Supercapacitor Vibrobot: 20 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Pentru acest proiect vom profita de supercondensatori pentru a alimenta un vibrobot. Cu alte cuvinte, vom folosi condensatori 15F pentru a alimenta motoarele vibrante pentru a produce roboți care se deplasează prin vibrații. Modelul de bază are un comutator de pornire / oprire și un port de încărcare pentru a permite încărcarea acestuia între utilizări. Versiunea mai avansată include, de asemenea, o celulă solară mică, care o lasă să fie încărcată de soare atunci când nu este utilizată. Pentru a afla mai multe despre condensatoare, consultați clasa de electronică. Și dacă aveți roboți pe creier, am și eu o clasă de roboți!

Pasul 1: Materiale

Pentru proiectul acestei lecții veți avea nevoie de:

(x1) Supercapacitor 15F (x1) Rezistență de 100 ohmi (x1) Motor cu vibrație (x1) Placă de circuite (x1) Întrerupător SPDT prin gaură (x1) Set conector 2-pini tată și mamă JST-XHP (x1) Putere cu 2 fire adaptor (x1) Alimentare reglabilă de tensiune Opțional: (x1) panou solar 4V (x1) diodă 1N4001

(Rețineți că unele dintre linkurile de pe această pagină sunt linkuri afiliate. Acest lucru nu schimbă costul articolului pentru dvs. Reinvestesc orice încasări primesc în realizarea de noi proiecte. Dacă doriți sugestii pentru furnizori alternativi, vă rog să-mi permiteți știu.)

Pasul 2: Circuitul

Circuitul vibrobot este destul de drept. Există puterea de încărcare care are o conexiune de alimentare și împământare. Masa se conectează la condensator și la motor. Intrarea de putere se duce la un comutator SPDT printr-un rezistor de limitare a curentului de 100 ohmi. Comutatorul SPFT comută conexiunea pozitivă a condensatorului între încărcător și motor. În acest fel, permite condensatorului fie să fie încărcat de portul de intrare, fie să alimenteze motorul.

Pasul 3: Atașați condensatorul

Să începem placa de circuit prin lipirea supercondensatorului la locul său. Observați că condensatorul are o placă metalică pe partea inferioară conectată la știftul de alimentare. Trebuie să fiți deosebit de atenți să nu scurtați din greșeală puterea prin atingerea fundului condensatorului pe orice rând de magistrală de pe placa de circuit care ar putea fi conectat la masă. Pentru a preveni cu ușurință acest lucru, mi-am instalat condensatorul la un unghi de 45 de grade care se află în mijlocul plăcii. Acest aranjament asigură că un scurtcircuit între putere și masă ca acesta nu se va întâmpla probabil.

Pasul 4: Instalați soclul

Următorul lucru de instalat este priza de sex feminin pentru mufa de alimentare. Așezați-l pe aceeași parte a plăcii cu firul de masă al condensatorului. Așezați-l undeva la mijloc, cu linia pentru fișa fișei orientată spre exterior, departe de placă. Rețineți că am ceva blocat sub placă în imaginea de lipit. Aceasta este pentru a menține componenta în loc în timp ce o lipesc.

Pasul 5: comutați

Instalați comutatorul de pornire / oprire de pe partea laterală a plăcii, opus prinderii încărcătorului.

Pasul 6: fire

Îndepărtați aproximativ un centimetru de izolație de la capătul firului solid. Atașați firul neizolat la unul dintre terminalele de pe motorul vibrator. Repetați acest proces pentru celălalt terminal.

Pasul 7: Sârmă în motor

Așezați motorul centrat pe marginea plăcii astfel încât contragreutatea să atârne peste margine. Introduceți fiecare fir al motorului printr-una dintre prizele de pe laturile respective ale plăcii de circuit și lipiți-le în poziție.

Pasul 8: Mai multe cabluri

Atașați firele de masă negre între mufa mamă cu 2 pini, pinul de masă al condensatorului și unul dintre pinii motorului. Este esențial să stabiliți corect conexiunea dintre pinul de masă de la priză și supercapacitor. Dacă ar fi să-l inversați și să încărcați condensatorul înapoi, se pot întâmpla lucruri foarte rele. Deci … verificați din nou acest lucru și asigurați-vă că îl obțineți corect. Când fișa este introdusă, știftul de masă trebuie să fie conectat la știftul cu marcajul negativ de pe condensator. Odată ce sunteți absolut sigur că ați făcut corect conexiunile la masă, lipiți un fir roșu între pinul central al comutatorului și pinul pozitiv al condensatorului. De asemenea, lipiți un fir roșu între unul dintre pinii externi de pe comutator și motor. În cele din urmă, lipiți un fir în jurul corpului motorului. Acest lucru nu ar trebui să fie conectat electric la nimic. Doar ține motorul în poziție.

Pasul 9: Rezistor de încărcare

Lipiți un rezistor de 100 ohmi între pinul de tensiune de pe priza de alimentare și pinul neutilizat de pe comutator. Acest rezistor este utilizat pentru încărcare. Dacă nu am folosit rezistorul, supercondensatorul va încerca să extragă cât mai mult curent posibil de pe încărcător. Această creștere bruscă va fi în esență ca un fir scurt și, eventual, fie o va deteriora, fie dacă are circuite de protecție, nu face nimic. Rezistorul pe care îl folosim a fost calculat folosind Legea lui Ohm. Pentru a fi sigur, am crescut ușor valoarea, deoarece rezistențele nu sunt perfecte și nu poate strica să aveți puțin mai mult. Acestea fiind spuse, supercondensatorul special care este utilizat aici are o rezistență internă relativ ridicată. Ceea ce înseamnă acest lucru este că nu extrage energie dintr-o încărcare la fel de rapidă ca un supercapacitor normal. De fapt, este nevoie de un timp excepțional de lung pentru încărcare (aproximativ o oră spre deosebire de 10 secunde). Este posibil ca rezistorul pe care îl folosim să nu fie necesar și ar putea încetini puțin timpii de încărcare. Cu toate acestea, am inclus rezistorul în cazul în care cineva decide să folosească un supercondensator diferit. Poate vă întrebați de ce am ales să îl folosesc dacă se încarcă atât de încet. Ei bine, are o putere de 15F și este o fracțiune de mărimea supercondensatorilor normali. Practic, acest capac mic deține de 3 ori mai multă putere decât un supercondensator care are dimensiunea de 5 ori mai mare. Poate dura ceva timp să se încarce, dar poate rula pentru o perioadă relativ lungă de timp.

Pasul 10: Tăiați firele

Tăiați patru fire cu miez solid de 4 pentru a fi utilizate ca picioare ale robotului.

Pasul 11: Atașați picioarele

Lipiți ambele capete ale fiecărui fir în colțurile plăcii de circuit pentru a crea patru bucle de sârmă. Acestea nu ar trebui să fie conectate electric la nicio componentă reală de pe placa de circuit.

Pasul 12: Formați picioarele

Formați toate cele patru fire în picioare după cum doriți. Le-am dat fiecărui picior de buclă, dar poate există un alt design care ar putea funcționa mai bine. Simțiți-vă liber să experimentați forma și estetica. Nu există un răspuns corect.

Pasul 13: Determinați polaritatea

Vom folosi un convertor AC-DC „verucă de perete” pentru a încărca vibrobotul. Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să determinăm polaritatea fișei conectate la negul de perete pentru a determina care capăt este pozitiv și care este împământat. Conectați adaptorul cu 2 fire la priza de la capătul cablului. Utilizați setarea de tensiune de pe multimetru pentru a măsura tensiunea care iese din adaptor. Dacă vedeți o tensiune pozitivă, atunci firul conectat la sonda roșie este pozitiv și firul conectat la sonda neagră este împământat. Marcați aceste fire pentru a le deosebi dacă nu sunt deja marcate.

Pasul 14: Conector

Lipiți prizele metalice pentru conectorul feminin cu 2 pini pe capătul fiecărui fir al adaptorului de alimentare cu 2 fire. Notați fila de aliniere de pe priză. Dacă fila de aliniere este orientată către dvs. și conectorul este îndreptat în sus, masa trebuie să fie în stânga și puterea să fie în dreapta. Comprimați clemele metalice de la capătul fiecărui știft și apoi introduceți-le pe ambele în mufa corespunzătoare a mufei apăsându-le ferm. Dacă nu aveți încredere, puteți conecta adaptorul de alimentare și măsura cu multimetrul pentru a vă asigura că ați obținut bine.

Pasul 15: Încărcați-l

Pentru a-l încărca, asigurați-vă că comutatorul este în poziția de încărcare (adică motorul nu funcționează) și conectați negul de perete la priză. Îl puteți lăsa conectat la încărcător cât doriți. Condensatorul va opri consumul de energie odată încărcat și va funcționa bine. Condensatoarele nu sunt ca bateriile a căror durată de valabilitate este diminuată dacă le lăsați să se încarce prea mult fără circuite de protecție.

Pasul 16: Solar

Dacă doriți să scoateți robotul de pe rețea, puteți adăuga un mic panou solar pentru a încărca condensatorul atunci când motorul nu este utilizat. Acest supliment este opțional.

Pasul 17: Extinderea circuitului

Pentru a face acest circuit alimentat cu energie solară, trebuie să adăugăm două componente suplimentare, un panou solar și o diodă. Panoul solar ar trebui să fie evaluat pentru o tensiune mai mică decât condensatorul și plasat în paralel cu condensatorul. Deoarece condensatorul nostru este evaluat la 5,6 V, utilizarea unui panou solar de 4 V ar trebui să fie sigur pentru încărcarea acestuia. Va trebui, de asemenea, să adăugăm o diodă la circuitul dintre cablul pozitiv de pe panoul solar și condensator. Nu vă faceți griji încă prea mult despre ce sunt diodele. Ele vor fi discutate mult mai departe într-o lecție viitoare. Deocamdata, trebuie doar să știți că tot ceea ce face dioda este să împiedice curentul electric din condensator să curgă înapoi prin panoul solar atunci când nu este lovită de lumina soarelui.

Pasul 18: Adăugarea unei diode

Pur și simplu conectați capătul diodei cu banda la pinul de pe comutatorul unde este conectat rezistorul de 100 ohmi. Conectați celălalt știft de diodă la orice tampon de lipit neutilizat de pe placă.

Pasul 19: Cablarea panoului solar

Atașați un fir roșu cu miez solid la terminalul pozitiv de pe panoul solar și un fir negru la negativ. Motivul pentru care înlocuim firul existent cu fire cu miez solid este că aceste noi fire mai rigide vor menține panoul solar în poziție verticală deasupra suprafața plăcii.

Pasul 20: Conectați panoul solar

Conectați firul roșu de la panoul solar la pinul neutilizat de pe diodă. Conectați firul negru de la panoul solar la oricare dintre celelalte conexiuni de masă de pe placa. Robotul dvs. este acum alimentat cu energie regenerabilă. Acum este timpul să îl porniți și să-l lăsați să se lase.

Ați găsit acest lucru util, distractiv sau distractiv? Urmăriți @madeineuphoria pentru a vedea ultimele mele proiecte.