Chế tạo một robot lỗi chạy bằng năng lượng mặt trời: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Những con robot này có thể nhỏ và đầu óc hơi đơn giản, nhưng cấu tạo dễ dàng, cách di chuyển độc đáo và tính cách kỳ quặc khiến chúng trở nên tuyệt vời như một dự án chế tạo robot lần đầu tiên. Trong dự án này, chúng tôi sẽ tạo ra một robot giống con bọ đơn giản sẽ tích trữ năng lượng ánh sáng cho đến khi nó có đủ năng lượng để tự di chuyển bằng một động cơ rung. Dự án chế tạo robot đơn giản này có thể được thực hiện trong vài giờ và nó là một phần giới thiệu tuyệt vời về các khái niệm điện tử và hàn.

Bước 1: Thu thập nguồn cung cấp của bạn

Dưới đây là tất cả các nguồn cung cấp cần thiết cho dự án này cũng như các liên kết để mua chúng. Hầu hết các mặt hàng bạn có thể tìm thấy trên amazon tuy nhiên một số thành phần tốt nhất nên mua từ Mouser hoặc DigiKey.

• Hàn sắt và hàn
• Keo nóng
• Máy cắt dây
• Kìm mũi kim
• Dây trang sức
• Dây điện tử 22AWG
• Tụ điện 4700μf
• Điện trở 2.2kΩ
• Bóng bán dẫn NPN 2N3904
• Bóng bán dẫn 2N3906 PNP
• Tế bào năng lượng mặt trời nhỏ
• Động cơ rung
• TC54 Kích hoạt điện áp

Cập nhật: Tôi nhận thấy rằng bộ kích hoạt điện áp mà tôi liên kết ở trên đã trở nên lỗi thời. Nhưng đừng sợ! Tôi đã tìm thấy thứ mà tôi tin rằng có thể thay thế phù hợp trong Bộ kích hoạt điện áp DS1233A. Thật không may, chân của thành phần này khác với TC54, vì vậy bạn sẽ phải ghi nhớ điều đó trong suốt dự án.

Chân trái của TC54 ===> Chân giữa của DS1233A

Chân giữa của TC54 ===> Chân phải của DS1233A

Chân phải của TC54 ===> Chân trái của DS1233A

Bước 2: Chuẩn bị các thành phần của bạn

Phần đầu tiên của Robot Bug năng lượng mặt trời mà chúng tôi sẽ chế tạo là "động cơ năng lượng mặt trời". Đây là phần robot kiểm tra tụ điện xem đã được sạc đủ chưa. Khi đó, nó dồn toàn bộ sức mạnh đó cho động cơ để chuyển động trong một khoảng thời gian ngắn. Để xây dựng Động cơ Mặt trời, trước tiên chúng ta cần chuẩn bị các thành phần của mình. Tôi tin rằng cách dễ nhất để tôi cho bạn thấy điều này là tham khảo các hình ảnh ở trên nhưng tôi cũng sẽ viết ra các hướng dẫn để kể lại những gì tôi đang làm.

LƯU Ý: Vì lợi ích của sự nhất quán khi tôi đề cập đến chân "trái" và "phải" của các thành phần tôi đang nói về chúng được định hướng với mặt phẳng hướng về phía tôi và chân hướng xuống (như thể hiện trong hầu hết các hình ảnh).)

Đầu tiên uốn cong chân trái của 2N3904 sang trái và xuống và chân phải sang phải và về phía bạn để chân giữa hướng thẳng xuống. Bây giờ 2N3906 và Bộ điều chỉnh điện áp TC54 sẽ được uốn cong theo cùng một cách, với chân trái và chân phải uốn cong ra ngoài và hướng xuống và chân giữa hướng về phía bạn.

Bước 3: Kết nối 2N3904 với 2N3906

Đã đến lúc rút mỏ hàn đó ra và bắt tay vào việc lắp thứ này lại với nhau. Đầu tiên đặt 2N3904 tiếp giáp với 2N3906 sau đó hàn chân giữa của 2N3904 vào chân phải của 2N3906.

Tiếp theo, lấy điện trở 2,2k và hàn nó giữa chân phải của 2N3904 và chân giữa của 2N3906. Lúc này bạn có thể sử dụng máy cắt dây để cắt phần chì thừa ra khỏi điện trở.

Bước 4: Gắn Bộ kích hoạt điện áp

Bây giờ chúng ta hãy ném bộ kích hoạt điện áp vào hỗn hợp. Hàn chân trái của bộ kích hoạt điện áp vào chân giữa của 2N3904 và hàn chân trái của 2N3904 vào chân phải của bộ kích hoạt điện áp. Tại thời điểm này, động cơ năng lượng mặt trời của bạn sẽ giống như hình đầu tiên ở trên.

Bây giờ, cắt một đoạn dây 22AWG dài khoảng một inch và hàn nó giữa chân giữa của bộ kích hoạt điện áp và chân trái của 2N3906. Bây giờ động cơ năng lượng mặt trời của bạn đã hoàn thành!

Bước 5: Gắn Động cơ Mặt trời vào Tụ điện

Lưu ý: Bây giờ chúng ta đã hoàn thành "bộ não" của bot, đã đến lúc cho nó một nơi để lưu trữ năng lượng. Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng một tụ điện để lưu trữ điện. Loại tụ này chúng ta gọi là cực, có nghĩa là nó chỉ hoạt động theo một hướng. Để biết đó là dây dẫn nào, hãy tìm một đường sọc được in trên mặt của tụ điện. Đây là đạo trình tiêu cực, do đó, đạo trình khác là dương. Điều này sẽ quan trọng đối với bước này.

Sử dụng một chút keo nóng để gắn động cơ năng lượng mặt trời vào tụ điện có chân âm gần nhất với bộ kích hoạt điện áp. Hãy chắc chắn đặt nó ở nơi mà các chân của tụ điện sẽ tiếp cận.

Bây giờ uốn cong chân âm của tụ điện trở lại và hàn nó vào chân bên phải của bộ kích hoạt điện áp. Đồng thời uốn cong chân dương của tụ điện vào đúng vị trí và hàn nó vào chân trái của 2N3906.

Bước 6: Gắn động cơ

Bây giờ chúng ta hãy gắn động cơ vào! Đầu tiên hãy quyết định nơi bạn muốn đặt động cơ, tôi quyết định đặt động cơ ra phía sau giống như một cái ngòi. Điều này đòi hỏi một số kế hoạch vì dây trên động cơ của tôi hơi ngắn. Tôi đã sử dụng các chân còn sót lại mà tôi đã cắt bỏ của điện trở để kéo dài các dây động cơ một chút để nó có thể chạm tới phía sau rô bốt của tôi.

hàn một trong các dây của động cơ vào chân phải của 2N3904 và dây còn lại vào đầu dương của tụ điện. Không quan trọng dây nào đi đâu, việc lật các dây sẽ chỉ lật theo hướng quay của động cơ.

Tiếp theo sử dụng một ít keo nóng để cố định động cơ vào vị trí. Đảm bảo rằng đối trọng có thể xoay tự do nếu không rô bốt của bạn sẽ không thể di chuyển.

Bước 7: Năng lượng mặt trời !

Chúng tôi đang ở trong nhà! Bây giờ là lúc để gắn các tấm pin mặt trời. Đầu tiên, nếu không có dây hàn vào các tấm pin thì bây giờ là lúc bạn nên làm như vậy. Tôi khuyên bạn nên sử dụng hai màu khác nhau của dây 22AWG để bạn có thể dễ dàng xác định chân dương và chân âm của bảng năng lượng mặt trời.

Lưu ý: Trong hướng dẫn này, tôi đang sử dụng hai tấm pin năng lượng mặt trời, tuy nhiên nếu bạn chỉ có một tấm thì cũng sẽ hoạt động. Bạn càng có nhiều tấm, tụ điện sẽ sạc càng nhanh và động cơ sẽ xung. Vì vậy, nếu bạn muốn bot của mình di chuyển nhiều hơn, hãy thêm nhiều bảng hơn.

Sử dụng mỏ hàn của bạn để kết nối dây âm của bảng điều khiển năng lượng mặt trời với chân âm của tụ điện. Sau đó, làm tương tự với mặt còn lại bằng cách kết nối đầu dương của bảng điều khiển với chân dương của tụ điện.

Bước 8: Làm cho nó trông đẹp

Tại thời điểm này, Bug-Bot Mặt trời của bạn gần như đã hoàn thành! Bước cuối cùng bây giờ chỉ là thẩm mỹ.

Cắt bỏ hai đoạn dây trang sức dài khoảng ba đến bốn inch. Sử dụng một số kìm mũi kim để uốn cong một trong hai đầu của cả hai đoạn dây thành bàn chân nhỏ. Bây giờ uốn cong cả hai chiều dài của dây thành hình chữ "M" và dán chúng vào đáy của bot của bạn. Chúng sẽ hoạt động như chân của robot của bạn.

Và cùng với đó là Solar Bug-Bot của bạn đã hoàn thành! Bây giờ tất cả những gì bạn phải làm là mang chúng ra ngoài nắng và xem chúng đi thôi!

Bước 9: Nó hoạt động như thế nào?

Khi bot đi vào ánh sáng mặt trời, các tấm pin mặt trời sẽ bắt đầu sạc tụ điện. Khi nó sạc, điện áp trên tụ điện sẽ tăng lên cho đến khi nó cuối cùng vượt qua "điểm giới hạn" kích hoạt điện áp. Tại thời điểm này, bộ kích hoạt điện áp sẽ áp dụng điện áp vào cơ sở của 2N3904. Bây giờ vì 2N3904 là một bóng bán dẫn NPN, nó hoạt động giống như một công tắc, khi dòng điện được đưa vào đế nó cho phép dòng điện chạy từ bên này sang bên kia. "Công tắc" này sẽ kích hoạt động cơ. Mặt khác, 2N3906 là một bóng bán dẫn PNP. Điều này có nghĩa là nó cho phép dòng điện chạy khi đế kết nối với đất. Khi 2N3904 bị ngắt, nó sẽ di chuyển 2N3906 và hoàn toàn bỏ qua bộ kích hoạt điện áp cho phép tất cả dòng điện chạy vào động cơ cho đến khi tụ điện trống và sẵn sàng được nạp lại.