Stwórz robota owadobójczego zasilanego energią słoneczną: 9 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Roboty te mogą być małe i nieco proste, ale ich łatwa konstrukcja, wyjątkowa lokomocja i dziwaczna osobowość sprawiają, że są świetne jako pierwszy projekt robotyki. W tym projekcie stworzymy prostego robota podobnego do robaka, który będzie magazynował energię świetlną, dopóki nie będzie miał wystarczającej mocy do poruszania się za pomocą silnika wibracyjnego. Ten prosty projekt robotyki można wykonać w kilka godzin i jest doskonałym wprowadzeniem do pojęć elektroniki i lutowania.

Krok 1: Odbierz swoje zapasy

Poniżej znajdują się wszystkie materiały potrzebne do tego projektu, a także linki do ich zakupu. Większość elementów można znaleźć na amazon, jednak niektóre komponenty najlepiej kupić od Mouser lub DigiKey.

• Lutownica i lutownica
• Gorący klej
• Nożyce do drutu
• Szczypce półokrągłe
• Drut jubilerski
• Przewód elektroniczny 22AWG
• Kondensator 4700 μf
• Rezystor 2,2kΩ
• Tranzystor 2N3904 NPN
• Tranzystor 2N3906 PNP
• Małe ogniwa słoneczne
• Silnik wibracyjny
• Wyzwalacz napięcia TC54

Aktualizacja: Zwrócono mi uwagę, że wyzwalacz napięcia, który połączyłem powyżej, stał się przestarzały. Ale nie bój się! Znalazłem to, co uważam za odpowiedni zamiennik w wyzwalaczu napięciowym DS1233A. Niestety nogi tego komponentu różnią się od TC54, więc będziesz musiał o tym pamiętać przez cały czas trwania projektu.

Lewa noga TC54 ===> Środkowa noga DS1233A

Środkowa noga TC54 ===> Prawa noga DS1233A

Prawa noga TC54 ===> Lewa noga DS1233A

Krok 2: Przygotuj swoje komponenty

Pierwszą częścią Solar Bug Robot, którą zamierzamy zbudować, jest „silnik słoneczny”. Jest to część robota, która sprawdza, czy kondensator jest wystarczająco naładowany. Kiedy tak jest, zrzuca całą tę moc do silnika na krótki zryw. Aby najpierw zbudować silnik słoneczny, będziemy musieli przygotować nasze komponenty. Uważam, że najłatwiej mi to pokazać, odwołując się do powyższych zdjęć, ale napiszę również instrukcje, aby opowiedzieć, co robię.

UWAGA: Ze względu na spójność, kiedy mam na myśli "lewe" i "prawe" nogi komponentów, mówię o ich orientacji płaską stroną skierowaną do mnie i nogami skierowanymi w dół (jak pokazano na większości zdjęć.)

Najpierw zegnij lewą nogę 2N3904 w lewo iw dół, a prawą w prawo i do siebie, pozostawiając środkową nogę skierowaną prosto w dół. Teraz 2N3906 i regulator napięcia TC54 będą zgięte w ten sam sposób, z lewą i prawą nogą zgiętą na zewnątrz i w dół, a środkowa noga skierowana w twoją stronę.

Krok 3: Podłącz 2N3904 do 2N3906

Czas wyciągnąć lutownicę i zabrać się do pracy, składając to razem. Najpierw umieść 2N3904 w sąsiedztwie 2N3906, a następnie przylutuj środkową odnogę 2N3904 do prawej odnogi 2N3906.

Następnie weź rezystor 2,2k i przylutuj go między prawą nogą 2N3904 a środkową nogą 2N3906. W tym momencie możesz użyć przecinaków do drutu, aby odciąć nadmiar przewodu z rezystora.

Krok 4: Podłącz wyzwalacz napięcia

Teraz wrzućmy do miksu wyzwalacz napięciowy. Przylutuj lewą odnogę wyzwalacza napięciowego do środkowej odnogi 2N3904 i przylutuj lewą odnogę 2N3904 do prawej odnogi wyzwalacza napięciowego. W tym momencie twój silnik słoneczny powinien wyglądać jak na pierwszym obrazku powyżej.

Teraz odetnij kawałek drutu 22AWG o długości około cala i przylutuj go między środkową nogą wyzwalacza napięcia a lewą nogą 2N3906. Teraz twój silnik słoneczny jest gotowy!

Krok 5: Podłącz silnik słoneczny do kondensatora

Uwaga: Teraz, gdy ukończyliśmy „mózg” bota, nadszedł czas, aby dać mu miejsce do przechowywania energii. W tym projekcie użyjemy kondensatora elektrolitycznego do przechowywania energii elektrycznej. Ten typ kondensatora jest tym, co nazywamy polarnym, co oznacza, że działa tylko w jednym kierunku. Aby dowiedzieć się, który przewód jest którym, poszukaj paska wydrukowanego z boku kondensatora. To jest negatywna przewaga, więc druga jest pozytywna. Będzie to ważne na tym etapie.

Użyj odrobiny gorącego kleju, aby przymocować silnik słoneczny do kondensatora z ujemną nogą najbliżej wyzwalacza napięcia. Pamiętaj, aby umieścić go w miejscu, do którego dotrą nogi kondensatora.

Teraz zagnij ujemną nogę kondensatora z powrotem i przylutuj ją do prawej nogi wyzwalacza napięciowego. Zagnij również dodatnią odnogę kondensatora i przylutuj ją do lewej odnogi 2N3906.

Krok 6: Podłącz silnik

Teraz podłączmy silnik! Najpierw zdecyduj, gdzie chcesz umieścić silnik, postanowiłem umieścić silnik z tyłu jak żądło. Wymaga to pewnego planowania, ponieważ przewody w moim silniku są trochę krótkie. Użyłem resztek nóg, które odciąłem od rezystora, aby nieco przedłużyć przewody silnika, aby dotarły do tyłu mojego robota.

przylutuj jeden z przewodów silnika do prawej nogi 2N3904, a drugi przewód do dodatniego końca kondensatora. nie ma znaczenia, który przewód idzie gdzie, odwrócenie przewodów po prostu zmieni kierunek obrotów silnika.

Następnie użyj odrobiny gorącego kleju, aby zabezpieczyć silnik na miejscu. Upewnij się, że przeciwwaga może się swobodnie obracać, w przeciwnym razie robot nie będzie mógł się poruszać.

Krok 7: Energia słoneczna

Jesteśmy w domu! Teraz czas na zamontowanie paneli słonecznych. Po pierwsze, jeśli nie ma przylutowanych przewodów do paneli, teraz jest na to pora. Zalecam użycie dwóch różnych kolorów drutu 22AWG, dzięki czemu można łatwo zidentyfikować dodatnie i ujemne odnogi panelu słonecznego.

Uwaga: w tym samouczku używam dwóch paneli słonecznych, jednak jeśli masz tylko jeden, który również będzie działał. Im więcej masz paneli, tym szybciej ładuje się kondensator i tym bardziej silnik będzie pulsował. Tak więc, jeśli chcesz, aby Twój bot poruszał się więcej, dodaj więcej paneli.

Użyj lutownicy, aby podłączyć ujemny przewód panelu słonecznego do ujemnej nogi kondensatora. Następnie zrób to samo po drugiej stronie, łącząc dodatni koniec panelu z dodatnią odnogą kondensatora.

Krok 8: Spraw, aby wyglądało ładnie

W tym momencie twój Solar Bug-Bot jest prawie gotowy! Ostatni krok jest teraz tylko kosmetyczny.

Odetnij dwa odcinki drutu jubilerskiego o długości około trzech do czterech cali. Użyj szczypiec z końcówkami igłowymi, aby zagiąć oba końce drutu w małe nóżki. Teraz wygnij oba odcinki drutu w kształt litery „M” i przyklej je na gorąco do spodu robota. Będą one działać jak nogi twojego robota.

I z tym twój Solar Bug-Bot jest kompletny! Teraz wszystko, co musisz zrobić, to wystawić je na słońce i patrzeć, jak odchodzą!

Krok 9: Jak to działa?

Gdy bot wejdzie w światło słoneczne, panele słoneczne zaczną ładować kondensator. W miarę ładowania napięcie na kondensatorze będzie wzrastać, aż w końcu przekroczy napięcie wyzwalające „punkt krytyczny”. W tym momencie wyzwalacz napięciowy przyłoży napięcie do podstawy 2N3904. Teraz, ponieważ 2N3904 jest tranzystorem NPN, działa jak przełącznik, kiedy prąd jest doprowadzany do bazy, umożliwia przepływ prądu z jednej strony na drugą. Ten „przełącznik” uruchomi silnik. Z drugiej strony 2N3906 to tranzystor PNP. Oznacza to, że umożliwia przepływ prądu, gdy podstawa jest podłączona do ziemi. Gdy 2N3904 zostanie wyzwolony, wyłącza 2N3906 i całkowicie omija wyzwalacz napięciowy, umożliwiając przepływ energii elektrycznej do silnika, dopóki kondensator nie będzie pusty i gotowy do uzupełnienia.