Robotický vták: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tento projekt vám ukáže, ako sa robí robotický vták, ktorý pije vodu.

Vtáka, ktorý pracuje, môžete sledovať vo videu.

Oscilátor je vyrobený z jednoduchého klopného obvodu, ktorý sa spustí, keď sa vták dotkne jedného z dvoch kontaktov.

Zásoby

Budete potrebovať:

- súprava prevodovky, - jednosmerný motor (nepotrebujete vysokovýkonný motor, nepoužívajte nízkoprúdový motor, ktorý nebude schopný otáčať veľkú hmotnosť tela vtáka), - drôt 2 mm alebo 1,5 mm, - drôt 0,9 mm, - 9 V batéria na napájanie relé alebo inej batérie, ak nemôžete nájsť 9 V relé. Obvod by mal fungovať minimálne 3 V alebo dokonca 2 V v závislosti od komponentov, ktoré používate. Ak používate napájanie 3 V, použite relé, ktoré zapne najmenej 2 volty, pretože napätie batérie bude s vybíjaním batérie časom klesať, - relé DPDT (dvojpólový dvojitý hod) (12 V relé môže fungovať s 9 V), - dve 1,5 V batérie alebo nastaviteľný zdroj napájania jednosmerného motora. Dve 1,5 V batérie umiestnené v sérii poskytnú 3 V, čo je typické napätie potrebné pre väčšinu malých jednosmerných motorov. 3 V však nie je vhodný pre všetky motory. Použite vhodné napätie, aby motor poskytol dostatok energie na otáčanie veľkej kovovej hmotnosti tela vtáka. Pri objednávke online alebo nákupe v obchode si overte špecifikácie. Preto by mohol byť dobrý nápad nastaviteľný zdroj napájania.

- dva univerzálne PNP BJT (bipolárne prepojovacie tranzistory) (2N2907A alebo BC327), nepoužívajte BC547 ani iné lacné nízkonapäťové tranzistory, - dva univerzálne NPN BJT (2N2222 alebo BC337) alebo jeden univerzálne NPN a jeden výkonový tranzistor BJT NPN (TIP41C), nepoužívajte BC557 ani žiadne iné lacné nízkonapäťové tranzistory, - dva tranzistory 2N2907A alebo BC337 (môžete použiť TIP41C výkonový tranzistor na pohon relé namiesto 2N2907A/BC337), - tri odpory 2,2 kohm, - štyri 22 kohmové odpory, - jeden 2,2 ohmový vysoko výkonný odpor (voliteľné - môžete použiť skrat), - jedna dióda na všeobecné použitie (1N4002), - spájkovačka (voliteľné - drôty môžete skrútiť dohromady), - drôty (veľa farieb).

Krok 1: Zostavte prevodovku

Zvoľte prevodový pomer 344,2: 1, čo je maximálny výkon a najnižšie otáčky.

Môžete si kúpiť zmontovanú prevodovku alebo ju použiť zo starého auta na diaľkové ovládanie. Ak sú otáčky vysoké, vždy môžete znížiť napájacie napätie motora.

Krok 2: Vytvorte stojan pre vtáka

Stojan je vyrobený väčšinou z 2 mm tvrdého drôtu. Je 10 cm dlhý, 10 cm široký a 16 cm vysoký.

Krok 3: Vytvorte telo vtáka

Vták je vysoký 30 cm a je vyrobený prevažne z 2 mm tvrdého drôtu.

Potom, čo vyrobíte vtáka, ho pripevníte na ozubené kolesá z drôtu 0,9 mm.

Snažte sa, aby bolo telo vtáka čo najmenšie, a pritom sa uistite, že sa dotýka koncoviek drôtu. Použitie 1,5 mm kovového drôtu namiesto 2 mm kovového drôtu zníži hmotnosť tela vtáka a zvýši šance, že táto pohyblivá socha bude skutočne fungovať, pretože malý jednosmerný motor nemusí byť schopný presunúť veľkú hmotnosť tela vtáka.

Krok 4: Pripojte vtáka k stojanu

Vtáka pripevnite na stojan drôtikom 0,9 mm.

Krok 5: Pripojte elektronické terminály

Pripojte predný a zadný terminál. Zadný terminál je vyrobený z ohybu drôtu 0,9 mm v tvare polkruhu (pozorne si pozrite obrázok).

Potom pripojte 2 mm vodič k dokončeniu k prednému terminálu.

Krok 6: Vytvorte obvod

Obvod kričí je klopný obvod, ktorý ovláda relé.

„Vtáčí front“je predný terminál.

„Stojan pre vtáky“je pripojenie zadného terminálu.

Uvedený obvod zobrazuje dva prepínače riadené napätím. V skutočnosti existujú dva mechanické prepínače (dva terminály, ktoré ste pripojili v predchádzajúcom kroku) a prepínače riadené napätím boli zahrnuté iba do obvodu, pretože softvér PSpice neumožňuje mechanické súčiastky a simuluje iba elektronické alebo elektrické obvody.

Odpor 2,2 ohmu nemusí byť potrebný. Tento odpor sa používa, ak relé má vysokú indukčnosť a je skratom na dlhý čas, kým sa nezapne. Mohlo by dôjsť k spáleniu výkonového tranzistora. Ak nemáte výkonový tranzistor, umiestnite paralelne niekoľko tranzistorov NPN a spojte všetky tri svorky k sebe (pripojte základňu k základni, kolektor ku kolektoru a emitor k emitoru). Táto metóda sa používa na redundanciu a na zníženie rozptýlenia výkonu cez každý tranzistor.

Chladič na tranzistore nie je súčasťou dodávky. Pretože je tranzistor nasýtený, je stratový výkon veľmi nízky. Rozptýlenie výkonu však závisí od relé. Ak relé spotrebúva vysoký prúd, mal by byť zahrnutý chladič.

Modely rozptylu chladiča sú uvedené v simulácii obvodu. Môžete použiť ktorýkoľvek z týchto dvoch spôsobov. V týchto dvoch modeloch sa na modelové teploty používa analógia obvodu. Ak nie je k dispozícii žiadny chladiaci ventilátor a nie je v ňom žiadna skrinka, je zodpovedajúci tepelný odpor nulový. Musíte predpokladať, že zariadenie sa môže v boxe zahriať. Rozptýlenie výkonu je prúd, teplota je potenciál napätia a odpor je tepelný odpor.

Takto vyberiete odpor chladiča a odporu chladiča:

Strata energie = Vce (napätie emitora kolektora) * Ic (prúd kolektora)

Vce (napätie emitora kolektora) = 0,2 voltu (približne) počas nasýtenia. Ic = (Napájanie - 0,2 V) / Odpor relé (keď je zapnuté)

Môžete pripojiť ampérmeter a skontrolovať, koľko prúdu relé spotrebuje, keď je zapnuté.

Odpor chladiča + odpor puzdra k chladiču = (maximálna teplota tranzistorového spojenia - maximálna izbová alebo okolitá teplota) / stratový výkon (watty) - tepelný odpor spojenia s puzdrom

Maximálne teploty tranzistora a tepelných odporov spoja k puzdru sú uvedené v špecifikáciách tranzistora.

Odolnosť puzdra voči chladiču závisí od zmesi prenášajúcej teplo, materiálu tepelnej podložky a tlakového upevnenia.

Čím vyšší je stratový výkon, tým nižší by mal byť odpor chladiča. Väčšie chladiče budú mať nižšie tepelné odpory.

Dobrou možnosťou je vybrať chladič s nízkou tepelnou odolnosťou, ak týmto vzorcom nerozumiete.

Krok 7: Pripojte relé

Relé nemusí byť relé vysokého prúdu. V skutočnosti to musí byť relé nízkeho prúdu. Majte však na pamäti, že motor bude čerpať vysoké prúdy, ak sa zastaví kvôli mechanickým problémom, ako sú problémy s prevodovkou. Preto som sa rozhodol nepoužívať na pohon motora tranzistory. Existujú však obvody mostíkových tranzistorov H a obvodov mostíkových rezistorov H, ktoré je možné použiť na pohon motorov.

Krok 8: Pripojte napájanie

Projekt je teraz dokončený.

Vtáka môžete vidieť pracovať na videu.