สร้างหุ่นยนต์แมลงพลังงานแสงอาทิตย์: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

หุ่นยนต์เหล่านี้อาจมีขนาดเล็กและค่อนข้างเรียบง่าย แต่การก่อสร้างที่ง่าย การเคลื่อนไหวที่เป็นเอกลักษณ์ และบุคลิกที่แหวกแนวทำให้พวกเขายอดเยี่ยมในฐานะโครงการหุ่นยนต์ครั้งแรก ในโครงการนี้ เราจะสร้างหุ่นยนต์คล้ายแมลงแบบง่าย ๆ ที่จะเก็บพลังงานแสงไว้จนกว่าจะมีกำลังมากพอที่จะเคลื่อนที่ด้วยมอเตอร์สั่น โครงการวิทยาการหุ่นยนต์ง่ายๆ นี้สามารถทำได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง และเป็นการแนะนำที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับแนวคิดด้านอิเล็กทรอนิกส์และการบัดกรี

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมเสบียงของคุณ

ด้านล่างนี้คืออุปกรณ์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ รวมถึงลิงก์สำหรับซื้อ รายการส่วนใหญ่ที่คุณสามารถหาได้ใน amazon อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบบางส่วนซื้อได้จาก Mouser หรือ DigiKey ได้ดีที่สุด

• หัวแร้งและหัวแร้ง
• กาวร้อน
• เครื่องตัดลวด
• คีมจมูกเข็ม
• เครื่องประดับลวด
• สายอิเล็กทรอนิกส์ 22AWG
• ตัวเก็บประจุ4700μf
• ตัวต้านทาน 2.2kΩ
• 2N3904 ทรานซิสเตอร์ NPN
• 2N3906 ทรานซิสเตอร์ PNP
• เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็ก
• มอเตอร์สั่นสะเทือน
• ทริกเกอร์แรงดันไฟ TC54

อัปเดต: ฉันพบว่าตัวกระตุ้นแรงดันไฟฟ้าที่ฉันเชื่อมโยงไปด้านบนล้าสมัยแล้ว แต่ไม่ต้องกลัว! ฉันพบสิ่งที่ฉันเชื่อว่าเป็นตัวทดแทนที่เหมาะสมใน DS1233A Voltage Trigger น่าเสียดายที่ขาของส่วนประกอบนี้แตกต่างจาก TC54 ดังนั้นคุณจะต้องจำไว้ตลอดโครงการ

ขาซ้ายของ TC54 ===> ขากลางของ DS1233A

ขากลางของ TC54 ===> ขาขวาของ DS1233A

ขาขวาของ TC54 ===> ขาซ้ายของ DS1233A

ขั้นตอนที่ 2: เตรียมส่วนประกอบของคุณ

ส่วนแรกของ Solar Bug Robot ที่เราจะสร้างคือ "เครื่องยนต์พลังงานแสงอาทิตย์" นี่เป็นส่วนหนึ่งของหุ่นยนต์ที่ตรวจสอบตัวเก็บประจุเพื่อดูว่ามีประจุเพียงพอหรือไม่ เมื่อถึงเวลา มันจะทิ้งกำลังทั้งหมดนั้นไปยังมอเตอร์เพื่อการเคลื่อนไหวสั้นๆ ในการสร้าง Solar Engine ก่อนอื่นเราต้องเตรียมส่วนประกอบของเรา ฉันเชื่อว่าวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับฉันในการแสดงสิ่งนี้คือการอ้างอิงรูปภาพด้านบน แต่ฉันจะเขียนคำแนะนำเพื่อบรรยายสิ่งที่ฉันทำไปด้วย

หมายเหตุ: เพื่อความสม่ำเสมอเมื่อฉันอ้างถึงขา "ซ้าย" และ "ขวา" ของส่วนประกอบ ฉันกำลังพูดถึงพวกมันโดยให้ด้านแบนหันเข้าหาฉันและขาชี้ลง (ดังแสดงในรูปภาพส่วนใหญ่)

ขั้นแรกให้งอขาซ้ายของ 2N3904 ไปทางซ้ายและลง และขาขวาไปทางขวาแล้วเข้าหาคุณโดยปล่อยให้ขากลางชี้ลงตรงๆ ตอนนี้ 2N3906 และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า TC54 จะงอในลักษณะเดียวกัน โดยให้ขาซ้ายและขวางอออกไปด้านนอกและด้านล่าง และขาตรงกลางชี้มาที่คุณ

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อ 2N3904 กับ 2N3906

ถึงเวลาดึงหัวแร้งออกแล้วเริ่มงานประกอบสิ่งนี้ อันดับแรก วาง 2N3904 ที่อยู่ติดกับ 2N3906 จากนั้นประสานขากลางของ 2N3904 เข้ากับขาขวาของ 2N3906

จากนั้น นำตัวต้านทาน 2.2k มาบัดกรีระหว่างขาขวาของ 2N3904 กับขากลางของ 2N3906 ณ จุดนี้ คุณสามารถใช้คีมตัดลวดเพื่อตัดตะกั่วส่วนเกินออกจากตัวต้านทานได้

ขั้นตอนที่ 4: แนบตัวกระตุ้นแรงดันไฟฟ้า

ทีนี้ลองโยนทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้าลงในส่วนผสม ประสานขาซ้ายของทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้าเข้ากับขากลางของ 2N3904 และประสานขาซ้ายของ 2N3904 เข้ากับขาขวาของทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้า ณ จุดนี้เครื่องยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ของคุณควรมีลักษณะเหมือนภาพแรกด้านบน

ตอนนี้ตัดลวด 22AWG ยาวประมาณหนึ่งนิ้วแล้วประสานระหว่างขากลางของทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้ากับขาซ้ายของ 2N3906 ตอนนี้เครื่องยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ของคุณเสร็จสมบูรณ์แล้ว!

ขั้นตอนที่ 5: แนบ Solar Engine เข้ากับ Capacitor

หมายเหตุ: ตอนนี้เราได้สร้าง "สมอง" ของบอทเสร็จแล้ว ถึงเวลาที่จะให้มันเป็นที่สำหรับเก็บพลังงานของมัน ในโครงการนี้ เราจะใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเพื่อเก็บไฟฟ้า ตัวเก็บประจุชนิดนี้เรียกว่าโพลาร์ ซึ่งหมายความว่ามันทำงานในทิศทางเดียวเท่านั้น หากต้องการทราบว่าเป็นตะกั่วชนิดใด ให้มองหาแถบที่พิมพ์อยู่ด้านข้างของตัวเก็บประจุ นี่คือลีดเชิงลบ ดังนั้นอีกอันหนึ่งเป็นบวก นี่จะมีความสำคัญในขั้นตอนนี้

ใช้กาวร้อนแต้มเล็กน้อยเพื่อติดเครื่องยนต์พลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับตัวเก็บประจุโดยให้ขาขั้วลบใกล้กับตัวกระตุ้นแรงดันไฟฟ้ามากที่สุด ต้องแน่ใจว่าได้วางไว้ในที่ที่ขาของตัวเก็บประจุจะเอื้อมถึง

ตอนนี้งอขาลบของตัวเก็บประจุกลับแล้วบัดกรีไปที่ขาขวาของทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้า งอขาบวกของตัวเก็บประจุเข้าที่และประสานเข้ากับขาซ้ายของ 2N3906

ขั้นตอนที่ 6: แนบ Motor

ทีนี้มาติดมอเตอร์กัน! ขั้นแรกให้ตัดสินใจว่าคุณต้องการวางมอเตอร์ไว้ที่ใด ฉันตัดสินใจวางมอเตอร์ที่ออกมาทางด้านหลังเหมือนเหล็กไน สิ่งนี้ต้องมีการวางแผนบ้างเพราะสายไฟบนมอเตอร์ของฉันสั้นไปหน่อย ฉันใช้ขาที่เหลือที่ฉันตัดออกจากตัวต้านทานเพื่อขยายสายมอเตอร์เล็กน้อย เพื่อให้ไปถึงด้านหลังของหุ่นยนต์ของฉัน

ประสานสายมอเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งเข้ากับขาขวาของ 2N3904 และอีกสายหนึ่งเข้ากับปลายขั้วบวกของตัวเก็บประจุ ไม่สำคัญว่าลวดเส้นไหนจะไปที่ใด การพลิกสายไฟก็แค่พลิกทิศทางการหมุนของมอเตอร์

ถัดไป ใช้กาวร้อนเล็กน้อยเพื่อยึดมอเตอร์ให้เข้าที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตุ้มน้ำหนักสามารถหมุนได้อย่างอิสระ ไม่เช่นนั้นหุ่นยนต์ของคุณจะขยับไม่ได้

ขั้นตอนที่ 7: พลังงานแสงอาทิตย์!

เราอยู่ในบ้านยืด! ถึงเวลาติดแผงโซลาร์เซลล์แล้ว ขั้นแรก ถ้าไม่มีสายไฟที่บัดกรีที่แผง ตอนนี้ก็ถึงเวลาที่ต้องทำเช่นนั้น ฉันแนะนำให้ใช้ลวด 22AWG สองสีที่แตกต่างกันเพื่อให้คุณสามารถระบุขาบวกและลบของแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างง่ายดาย

หมายเหตุ: ในบทช่วยสอนนี้ ฉันใช้แผงโซลาร์เซลล์สองแผง แต่ถ้าคุณมีเพียงแผงเดียวก็ใช้ได้เช่นกัน ยิ่งคุณมีพาเนลมากเท่าไหร่ ตัวเก็บประจุก็จะยิ่งชาร์จเร็วขึ้น และมอเตอร์ก็จะยิ่งเต้นมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น หากคุณต้องการให้บอทของคุณย้ายมากขึ้น ให้เพิ่มพาเนลเพิ่มเติม

ใช้หัวแร้งเพื่อเชื่อมต่อลวดลบของแผงโซลาร์เซลล์กับขาลบของตัวเก็บประจุ จากนั้นทำเช่นเดียวกันในอีกด้านหนึ่งโดยเชื่อมต่อปลายด้านบวกของแผงเข้ากับขาบวกของตัวเก็บประจุ

ขั้นตอนที่ 8: ทำให้ดูสวย

ณ จุดนี้ Solar Bug-Bot ของคุณใกล้จะเสร็จแล้ว! ขั้นตอนสุดท้ายตอนนี้เป็นเพียงเครื่องสำอาง

ตัดลวดเครื่องประดับยาวสองเส้นยาวประมาณสามถึงสี่นิ้ว ใช้คีมปากแหลมเพื่องอปลายลวดทั้งสองข้างให้เป็นเท้าเล็กๆ ตอนนี้งอลวดทั้งสองข้างให้เป็นรูปตัว "M" แล้วกาวร้อนที่ด้านล่างของบอทของคุณ สิ่งเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นขาของหุ่นยนต์ของคุณ

และด้วยเหตุนี้ Solar Bug-Bot ของคุณจึงสมบูรณ์! ตอนนี้สิ่งที่คุณต้องทำคือนำพวกมันออกไปกลางแดดและดูพวกมันออกไป!

ขั้นตอนที่ 9: มันทำงานอย่างไร

เมื่อบอทเข้าสู่แสงแดดแผงโซลาร์เซลล์จะเริ่มชาร์จตัวเก็บประจุ ขณะที่ชาร์จแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะเกินแรงดันไฟฟ้าที่เรียก "จุดเปลี่ยน" ณ จุดนี้ทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้าจะใช้แรงดันไฟฟ้ากับฐานของ 2N3904 เนื่องจาก 2N3904 เป็นทรานซิสเตอร์ NPN มันจึงทำหน้าที่เหมือนสวิตช์ เมื่อกระแสถูกนำไปใช้กับฐาน กระแสจะยอมให้กระแสไหลจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง "สวิตช์" นี้จะเปิดใช้งานมอเตอร์ ในทางกลับกัน 2N3906 เป็นทรานซิสเตอร์ PNP ซึ่งหมายความว่าจะช่วยให้กระแสไหลเมื่อฐานเชื่อมต่อกับกราวด์ เมื่อ 2N3904 ถูกสะดุด มันจะสะดุด 2N3906 และข้ามทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้าโดยสมบูรณ์ ปล่อยให้กระแสไฟฟ้าทั้งหมดไหลเข้าสู่มอเตอร์จนกว่าตัวเก็บประจุจะว่างเปล่าและพร้อมที่จะเติมใหม่