Superkondensator Vibrobot: 20 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

W tym projekcie zamierzamy wykorzystać superkondensatory do zasilania wibrobota. Innymi słowy, zamierzamy użyć kondensatorów 15F do zasilania silników wibracyjnych, aby stworzyć roboty poruszające się poprzez wibracje. Podstawowy model posiada włącznik/wyłącznik oraz port ładowania, który umożliwia ładowanie pomiędzy użyciami. Bardziej zaawansowana wersja zawiera również małe ogniwo słoneczne, które pozwala na ładowanie przez słońce, gdy nie jest używane. Aby dowiedzieć się więcej o kondensatorach, sprawdź klasę elektroniki. A jeśli masz roboty w mózgu, mam też klasę robotów!

Krok 1: Materiały

Do projektu tej lekcji będziesz potrzebować:

(x1) Superkondensator 15F (x1) Rezystor 100 omów (x1) Silnik wibracyjny (x1) Płytka drukowana (x1) Przełącznik przewlekany SPDT (x1) Zestaw 2-stykowych złączy męskich i żeńskich JST-XHP (x1) Zasilanie 2-przewodowe adapter (x1) Regulowane napięcie zasilania Opcjonalnie: (x1) Panel słoneczny 4V (x1) Dioda 1N4001

(Zauważ, że niektóre z linków na tej stronie są linkami partnerskimi. Nie zmienia to kosztu produktu dla Ciebie. Wszelkie dochody, które otrzymuję, inwestuję ponownie w tworzenie nowych projektów. Jeśli potrzebujesz sugestii dotyczących alternatywnych dostawców, proszę o kontakt wiedzieć.)

Krok 2: Obwód

Obwód wibrobota jest dość prosty. Istnieje moc ładowania, która ma połączenie zasilania i uziemienia. Uziemienie jest podłączane do kondensatora i silnika. Wejście zasilania przechodzi do przełącznika SPDT przez rezystor ograniczający prąd 100 omów. Przełącznik SPFT przełącza dodatnie połączenie kondensatora między ładowarką a silnikiem. W ten sposób umożliwia to ładowanie kondensatora przez port wejściowy lub zasilanie silnika.

Krok 3: Podłącz kondensator

Zacznijmy płytkę drukowaną od przylutowania superkondensatora na miejscu. Zauważ, że kondensator ma metalową płytkę na spodzie połączoną z pinem zasilania. Należy szczególnie uważać, aby przypadkowo nie zwierać zasilania, gdy dolna część kondensatora dotyka jakichkolwiek rzędów magistrali na płytce drukowanej, które mogą być podłączone do masy. Aby temu łatwo zapobiec, zainstalowałem kondensator pod kątem 45 stopni między środkiem tablicy. Taki układ zapewnia, że zwarcie między zasilaniem a masą prawdopodobnie się nie wydarzy.

Krok 4: Zainstaluj gniazdo

Następną rzeczą do zainstalowania jest żeńskie gniazdo do wtyczki zasilania. Umieść go po tej samej stronie płytki, co przewód uziemiający kondensatora. Umieść go gdzieś pośrodku z wcięciem na wypustkę wtyczki skierowanym na zewnątrz od płytki. Zauważ, że mam coś zaciętego pod płytką na zdjęciu lutowania. Ma to na celu utrzymanie elementu na miejscu podczas lutowania.

Krok 5: Przełącznik

Zainstalować włącznik/wyłącznik z boku tablicy naprzeciwko gniazda ładowarki.

Krok 6: Przewody

Zdjąć około cala izolacji z końca drutu litego. Podłącz nieizolowany przewód do jednego z zacisków na silniku wibracyjnym. Powtórz ten proces dla drugiego terminala.

Krok 7: Przewód w silniku

Umieść silnik wyśrodkowany na krawędzi deski tak, aby jego przeciwwaga zwisała nad krawędzią. Włóż każdy przewód silnika przez jedno z gniazd po odpowiednich stronach płytki drukowanej i przylutuj je na miejscu.

Krok 8: Więcej okablowania

Podłącz czarne przewody uziemiające między 2-stykowym gniazdem żeńskim, stykiem uziemienia kondensatora i jednym ze styków silnika. Bardzo ważne jest, aby połączenie między kołkiem uziemiającym w gnieździe a superkondensatorem było prawidłowe. Jeśli odwrócisz to i naładujesz kondensator wstecz, mogą się zdarzyć bardzo złe rzeczy. Więc… sprawdź to dwukrotnie i upewnij się, że otrzymujesz to poprawnie. Po włożeniu wtyczki szpilka uziemiająca powinna być podłączona do bolca z ujemnym oznaczeniem na kondensatorze. Gdy jesteś absolutnie pewien, że masz prawidłowe połączenia z masą, przylutuj czerwony przewód między środkowym stykiem przełącznika a dodatnim stykiem kondensatora. Przylutuj również czerwony przewód między jednym z zewnętrznych styków przełącznika a silnikiem. Na koniec przylutuj przewód wokół korpusu silnika. To nie powinno być podłączone do niczego. Po prostu utrzymuje silnik na miejscu.

Krok 9: Rezystor ładowania

Wlutuj rezystor 100 omów między pin napięcia na gnieździe zasilania a nieużywany pin na przełączniku. Rezystor ten służy do ładowania. Jeśli nie użyliśmy rezystora, superkondensator spróbuje pobrać jak najwięcej prądu z ładowarki. Ten nagły wzrost będzie zasadniczo przypominał krótki przewód i prawdopodobnie albo go uszkodzi, albo jeśli ma obwody zabezpieczające, nie rób nic. Rezystor, którego używamy, został obliczony z prawa Ohma. Na wszelki wypadek podniosłem nieco wartość, ponieważ rezystory nie są idealne i nie zaszkodzi mieć trochę więcej. Wszystko to powiedziawszy, konkretny superkondensator, który jest tutaj używany, ma stosunkowo wysoką rezystancję wewnętrzną. Oznacza to, że nie pobiera energii z ładowania tak szybko, jak normalny superkondensator. W rzeczywistości ładowanie trwa wyjątkowo długo (około godziny zamiast 10 sekund). Rezystor, którego używamy, może nie być potrzebny i może nieco spowolnić czas ładowania. Niemniej jednak dołączyłem rezystor na wypadek, gdyby ktoś zdecydował się użyć innego superkondensatora. Możesz się zastanawiać, dlaczego wybrałem ten, skoro ładuje się tak wolno. Cóż, ma 15F mocy i jest ułamkiem wielkości normalnych superkondensatorów. Zasadniczo ta mała nasadka ma 3 razy więcej mocy niż superkondensator, który jest 5 razy większy. Ładowanie może zająć trochę czasu, ale może działać przez stosunkowo długi czas.

Krok 10: Przetnij przewody

Przetnij cztery 4-calowe druty, które będą używane jako nogi robota.

Krok 11: Przymocuj nogi

Przylutuj oba końce każdego przewodu do rogów płytki drukowanej, aby utworzyć cztery pętle przewodów. Nie powinny być one połączone elektrycznie z żadnymi rzeczywistymi komponentami na płytce drukowanej.

Krok 12: Kształtuj nogi

Ułóż wszystkie cztery druty w nogi według własnego uznania. Dałem każdemu małe pętle nóżek, ale być może jest inny projekt, który może działać lepiej. Zapraszam do eksperymentowania z formą i estetyką. Nie ma prawdziwej właściwej odpowiedzi.

Krok 13: Określ polaryzację

Do ładowania wibrobota użyjemy „ściennego” konwertera AC na DC. Aby to zrobić, musimy najpierw określić biegunowość wtyczki podłączonej do brodawki ściennej, aby określić, który koniec jest dodatni, a który uziemiony. Podłącz adapter 2-przewodowy do gniazda na końcu kabla. Użyj ustawienia napięcia na multimetrze, aby zmierzyć napięcie wychodzące z adaptera. Jeśli widzisz napięcie dodatnie, oznacza to, że przewód podłączony do czerwonej sondy jest dodatni, a przewód podłączony do czarnej sondy jest uziemiony. Oznacz te przewody, aby je odróżnić, jeśli nie są już oznaczone.

Krok 14: Złącze

Przylutuj metalowe gniazda 2-stykowego złącza żeńskiego na końcu każdego przewodu zasilacza 2-przewodowego. Zanotuj wypustkę wyrównującą na wtyczce. Jeśli zakładka wyrównująca jest skierowana w Twoją stronę, a złącze jest skierowane w górę, uziemienie powinno znajdować się po lewej stronie, a zasilanie po prawej. Ściśnij metalowe wypustki na końcu każdego styku, a następnie włóż oba do odpowiedniego gniazda wtyczki, mocno je dociskając. Jeśli nie masz pewności, możesz podłączyć zasilacz i zmierzyć multimetrem, aby upewnić się, że masz to dobrze.

Krok 15: Naładuj go

Aby go naładować, upewnij się, że przełącznik jest w pozycji ładowania (tzn. Silnik nie pracuje) i podłącz brodawkę ścienną do gniazdka. Możesz pozostawić go podłączony do ładowarki tak długo, jak chcesz. Kondensator przestanie pobierać energię po naładowaniu i będzie dobrze. Kondensatory nie są jak baterie, których okres trwałości ulega skróceniu, jeśli ładujesz je zbyt długo bez obwodów ochronnych.

Krok 16: Solar

Jeśli chcesz zdjąć robota z sieci, możesz dodać mały panel słoneczny, aby ładować kondensator, gdy silnik nie jest używany. Ten dodatek jest opcjonalny.

Krok 17: Rozszerzenie obwodu

Aby ten obwód był zasilany energią słoneczną, musimy dodać dwa dodatkowe elementy, panel słoneczny i diodę. Panel słoneczny powinien mieć niższe napięcie niż kondensator i być umieszczony równolegle z kondensatorem. Ponieważ nasz kondensator ma napięcie 5,6 V, użycie panelu słonecznego 4 V powinno być bezpieczne do jego ładowania. Będziemy również musieli dodać diodę do obwodu między dodatnim przewodem na panelu słonecznym a kondensatorem. Nie przejmuj się zbytnio tym, czym są diody. Zostaną one omówione znacznie dalej w przyszłej lekcji. Na razie, musisz tylko wiedzieć, że wszystko, co robi dioda, to zapobieganie przepływowi prądu z kondensatora do tyłu przez panel słoneczny, gdy nie pada na niego światło słoneczne.

Krok 18: Dodawanie diody

Wystarczy podłączyć koniec diody z paskiem do pinu na przełączniku, do którego podłączony jest rezystor 100 omów. Podłącz drugi pin diodowy do dowolnej nieużywanej podkładki lutowniczej na płytce.

Krok 19: Okablowanie panelu słonecznego

Podłącz czerwony przewód z rdzeniem stałym do dodatniego zacisku na panelu słonecznym, a czarny przewód do ujemnego. Powodem, dla którego zastępujemy istniejący przewód przewodami z litym rdzeniem, jest to, że te nowe sztywniejsze przewody utrzymają panel słoneczny w pozycji pionowej nad powierzchnia płyty.

Krok 20: Podłącz panel słoneczny

Połącz czerwony przewód z panelu słonecznego z nieużywanym pinem diody. Podłącz czarny przewód z panelu słonecznego do dowolnego innego uziemienia na płycie. Twój robot jest teraz zasilany energią odnawialną. Nadszedł czas, aby go włączyć i uwolnić.

Czy uważasz to za przydatne, zabawne lub zabawne? Obserwuj @madeineuphoria, aby zobaczyć moje najnowsze projekty.