Siêu tụ điện Vibrobot: 20 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Đối với dự án này, chúng tôi sẽ tận dụng các siêu tụ điện để cung cấp năng lượng cho một vibrobot. Nói cách khác, chúng tôi sẽ sử dụng các tụ điện 15F để cung cấp năng lượng cho các động cơ rung để tạo ra các rô bốt chuyển động xung quanh thông qua các rung động. Mô hình cơ bản có công tắc bật / tắt và cổng sạc để cho phép sạc đầy giữa các lần sử dụng. Phiên bản cao cấp hơn cũng bao gồm một pin mặt trời nhỏ để sạc pin khi không sử dụng. Để tìm hiểu thêm về tụ điện, hãy xem Lớp học Điện tử. Và nếu bạn có robot trên não, tôi cũng có Lớp học về robot!

Bước 1: Vật liệu

Đối với dự án của bài học này, bạn sẽ cần:

(x1) Siêu tụ điện 15F (x1) Điện trở 100 ohm (x1) Động cơ rung (x1) Bảng mạch (x1) Công tắc xuyên lỗ SPDT (x1) Bộ đầu nối 2 chân nam và nữ JST-XHP (x1) Nguồn 2 dây bộ chuyển đổi (x1) Nguồn điện áp có thể điều chỉnh Tùy chọn: (x1) Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 4V (x1) 1N4001 diode

(Lưu ý rằng một số liên kết trên trang này là liên kết liên kết. Điều này không thay đổi chi phí của mặt hàng đối với bạn. Tôi tái đầu tư bất kỳ số tiền thu được nào tôi nhận được để thực hiện các dự án mới. Nếu bạn muốn có bất kỳ đề xuất nào cho các nhà cung cấp thay thế, vui lòng cho tôi biết.)

Bước 2: Mạch

Mạch vibrobot khá dễ hiểu. Có nguồn sạc có kết nối nguồn và nối đất. Tiếp đất được kết nối với tụ điện và động cơ. Nguồn điện đầu vào đi đến công tắc SPDT thông qua điện trở giới hạn dòng điện 100 ohm. Công tắc SPFT chuyển đổi kết nối tích cực của tụ điện giữa bộ sạc và động cơ. Bằng cách này, nó cho phép tụ điện được sạc bằng cổng đầu vào hoặc cấp nguồn cho động cơ.

Bước 3: Gắn tụ điện

Hãy bắt đầu bảng mạch bằng cách hàn siêu tụ điện tại chỗ. Để ý rằng tụ điện có một tấm kim loại ở phía dưới được nối với chốt nguồn. Bạn cần phải đặc biệt cẩn thận để không vô tình làm ngắn nguồn điện do để đáy của tụ điện chạm vào bất kỳ hàng bus nào trên bảng mạch có thể được kết nối với đất. Để dễ dàng ngăn chặn điều này, tôi đã lắp đặt tụ điện của mình ở một góc 45 độ nằm giữa trung tâm của bảng. Sự sắp xếp này đảm bảo rằng sự chênh lệch giữa nguồn điện và mặt đất như thế này có thể sẽ không xảy ra.

Bước 4: Cài đặt Socket

Điều tiếp theo cần cài đặt là ổ cắm cái cho phích cắm điện. Đặt cái này trên cùng một mặt của bảng với dây dẫn đất của tụ điện. Đặt nó ở đâu đó ở giữa với vết lõm cho tab của phích cắm hướng ra ngoài khỏi bo mạch. Lưu ý rằng tôi có thứ gì đó bị kẹt dưới bo mạch trong hình ảnh hàn. Điều này là để giữ linh kiện đúng vị trí trong khi tôi hàn nó.

Bước 5: Chuyển đổi

Lắp công tắc bật / tắt ở mặt bên của bo mạch đối diện với ổ cắm bộ sạc.

Bước 6: Dây điện

Dải cách điện khoảng một inch ra khỏi đầu dây lõi rắn. Gắn dây không cách điện vào một trong các đầu cuối trên động cơ rung. Lặp lại quá trình này cho thiết bị đầu cuối khác.

Bước 7: Nối dây trong động cơ

Đặt động cơ ở giữa cạnh của bảng sao cho đối trọng của nó treo qua mép. Chèn từng dây động cơ qua một trong các ổ cắm trên các mặt tương ứng của bảng mạch và hàn chúng vào vị trí.

Bước 8: Thêm dây

Gắn các dây nối đất màu đen vào giữa ổ cắm 2 chân cái, chân nối đất trên tụ điện và một trong các chân của động cơ. Điều quan trọng là phải kết nối chính xác giữa chân nối đất trên ổ cắm và siêu tụ điện. Nếu bạn đảo ngược nó và sạc ngược tụ điện, những điều rất tồi tệ có thể xảy ra. Vì vậy,… hãy kiểm tra kỹ điều này và đảm bảo rằng bạn đang làm đúng. Khi cắm phích cắm, chân nối đất phải được nối với chân có đánh dấu âm trên tụ điện. Khi bạn hoàn toàn chắc chắn rằng bạn đã kết nối đất đúng, hãy hàn một dây màu đỏ giữa chân giữa trên công tắc và chân dương trên tụ điện. Đồng thời, hàn một dây màu đỏ giữa một trong các chân bên ngoài của công tắc và động cơ. Cuối cùng, hàn một dây xung quanh thân động cơ. Điều này không nên được kết nối điện với bất kỳ thứ gì. Nó chỉ giữ động cơ tại chỗ.

Bước 9: Điện trở sạc

Hàn điện trở 100 ohm giữa chân điện áp trên ổ cắm điện và chân không sử dụng trên công tắc. Điện trở này được sử dụng để sạc. Nếu chúng ta không sử dụng điện trở, siêu tụ điện sẽ cố gắng hút nhiều dòng điện nhất có thể từ bộ sạc. Sự đột ngột này về cơ bản sẽ giống như một sợi dây ngắn và có thể làm hỏng nó, hoặc nếu nó có mạch bảo vệ, thì không làm gì cả. Điện trở chúng ta đang sử dụng đã được tính toán bằng Định luật Ohm. Để an toàn, tôi đã tăng giá trị lên một chút vì điện trở không hoàn hảo và sẽ không thể gây hại nếu có thêm một chút nữa. Tất cả những điều đó đã nói lên rằng, siêu tụ điện cụ thể đang được sử dụng ở đây có điện trở nội tương đối cao. Điều này có nghĩa là nó không lấy năng lượng từ điện tích nhanh như một siêu tụ điện bình thường. Trên thực tế, phải mất một thời gian dài để sạc (khoảng một giờ thay vì 10 giây). Điện trở chúng tôi đang sử dụng có thể không cần thiết và thực sự có thể làm chậm thời gian sạc một chút. Tuy nhiên, tôi đã bao gồm điện trở trong trường hợp ai đó quyết định sử dụng một siêu tụ điện khác. Bạn có thể tự hỏi tại sao tôi lại chọn sử dụng cái này nếu nó sạc quá chậm. Chà, nó chứa 15F điện và chỉ bằng một phần nhỏ so với siêu tụ điện bình thường. Về cơ bản, chiếc nắp nhỏ này chứa năng lượng gấp 3 lần so với một siêu tụ điện có kích thước gấp 5 lần. Có thể mất một lúc để sạc, nhưng nó có thể chạy trong một thời gian tương đối dài.

Bước 10: Cắt dây

Cắt 4 sợi dây lõi đặc 4 để làm chân của robot.

Bước 11: Gắn chân

Hàn hai đầu của mỗi dây vào các góc của bảng mạch để tạo ra bốn vòng dây. Chúng không được kết nối điện với bất kỳ thành phần thực tế nào trên bảng mạch.

Bước 12: Định hình chân

Tạo hình tất cả bốn dây thành chân khi bạn thấy phù hợp. Tôi đã cung cấp cho mỗi người một chân vòng lặp nhỏ, nhưng có lẽ có một thiết kế khác có thể hoạt động tốt hơn. Hãy thoải mái thử nghiệm với hình thức và thẩm mỹ. Không có câu trả lời đúng thực sự.

Bước 13: Xác định cực

Chúng tôi sẽ sử dụng bộ chuyển đổi AC sang DC 'wall wart' để sạc vibrobot. Để làm được điều này, trước hết chúng ta cần xác định cực tính của phích cắm nối với ổ điện trên tường để xác định đầu nào là dương và đầu nào là nối đất. Cắm bộ chuyển đổi 2 dây vào ổ cắm ở cuối cáp. Sử dụng cài đặt điện áp trên đồng hồ vạn năng của bạn để đo điện áp tắt của bộ điều hợp. Nếu bạn thấy điện áp dương thì dây nối với đầu dò màu đỏ là cực dương và dây nối với đầu dò màu đen là dây nối đất. Đánh dấu các dây này để phân biệt chúng nếu chúng chưa được đánh dấu.

Bước 14: Trình kết nối

Hàn các ổ cắm kim loại cho đầu nối 2 chân cái vào đầu mỗi dây của bộ đổi nguồn 2 dây. Ghi lại tab căn chỉnh trên phích cắm. Nếu tab căn chỉnh hướng về phía bạn và đầu nối hướng lên, mặt đất phải ở bên trái và nguồn điện phải ở bên phải. Nén các mấu kim loại ở cuối mỗi chốt rồi cắm cả hai vào ổ cắm thích hợp của phích cắm bằng cách ấn chặt. đúng.

Bước 15: Sạc nó lên

Để sạc nó lên, hãy đảm bảo rằng công tắc ở vị trí sạc (tức là động cơ không chạy), và cắm keo điện tử vào ổ cắm. Bạn có thể để nó cắm vào bộ sạc bao lâu tùy ý. Tụ điện sẽ ngừng sử dụng điện sau khi nó được sạc và vẫn ổn. Tụ điện không giống như pin có thời hạn sử dụng giảm đi nếu bạn để chúng sạc quá lâu mà không có mạch bảo vệ.

Bước 16: Năng lượng mặt trời

Nếu bạn muốn đưa robot của mình ra khỏi lưới điện, bạn có thể thêm một bảng điều khiển năng lượng mặt trời nhỏ để sạc tụ điện khi động cơ không được sử dụng.

Bước 17: Mở rộng mạch

Để làm cho mạch này chạy bằng năng lượng mặt trời, chúng ta cần thêm hai thành phần bổ sung, một tấm pin mặt trời và một diode. Tấm pin năng lượng mặt trời phải được đánh giá là có điện áp thấp hơn tụ điện và được đặt song song với tụ điện. Vì tụ điện của chúng tôi được đánh giá là 5,6V, sử dụng bảng điều khiển năng lượng mặt trời 4V sẽ an toàn để sạc nó. Đừng lo lắng quá nhiều về điốt là gì. Chúng sẽ được thảo luận sâu hơn trong một bài học trong tương lai. Còn bây giờ, bạn chỉ cần biết rằng tất cả những gì diode đang làm là ngăn dòng điện từ tụ điện chảy ngược qua tấm pin mặt trời khi không có ánh sáng mặt trời chiếu vào nó.

Bước 18: Thêm một Diode

Đơn giản chỉ cần kết nối phần cuối của diode có vạch với chân trên công tắc nơi kết nối điện trở 100 ohm. Kết nối chân diode khác với bất kỳ miếng hàn nào chưa sử dụng trên bo mạch.

Bước 19: Đi dây bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Gắn một dây lõi rắn màu đỏ vào cực dương trên bảng điều khiển năng lượng mặt trời và một dây màu đen cho cực âm. Lý do chúng tôi thay thế dây hiện tại bằng dây lõi rắn là vì những dây mới cứng hơn này sẽ giữ bảng điều khiển năng lượng mặt trời ở vị trí thẳng đứng phía trên bề mặt của bảng.

Bước 20: Kết nối Bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Kết nối với nhau dây màu đỏ từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời với chân không sử dụng trên diode. Kết nối dây màu đen từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời với bất kỳ kết nối đất nào khác trên bảng. Robot của bạn hiện được cung cấp năng lượng tái tạo. Bây giờ đã đến lúc bật robot của bạn và thả lỏng nó.

Bạn có thấy điều này hữu ích, vui vẻ hay giải trí không? Theo dõi @madeineuphoria để xem các dự án mới nhất của tôi.