Vỗ Robot Dragonfly BEAM từ một món đồ chơi RC bị hỏng: 14 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Cách đây rất lâu, tôi đã có một con chuồn chuồn RC mô hình. Nó không bao giờ hoạt động tốt và tôi đã phá vỡ nó ngay sau đó tuy nhiên nó luôn là một trong những niềm đam mê lớn nhất của tôi. Trong nhiều năm, tôi đã nhặt nhạnh hầu hết các bộ phận của chuồn chuồn để thực hiện các dự án BEAM khác và như vậy, tuy nhiên, tôi luôn để nguyên hộp số cho ngày tôi quyết định làm một cái gì đó như thế này.

Sau này tôi hy vọng sẽ làm được nhiều mạch tia dạng tự do hơn nên mô hình này chủ yếu là một thí nghiệm để tôi thực hành hàn que đồng.

Quân nhu

Vật liệu

Gốc cây nhỏ

Thanh và ống bằng đồng (tôi đã sử dụng nhiều loại như đã giải thích ở bước 1)

Đồ chơi chuồn chuồn RC bị hỏng

Thiết bị điện tử

Một bóng bán dẫn BC557 và một bóng bán dẫn BC547

Điện trở 2,2k

2 FLED màu đỏ

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 6v (Vì chúng tôi đang sử dụng hai FLED như cho điện áp ngưỡng của chúng tôi, giải thích đầy đủ ở bước 10, bảng năng lượng mặt trời của chúng tôi phải cung cấp> 4V. Đối với hai tấm pin có cùng kích thước, một 6v và một 12v, trong cùng một ánh sáng, 6v sẽ cung cấp dòng điện gấp đôi so với bảng điều khiển 12v. Do đó, tôi đã chọn bảng điều khiển 6v để mạch hoạt động trong điều kiện ánh sáng hơi yếu nhưng vẫn cung cấp đủ dòng điện cho chuồn chuồn của chúng tôi đập thường xuyên)

Dây đồng tráng men

Một loại tụ điện từ 220-47uF

Một tụ điện 4700uF

Bước 1: Cơ sở cho tác phẩm điêu khắc

Bắt đầu tác phẩm điêu khắc với phần đế, tôi tìm một phần thích hợp của một cành cây và cắt nó xuống theo kích thước. Tôi đã khoan một lỗ 1,5mm trên gỗ để lắp một thanh đồng 1/16 (~ 1,6mm) vào với một lỗ vừa khít. Nó phải được chặt chẽ vì thanh đồng này cuối cùng sẽ hỗ trợ toàn bộ tác phẩm điêu khắc chuồn chuồn.

Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn cho bản thân, tôi đã sử dụng nhiều loại thanh đồng nửa cứng và mềm (tất cả đều từ kim loại K&S) Đối với các thành phần cấu trúc như giá đỡ này hoặc chủ yếu là các thành phần thẳng như phần đồng thau trong cánh, tôi đã sử dụng đồng thau nửa cứng tuy nhiên đối với các phần có nhiều chỗ uốn cong như cơ thể hoặc khuôn mặt tôi đã chọn đồng thau mềm.

Bước 2: Xây dựng các cánh

Các cánh được chế tạo từ thanh đồng 0,8mm (và một đoạn ống nhỏ bằng đồng 2mm trên mỗi đầu cánh).

Những hình ảnh giải thích quá trình của tôi tốt hơn nhiều so với tôi có thể nói bằng lời nhưng phương pháp cơ bản là in các kế hoạch ở tỷ lệ 1: 1. Sau đó, tôi đặt thanh đồng lên trên các bản vẽ và uốn từng phần cho đến khi nó khớp với bản vẽ. Sau đó tôi hàn từng phần vào vị trí, thường trong khi đồng thau vẫn nằm trên bản vẽ. Đồng thau tỏa nhiệt nhiều hơn so với chân linh kiện mỏng nhưng khác với việc nó giống như hàn một mạch điện lại với nhau.

Dự án này hầu hết chỉ là thực hành cho các mạch hình dạng tự do phức tạp hơn và thẩm mỹ hơn so với những gì tôi đã làm, vì vậy những cánh này là một cách tuyệt vời để tôi thực hành thiết kế và tạo ra một "mạch" hoàn toàn thẩm mỹ bằng đồng thau.

Khi đồng thau được nung nóng đến nhiệt độ hàn, nó phát triển một quá trình oxy hóa gần như màu hồng. Tôi đã loại bỏ thứ này bằng một ít thau và / hoặc bàn chải đánh răng và nước nóng. Đồng thau hoạt động tốt hơn rất nhiều nhưng khó xâm nhập vào một số khu vực.

Bước 3: Xây dựng phần đầu (1/2)

Thiết kế đầu mà tôi không đưa vào kế hoạch vì tôi chỉ phác thảo sơ bộ và thiết kế nó khi tôi thực hiện. (Sau đó, nó hóa ra là phần tôi ít yêu thích nhất về chuồn chuồn, tôi tự hỏi điều đó nói lên điều gì về việc lập kế hoạch tốt.)

Đầu được chế tạo từ hỗn hợp 1/16, đồng thau mềm và thanh đồng 0,8mm.

Đầu được chắp lại với nhau theo cách tương tự như đôi cánh. Một mẹo mà tôi nhận ra khi chế tạo các bộ phận này là rất khó để giữ các bộ phận ở đúng vị trí và tạo ra các khớp hàn đẹp, vì vậy những gì tôi sẽ làm là đừng lo lắng quá nhiều về độ sạch của các mối hàn của tôi cho đến khi tôi đã cố định bộ phận đó ít nhất Vị trí khác. Sau khi tôi có các khớp hàn thô, thường nguội này giữ một phần ở vị trí, sau đó tôi có thể quay lại các điểm gắn khác cho phần đó và làm sạch các khớp của mình tốt hơn một chút. Gần giống như hàn dính.

Tôi để lại một cái đuôi dài ra khỏi đầu sẽ được dùng để gắn đầu vào thân cũng như đóng vai trò như bụng của chuồn chuồn.

Bước 4: Xây dựng phần thân (1/2)

Thân được làm từ đồng thau mềm 3/32 và mặt sau được làm từ 1/16 nửa thanh đồng cứng trượt vào ống 3/32 ở phía sau. Tôi đã làm như vậy vì tôi phải loại bỏ và giải quyết mặt sau một vài lần trong khi xây dựng để kiểm tra các cơ chế cánh và như vậy và theo cách này, tôi sẽ chỉ phải giải quyết một khớp thay vì hai khớp

Bước 5: Cấu tạo phần thân (2/2)

Phần thân của cánh được chế tạo từ ống đồng (2mm trong trường hợp này hơi lớn đối với cánh 0,8mm nhưng tôi chỉ uốn cong chúng một chút) với các đoạn nhỏ của ống đồng 3/32 để trượt phía sau thân. Tất cả điều này có thể được thực hiện bằng cả hệ thống đo lường Anh hoặc hệ mét, tôi chỉ tình cờ có những kích thước đồng thau này.

Bốn kết nối đơn đã được thực hiện và hai kết nối đôi với một lỗ trục phụ sẽ tạo điều kiện cho việc vỗ cánh thực sự. Cuối cùng, tôi đã thực hiện một số thử nghiệm với các đầu nối cánh bằng nhựa, ban đầu và nhận ra rằng chúng hoạt động quá tốt khiến tôi phải bận tâm đến việc thay thế mọi thứ bằng đồng thau. Tôi thường có xu hướng sử dụng các cơ chế quá phức tạp như thế này và tạo ra quá nhiều ma sát để bất cứ thứ gì hoạt động, đặc biệt là với lượng điện năng nhỏ do bảng điều khiển năng lượng mặt trời cung cấp.

Bước 6: Xây dựng Head (2/2)

Sau đó, tôi kẹp hai đèn LED nhấp nháy màu đỏ (hoặc FLED) vào đầu và kết nối chúng thành chuỗi. Sau đó, tôi lấy hai đoạn dây đồng tráng men dài và kết nối chúng với các chân còn lại của FLED.

(Trong bức ảnh này, bạn cũng có thể thấy những gì còn sót lại của tôi khi đang thử các cách khác nhau để có thể vỗ cánh)

Bước 7: Sửa đổi cơ chế đồ chơi chuồn chuồn

Để có được cơ chế đồ chơi phù hợp với mô hình của chúng tôi, cần phải điều chỉnh một chút. Mục tiêu chính của những sửa đổi này là loại bỏ tất cả các thành phần cấu trúc không cần thiết và xoay các bánh răng và động cơ lên để chúng chiếm ít không gian hơn (vì trước đây các bánh răng và động cơ quay ngược lại so với cánh và để lại nhiều không gian chưa sử dụng như bạn có thể thấy trong bức ảnh thứ hai).

Tôi bắt đầu bằng cách cắt bỏ chân. Sau đó, tôi tháo chốt giữ hai phần gốc của cánh để hỗ trợ chúng và sau đó cắt hoàn toàn giá đỡ cùng với tất cả các thanh đỡ khác, những thanh giữ động cơ và bánh răng tại chỗ cũng như một phần nhỏ mà tôi sẽ sử dụng để cố định cơ cấu. lên thân chuồn chuồn.

Bước 8: Gắn Cơ chế Đồ chơi Chuồn chuồn vào Robot BEAM của chúng tôi

Tôi uốn cong phần còn lại ra khỏi đầu chuồn chuồn vào một vị trí đủ rộng để chứa động cơ và bánh răng. Sau đó, tôi lấy thanh đỡ bằng đồng mà chúng tôi đã uốn cong ở bước 1 ra khỏi đế và hàn nó dọc theo bụng. Trong các bức ảnh, bạn có thể thấy phần hỗ trợ này nhô ra phía trước của bụng

Tôi cũng đã tháo mặt sau, luồn tất cả các thứ nubby của đầu nối cánh vào mặt sau và bán lại mặt sau.

Cuối cùng, tôi sử dụng ống tản nhiệt để giữ phần hỗ trợ nhỏ mà chúng tôi để lại trên cơ cấu bánh răng vào bụng

Bước 9: Xây dựng đuôi

Phần đuôi được làm từ hai đoạn dài bằng đồng thau mềm mà tôi hàn một dãy tụ điện song song với nhau. Các tụ điện này được thêm vào ~ 2200uF là đủ, tuy nhiên tôi đã thêm 4700uF khác như tôi giải thích ở bước 13.

Bước 10: Mạch động cơ năng lượng mặt trời cổ điển, dựa trên FLED

Có rất nhiều hướng dẫn về cách tự do hóa mạch động cơ năng lượng mặt trời dựa trên FLED nhưng tôi sẽ chia sẻ cách yêu thích của tôi.

Nếu bạn không quen với động cơ năng lượng mặt trời, tôi khuyên bạn nên đọc

Động cơ năng lượng mặt trời của chúng tôi, nó chỉ đơn giản là lưu trữ năng lượng từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời trong các tụ điện cho đến khi điện áp trên các tụ điện đạt đến một ngưỡng nhất định, tại thời điểm đó, nó dồn toàn bộ năng lượng vào động cơ hoặc cuộn dây hoặc bất cứ thứ gì bạn muốn cung cấp năng lượng. Điều này rất hữu ích vì nó có nghĩa là con chuồn chuồn của chúng ta sẽ đập vào ngay cả khi không có đủ ánh sáng để chạy động cơ trực tiếp.

Điện áp ngưỡng của chúng tôi được đặt bởi 2 đèn LED nhấp nháy mà đối với tôi, điện áp kích hoạt là ~ 3,8V và tôi đã sử dụng điện trở 2,2k như được khuyến nghị chung cho tải động cơ tiêu chuẩn. Nếu bạn có bảng điều khiển năng lượng mặt trời chỉ xuất ra 4V dưới ánh sáng mặt trời đầy đủ, trong hầu hết cả ngày, mạch của bạn sẽ không đạt đến điện áp cần thiết để kích hoạt và do đó bạn có thể muốn sử dụng các cách sắp xếp khác để đạt được điện áp ngưỡng phù hợp hơn. Một FLED màu đỏ duy nhất sẽ tạo ra điện áp ngưỡng ~ 2,4V và màu xanh lá cây ~ 2,8V. Thêm điốt tín hiệu nối tiếp, bạn có thể tăng điện áp ngưỡng này lên 0,7V cho mỗi điốt. Tôi chỉ thích sử dụng 2 FLED vì chúng có thể được sử dụng như một đôi mắt nhấp nháy tinh tế khi sạc.

Tôi đã sử dụng bóng bán dẫn BC547 và BC557 cả hai đều có cấu hình CBE cho các chân nếu bạn đang sử dụng các loại bóng bán dẫn khác như 2n222, chẳng hạn chúng có thể có cấu hình EBC và bạn sẽ phải xây dựng mạch theo cách khác (hoặc theo cách tương tự nhưng với các bóng bán dẫn quay trở lại phía sau thay vì phía trước ra phía trước)

Trong bức ảnh đầu tiên và thứ hai, bạn có thể thấy các kết nối duy nhất chúng ta cần thực hiện giữa hai bóng bán dẫn theo mạch trên trang năng lượng mặt trời. Phần còn lại của các bức ảnh sau đó cho thấy cách tôi tạo ra các kết nối này. Sẽ rất hữu ích khi sử dụng blu tack ở đây để giữ các thành phần nhỏ lại với nhau trong khi hàn.

Tôi sẽ không chỉ chính xác cách giải phóng mạch vì tôi cầu xin bạn hiểu mạch và cách kết nối nó với nhau thay vì chỉ đơn giản là sao chép các kết nối chính xác của tôi. Đây là cách tôi bắt đầu xây dựng các mạch như thế này và rất dễ mắc lỗi và hầu như không thể khắc phục sự cố nếu bạn không hiểu tại sao bạn lại kết nối các thành phần mà điều này rất khó chịu. Nghiên cứu thêm một chút hy vọng sẽ giúp bạn đỡ đau lòng.

Bước 11: Kết hợp tất cả lại với nhau (1/2)

Sau đó, tôi đặt động cơ năng lượng mặt trời của mình ở gốc đuôi, hàn nó vào vị trí và cắt mọi thứ theo chiều dài.

Sau đó, tôi xoắn dây động cơ và dây FLED và cắt chúng theo chiều dài trước khi hàn chúng vào động cơ năng lượng mặt trời như hình minh họa.

Bước 12: Kết hợp tất cả lại với nhau (2/2)

Hai chiều dài dây đồng tráng men nữa được hàn vào bảng điều khiển năng lượng mặt trời, xoắn và cắt theo chiều dài. Bảng điều khiển được gắn vào gốc cây bằng băng keo xốp hai mặt và dây được xoắn lên làm giá đỡ cho chuồn chuồn và được hàn vào đuôi / động cơ năng lượng mặt trời.

Bước 13: Thêm tụ điện bí mật (suỵt, đừng nói cho ai biết)

Mô hình hoạt động tốt khi trong điều kiện ánh sáng yếu, vụ nổ từ tụ điện ~ 2200uF chỉ đủ để di chuyển cánh một lượng rất nhỏ vào thời điểm động cơ vượt qua quán tính của cánh, nguồn điện của nó đã cạn kiệt. Do đó, bằng cách thêm 4700uF nữa, các cánh có thể thực hiện gần như toàn bộ cánh đảo gió mỗi chu kỳ của động cơ năng lượng mặt trời.

Vì tôi muốn giữ cho mô hình trông như cũ, tôi quyết định giấu tụ điện bằng cách khoan một lỗ vào đế dưới tấm pin mặt trời.

Bước 14: Kết luận

Việc vỗ cánh gây ra sự chao đảo đáng kể và do tôi cào phần đáy của gốc cây nên phần gốc hơi lồi lên. Tất cả những điều này làm cho mô hình dao động khá nhiều, vì vậy tôi sẽ cần phải tìm một số chân cao su vào một lúc nào đó.

Giải thưởng lớn trong cuộc thi Make it Move