocowania głowy do ciała, a także pełnił funkcję brzucha ważki.

Krok 4: Konstruowanie ciała (1/2)

Korpus wykonano z miękkiego mosiądzu 3/32, a tył z półtwardego mosiężnego pręta 1/16, który wsuwa się w rurkę 3/32 z tyłu. Zrobiłem to tak jak muszę kilka razy zdejmować i przelutowywać tył przy budowie żeby przetestować mechanizmy skrzydeł i takie i w ten sposób musiałbym przelutować tylko jedno złącze zamiast dwóch

Krok 5: Konstruowanie ciała (2/2)

Końcówki skrzydeł zostały wykonane z mosiężnych rurek (w tym przypadku 2 mm, co było trochę za duże jak na skrzydła 0,8 mm, ale po prostu je trochę zacisnąłem) z małymi odcinkami mosiężnej rury 3/32, aby zsunąć tył korpusu. To wszystko można było zrobić w imperialnych lub metrycznych, po prostu przypadkiem mam te rozmiary mosiądzu.

Wykonano cztery połączenia pojedyncze oraz dwa połączenia podwójne z dodatkowym otworem na czopy, który ułatwiłby faktyczne trzepotanie skrzydeł. Skończyło się na tym, że przetestowałem oryginalne, plastikowe złącza skrzydełkowe i zdałem sobie sprawę, że działają one zbyt dobrze, abym zawracał sobie głowę wymianą wszystkiego na mosiądz. Często nadmiernie komplikuję takie mechanizmy i wprowadzam zbyt duże tarcie, aby cokolwiek mogło działać, zwłaszcza przy niewielkiej ilości energii dostarczanej przez panel słoneczny.

Krok 6: Konstruowanie głowy (2/2)

Następnie umieściłem dwie czerwone migające diody LED (lub FLED) w głowie i połączyłem je szeregowo. Następnie wziąłem dwa odcinki drutu z emaliowanej miedzi i połączyłem je z pozostałymi nogami diod FLED.

(Na tym zdjęciu widać też resztki mnie próbującego na różne sposoby na trzepotanie skrzydłami)

Krok 7: Modyfikowanie mechanizmu zabawki ważki

Aby mechanizm zabawek pasował do naszego modelu, trzeba było trochę poprawić. Głównym celem tych modyfikacji było usunięcie wszystkich zbędnych elementów konstrukcyjnych oraz podniesienie zębatek i silnika tak, aby zajmowały jak najmniej miejsca (jak poprzednio zębatki i silnik cofnęły się w stosunku do skrzydeł i pozostawiły dużo niewykorzystanej przestrzeni, ponieważ widać na drugim zdjęciu).

Zacząłem od odcięcia nóg. Następnie wyjąłem kołek trzymający dwa elementy skrzydełkowe do ich podparcia, a następnie odciąłem podporę całkowicie wraz ze wszystkimi innymi podporami, tymi, które utrzymują silnik i przekładnie na miejscu, a także małą sekcję, której użyję do zabezpieczenia mechanizmu na ciele ważki.

Krok 8: Mocowanie mechanizmu zabawki Dragonfly do naszego robota BEAM

Wygiąłem pozostałą część wychodzącą z głowy ważki do pozycji wystarczająco szerokiej, by pomieścić silnik i przekładnie. Następnie wziąłem mosiężny pręt podtrzymujący, który wygięliśmy w kroku 1, z podstawy i przylutowałem go wzdłuż brzucha. Na zdjęciach widać to wsparcie wychodzące z przodu brzucha

Zdjąłem też tył, nakręciłem wszystkie elementy łącznika skrzydeł z tyłu i ponownie przylutowałem tył.

Na koniec użyłem rurek termokurczliwych, aby utrzymać odrobinę podparcia pozostawioną na mechanizmie zębatym do brzucha

Krok 9: Konstruowanie ogona

Ogon wykonano z dwóch długich odcinków miękkiego mosiądzu, do których równolegle przylutowałem szereg kondensatorów. Te kondensatory zostały dodane do ~2200uF, co wystarczyło, jednak dodałem kolejne 4700uF, jak wyjaśniam w kroku 13.

Krok 10: Klasyczny, oparty na technologii FLED obwód silnika słonecznego

Istnieje wiele samouczków na temat swobodnego kształtowania obwodu silnika słonecznego opartego na FLED, ale podzielę się moim ulubionym sposobem.

Jeśli nie wiesz, co robi silnik słoneczny, polecam przeczytanie tego

Nasz silnik słoneczny po prostu przechowuje energię z panelu słonecznego w kondensatorach, aż napięcie na kondensatorach osiągnie pewien próg, w którym zrzuca całą energię do silnika lub cewki lub czegokolwiek, co chcesz zasilać. Jest to przydatne, ponieważ oznacza, że nasza ważka będzie trzepotać, nawet gdy nie ma wystarczającej ilości światła, aby bezpośrednio uruchomić silnik.

Nasze napięcie progowe jest ustawiane przez 2 migające diody LED, które dla mnie dawały napięcie wyzwalania ~3,8V i użyłem rezystora 2,2k, co jest ogólnie zalecane dla standardowego obciążenia silnika. Jeśli masz panel słoneczny, który wyprowadza tylko 4 V w pełnym słońcu, przez większość dnia obwód nie osiągnie napięcia niezbędnego do odpalenia, dlatego możesz chcieć użyć innych rozwiązań, aby uzyskać bardziej odpowiednie napięcie progowe. Pojedynczy czerwony FLED powinien wytworzyć napięcie progowe ~2.4V, a zielony ~2.8V. Dodając diody sygnałowe szeregowo, można zwiększyć te napięcia progowe o 0,7V na diodę. Po prostu lubię używać 2 FLED-ów, ponieważ mogą być używane jako oczy, które subtelnie migają podczas ładowania.

Użyłem tranzystora BC547 i BC557, które mają konfiguracje CBE dla nóg, jeśli używasz innych typów tranzystorów, takich jak na przykład 2n222, mogą one mieć konfigurację EBC i będziesz musiał zbudować obwód w inny sposób (lub w ten sam sposób, ale z tranzystory z powrotem do tyłu zamiast z przodu do przodu)

Na pierwszym i drugim zdjęciu widać jedyne połączenia, które musimy wykonać między dwoma tranzystorami zgodnie z obwodem na stronie solarbotics. Pozostałe zdjęcia pokazują, jak wykonuję te połączenia. Przydatne jest tutaj użycie szpilki blu do trzymania małych elementów razem podczas lutowania.

Nie będę pokazywał dokładnie, jak swobodnie formować obwód, ponieważ błagam, abyście zrozumieli obwód i jak go połączyć, zamiast po prostu kopiować moje dokładne połączenia. W ten sposób zacząłem budować takie obwody i bardzo łatwo jest popełnić błąd i prawie niemożliwe jest rozwiązanie problemu, jeśli nie rozumiesz, dlaczego łączysz komponenty, w których jest to bardzo przygnębiające. Miejmy nadzieję, że trochę dodatkowych badań oszczędzi ci wiele bólu serca.

Krok 11: Łączenie wszystkiego w całość (1/2)

Następnie umieściłem mój silnik słoneczny u podstawy ogona, przylutowałem go na miejscu i przyciąłem wszystko na długość.

Następnie skręciłem przewody silnika i przewody FLED i przyciąłem je również na długość przed przylutowaniem do silnika słonecznego, jak pokazano.

Krok 12: Połączenie wszystkiego (2/2)

Dwa kolejne odcinki emaliowanego drutu miedzianego zostały przylutowane do panelu słonecznego, skręcone i przycięte na długość. Panel został przymocowany do pnia dwustronną taśmą piankową, a drut został skręcony do wspornika dla ważki i przylutowany do ogona/silnika słonecznego.

Krok 13: Dodawanie tajnego kondensatora (cii, nie mów nikomu)

Model działał dobrze, ponieważ był jednak w słabym świetle, impuls z kondensatorów ~2200uF wystarczył tylko do bardzo niewielkiego poruszenia skrzydeł, ponieważ zanim silnik pokonał bezwładność skrzydeł, wyczerpał się jego zasilacz. Stąd dodając kolejne 4700uF skrzydła są w stanie wykonać prawie całą klapę w każdym cyklu silnika słonecznego.

Ponieważ chciałem, aby model wyglądał tak, jak wyglądał, postanowiłem ukryć kondensator, wiercąc otwór w podstawie pod panelem słonecznym.

Krok 14: Końcowe myśli

Trzepotanie skrzydełek powoduje znaczne chybotanie i dzięki temu, że zgrzytam dnem kikuta, podstawa jest lekko wypukła. To wszystko sprawia, że model trochę się chybocze, więc w pewnym momencie będę musiał znaleźć jakieś gumowe nóżki.

Główna nagroda w programie Make it Move