Realizați un robot cu energie solară: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Acești roboți ar putea fi mici și oarecum simpli, dar construcția lor ușoară, locomoția unică și personalitatea ciudată îi fac grozavi ca un proiect de robotică pentru prima dată. În acest proiect, vom crea un robot simplu, ca un bug, care va stoca energia luminii până când va avea suficientă putere pentru a se deplasa cu un motor de vibrații. Acest proiect simplu de robotică poate fi realizat în câteva ore și este o introducere excelentă la conceptele de electronică și lipire.

Pasul 1: colectați-vă consumabilele

Mai jos sunt toate consumabilele necesare pentru acest proiect, precum și link-uri pentru a le cumpăra. Majoritatea articolelor pe care le puteți găsi pe Amazon, cu toate acestea, unele dintre componente sunt cel mai bine achiziționate de la Mouser sau DigiKey.

• Fier de lipit și lipit
• Lipici fierbinte
• Freze de sârmă
• Cleste pentru nas
• Sârmă de bijuterii
• Sârmă electronică 22AWG
• Condensator 4700μf
• Rezistor de 2,2 kΩ
• 2N3904 Tranzistor NPN
• 2N3906 tranzistor PNP
• Celule solare mici
• Motor de vibrații
• Declanșator de tensiune TC54

Actualizare: Mi-a fost adus la cunoștință faptul că declanșatorul de tensiune pe care l-am conectat mai sus a devenit învechit. Dar nu vă temeți! Am găsit ceea ce cred că este un înlocuitor potrivit în declanșatorul de tensiune DS1233A. Din păcate, picioarele acestei componente sunt diferite de TC54, deci va trebui să țineți cont de acest lucru pe tot parcursul proiectului.

Piciorul stâng al TC54 ===> Piciorul mijlociu al DS1233A

Piciorul mijlociu al TC54 ===> Piciorul drept al DS1233A

Piciorul drept al TC54 ===> Piciorul stâng al DS1233A

Pasul 2: Pregătiți-vă componentele

Prima parte a robotului Solar Bug pe care o vom construi este „motorul solar”. Aceasta este partea robotului care verifică condensatorul pentru a vedea dacă este încărcat suficient. Când este, el aruncă toată acea putere asupra motorului pentru o scurtă mișcare. Pentru a construi mai întâi motorul solar, va trebui să ne pregătim componentele. Cred că cel mai simplu mod de a vă arăta acest lucru este referindu-vă la imaginile de mai sus, dar voi scrie și instrucțiuni pentru a povesti ceea ce fac.

NOTĂ: Din motive de consistență, când mă refer la picioarele „stânga” și „dreapta” ale componentelor, vorbesc despre faptul că acestea sunt orientate cu partea plană orientată spre mine și picioarele îndreptate în jos (așa cum se arată în majoritatea imaginilor.)

Mai întâi îndoiți piciorul stâng al 2N3904 spre stânga și în jos și piciorul drept spre dreapta și către dvs. lăsând piciorul din mijloc îndreptat în jos. Acum, 2N3906 și regulatorul de tensiune TC54 vor fi îndoite în același mod, cu picioarele stânga și dreaptă îndoite în exterior și în jos și piciorul mijlociu îndreptat spre tine.

Pasul 3: Conectați 2N3904 la 2N3906

E timpul să scoatem acel lipitor și să ne apucăm de lucru, punând lucrurile laolaltă. Plasați mai întâi 2N3904 adiacent 2N3906, apoi lipiți piciorul mijlociu al 2N3904 la piciorul drept al 2N3906.

Apoi, luați rezistorul de 2,2 k și lipiți-l între piciorul drept al 2N3904 și piciorul din mijloc al 2N3906. În acest moment puteți utiliza tăietorii de sârmă pentru a extrage excesul de plumb de la rezistor.

Pasul 4: Atașați declanșatorul de tensiune

Acum să aruncăm declanșatorul de tensiune în mix. Lipiți piciorul stâng al declanșatorului de tensiune la piciorul din mijloc al 2N3904 și lipiți piciorul stâng al 2N3904 la piciorul drept al declanșatorului de tensiune. În acest moment, motorul dvs. solar ar trebui să arate ca prima imagine de mai sus.

Acum tăiați o bucată de sârmă de 22AWG de aproximativ un centimetru lungime și lipiți-o între piciorul mijlociu al declanșatorului de tensiune și piciorul stâng al 2N3906. Acum motorul dvs. solar este complet!

Pasul 5: Atașați motorul solar la condensator

Notă: Acum, după ce am finalizat „creierul” robotului, a venit timpul să îi oferim un loc unde să-și stocheze energia. În acest proiect vom folosi un condensator electrolitic pentru a stoca electricitate. Acest tip de condensator este ceea ce numim polar, aceasta înseamnă că funcționează doar într-o singură direcție. Pentru a afla care este plumbul, căutați o bandă imprimată pe partea laterală a condensatorului. Acesta este avantajul negativ, prin urmare, celălalt este pozitiv. Acest lucru va fi important pentru acest pas.

Folosiți un pic de adeziv fierbinte pentru a atașa motorul solar la condensator cu piciorul negativ cel mai apropiat de declanșatorul de tensiune. Asigurați-vă că îl așezați undeva unde vor ajunge picioarele condensatorului.

Acum îndoiți piciorul negativ al condensatorului înapoi și lipiți-l pe piciorul drept al declanșatorului de tensiune. De asemenea, îndoiți piciorul pozitiv al condensatorului în loc și lipiți-l pe piciorul stâng al 2N3906.

Pasul 6: Atașați motorul

Acum, să atașăm motorul! Mai întâi decideți unde doriți să plasați motorul, am decis să pun motorul care iese în spate ca un stinger. Acest lucru necesită o anumită planificare, deoarece firele de pe motorul meu sunt puțin scurte. Am folosit picioarele rămase pe care le-am smuls din rezistență pentru a extinde puțin firele motorului, astfel încât să ajungă în spatele robotului meu.

lipiți unul dintre firele motorului la piciorul drept al 2N3904 și celălalt fir la capătul pozitiv al condensatorului. nu contează ce sârmă merge unde, răsucirea firelor va răsuci doar direcția de rotație a motorului.

Apoi, folosiți un pic de adeziv fierbinte pentru a fixa motorul în poziție. Asigurați-vă că contragreutatea se poate roti liber sau robotul dvs. nu se va putea mișca.

Pasul 7: Energie solară

Suntem în zona de acasă! Acum este timpul să atașați panourile solare. În primul rând, dacă nu există fire lipite pe panouri, este momentul să faceți acest lucru. Vă recomand să utilizați două culori diferite ale firului 22AWG, astfel încât să puteți identifica cu ușurință picioarele pozitive și negative ale panoului solar.

Notă: În acest tutorial folosesc două panouri solare, totuși, dacă aveți doar unul care va funcționa și el. Cu cât aveți mai multe panouri, cu atât condensatorul se va încărca mai repede și cu atât mai mult va impulsiona motorul. Deci, dacă doriți ca robotul dvs. să se miște mai mult, adăugați mai multe panouri.

Folosiți fierul de lipit pentru a conecta firul negativ al panoului solar la piciorul negativ al condensatorului. Apoi, faceți același lucru și de cealaltă parte, conectând capătul pozitiv al panoului la piciorul pozitiv al condensatorului.

Pasul 8: Faceți-l să arate frumos

În acest moment, Solar Bug-Bot este aproape terminat! Ultimul pas acum este doar cosmetic.

Tăiați două lungimi ale firului de bijuterii lung de aproximativ trei până la patru inci. Folosiți niște clești pentru nas pentru a îndoi oricare dintre capetele ambelor bucăți de sârmă în picioare mici. Acum îndoiți ambele lungimi de sârmă într-o formă "M" și lipiți-le la cald de partea inferioară a botului. Acestea vor acționa ca picioarele robotului tău.

Și, cu asta, Bug-Bot-ul solar este complet! Acum tot ce trebuie să faceți este să le scoateți la soare și să le urmăriți cum pleacă!

Pasul 9: Cum funcționează?

Când robotul intră în lumina soarelui, panourile solare vor începe să încarce condensatorul. Pe măsură ce se încarcă, tensiunea pe condensator va crește până când va depăși în cele din urmă tensiunea declanșează „punctul de vârf”. În acest moment, declanșatorul de tensiune va aplica tensiune la baza 2N3904. Acum, deoarece 2N3904 este un tranzistor NPN, acționează ca un comutator, atunci când un curent este aplicat la bază, acesta permite curentului să curgă dintr-o parte în alta. Acest „comutator” va activa motorul. 2N3906, pe de altă parte, este un tranzistor PNP. Aceasta înseamnă că permite curentul să curgă atunci când baza este conectată la masă. Când 2N3904 este declanșat, declanșează 2N3906 și ocolește complet declanșatorul de tensiune permițând ca toată energia electrică să curgă în motor până când condensatorul este gol și gata să fie reumplut.