Supercapacitor Vibrobot: 20 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

V tomto projekte využijeme výhody superkondenzátorov na napájanie vibrobota. Inými slovami, budeme používať kondenzátory 15F na napájanie vibračných motorov na výrobu robotov, ktoré sa pohybujú prostredníctvom vibrácií. Základný model má vypínač/nabíjačku a nabíjací port, ktorý umožňuje nabíjanie medzi jednotlivými spôsobmi použitia. Pokročilejšia verzia tiež obsahuje malý solárny článok, ktorý ho nechá nabíjať slnkom, keď sa nepoužíva. Ak sa chcete dozvedieť viac o kondenzátoroch, pozrite sa na triedu elektroniky. A keby ste mali roboty na mozgu, mám aj triedu robotov!

Krok 1: Materiály

Na projekt tejto lekcie budete potrebovať:

(x1) 15k superkondenzátor (x1) odpor 100 ohmov (x1) vibračný motor (x1) doska s plošnými spojmi (x1) prepínač SPDT s otvorom (x1) sada 2-kolíkových konektorov JST-XHP s konektorom samec a samica (x1) 2-vodičové napájanie adaptér (x1) Nastaviteľné napájanie Voliteľné: (x1) 4V solárny panel (x1) 1N4001 dióda

(Všimnite si toho, že niektoré odkazy na tejto stránke sú prepojeniami s pridruženými spoločnosťami. Na cene položky sa tým nič nemení. Všetky získané výnosy reinvestujem do vytvárania nových projektov. Ak by ste chceli akékoľvek návrhy na alternatívnych dodávateľov, dajte mi prosím vedieť vedieť.)

Krok 2: Okruh

Okruh vibrobotov je pomerne priamy. Existuje nabíjací výkon, ktorý má napájanie a uzemnenie. Uzemnenie je spojené s kondenzátorom a motorom. Vstup energie ide do prepínača SPDT cez odpor obmedzujúci prúd 100 ohmov. Prepínač SPFT prepína kladné spojenie kondenzátora medzi nabíjačkou a motorom. Týmto spôsobom umožňuje nabíjanie kondenzátora vstupným portom alebo napájanie motora.

Krok 3: Pripojte kondenzátor

Začnime obvodovú dosku spájkovaním superkondenzátora na miesto. Všimnite si, že kondenzátor má v spodnej časti kovovú dosku pripojenú k napájaciemu kolíku. Musíte byť obzvlášť opatrní, aby ste omylom neskratili napájanie tým, že sa spodok kondenzátora dotkne akýchkoľvek radov zbernice na doske plošných spojov, ktoré môžu byť pripojené k zemi. Aby som tomu ľahko zabránil, nainštaloval som svoj kondenzátor pod uhlom 45 stupňov obkolesujúcim stred dosky. Toto usporiadanie zaisťuje, že skrat medzi energiou a zemou, ako je tento, pravdepodobne nenastane.

Krok 4: Nainštalujte zásuvku

Ďalšou vecou, ktorú je potrebné nainštalovať, je zásuvka zásuvky. Umiestnite to na rovnakú stranu dosky ako uzemňovací vodič kondenzátora. Umiestnite ho niekde do stredu tak, aby priehlbina pre jazýček zástrčky smerovala von od dosky. Všimnite si, že pod doskou na obrázku spájkovania mám niečo zaseknuté. Toto má držať komponent na mieste, kým ho spájkujem.

Krok 5: Prepnite

Nainštalujte vypínač on/off na boku dosky oproti zásuvke nabíjačky.

Krok 6: Drôty

Z konca drôtu s plným jadrom odstráňte asi palec izolácie. Pripojte neizolovaný vodič k jednej zo svoriek vibračného motora. Tento postup zopakujte pre druhý terminál.

Krok 7: Vodič v motore

Motor umiestnite do stredu na okraj dosky tak, aby jeho protizávažie viselo nad okrajom. Vložte každý vodič motora do jednej zo zásuviek na príslušných stranách dosky plošných spojov a spájkujte ich na mieste.

Krok 8: Ďalšie zapojenie

Pripojte čierne uzemňovacie vodiče medzi 2-kolíkovú zásuvku, uzemňovací kolík na kondenzátore a jeden z kolíkov motora. Je dôležité správne prepojiť uzemňovací kolík zásuvky a superkondenzátor. Ak by ste to obrátili a nabili kondenzátor dozadu, môžu sa stať veľmi zlé veci. Takže … dvakrát to skontrolujte a uistite sa, že to robíte správne. Keď je zástrčka zasunutá, uzemňovací kolík by mal byť prepojený s kolíkom so záporným označením na kondenzátore. Keď ste si úplne istí, že máte správne uzemňovacie spojenia, spájkujte červený vodič medzi stredový kolík na prepínači a kladný kolík na kondenzátore. Červený vodič tiež spájkujte medzi jeden z vonkajších kolíkov spínača a motora. Nakoniec spájkujte drôt okolo telesa motora. Toto by nemalo byť k ničomu elektricky pripojené. Jednoducho drží motor na svojom mieste.

Krok 9: Nabíjací odpor

Spájajte 100 ohmový odpor medzi kolíkom napätia na elektrickej zásuvke a nepoužitým kolíkom na prepínači. Tento odpor sa používa na nabíjanie. Ak by sme nepoužili odpor, superkondenzátor sa pokúsi odoberať z nabíjačky taký prúd, aký je len možné. Tento náhly nárast bude v zásade ako krátky vodič a pravdepodobne ho poškodí, alebo ak má ochranné obvody, nerobte vôbec nič. Rezistor, ktorý používame, bol vypočítaný pomocou Ohmovho zákona. Pre istotu som mierne zvýšil hodnotu, pretože odpory nie sú dokonalé a nie je na škodu mať ich o niečo viac. Všetko uvedené, konkrétny superkondenzátor, ktorý sa tu používa, má relatívne vysoký vnútorný odpor. To znamená, že neberie energiu z náboja tak rýchlo ako normálny superkondenzátor. V skutočnosti trvá nabíjanie mimoriadne dlho (približne hodinu oproti 10 sekundám). Rezistor, ktorý používame, nemusí byť potrebný a môže skutočne trochu spomaliť časy nabíjania. Napriek tomu som zahrnul odpor pre prípad, že sa niekto rozhodne použiť iný superkondenzátor. Možno sa čudujete, prečo som sa rozhodol použiť tento, ak sa nabíja tak pomaly. Má kapacitu 15 F a je zlomkom veľkosti bežných superkondenzátorov. V zásade má táto malá čiapočka 3 -krát viac energie ako superkondenzátor, ktorý je 5 -krát väčší. Nabíjanie môže chvíľu trvať, ale môže bežať relatívne dlho.

Krok 10: Odstrihnite drôty

Odrežte štyri 4 “drôty s plným jadrom, ktoré sa majú použiť ako nohy robota.

Krok 11: Pripevnite nohy

Oba konce každého drôtu spájkujte do rohov dosky plošných spojov a vytvorte štyri drôtené slučky. Tieto by nemali byť elektricky spojené so žiadnymi skutočnými komponentmi na doske plošných spojov.

Krok 12: Vytvarujte nohy

Všetky štyri drôty vytvarujte do nôh podľa vlastného uváženia. Každému som dal malé pätky, ale možno existuje aj iný dizajn, ktorý by mohol fungovať lepšie. Nebojte sa experimentovať s formou a estetikou. Neexistuje žiadna správna odpoveď.

Krok 13: Stanovte polaritu

Na nabíjanie vibrobota použijeme prevodník na stenu na bradavicu. Aby sme to mohli urobiť, musíme najskôr určiť polaritu zástrčky pripojenej k bradavici na stene, aby sme určili, ktorý koniec je kladný a ktorý uzemnený. Zapojte 2-vodičový adaptér do zásuvky na konci kábla. Pomocou nastavenia napätia na multimetri zmerajte napätie prichádzajúce z adaptéra. Ak vidíte kladné napätie, potom je vodič pripojený k červenej sonde kladný a vodič pripojený k čiernej sonde je uzemnený. Označte tieto vodiče, aby ste ich rozlíšili, ak už nie sú označené.

Krok 14: Konektor

Kovové zásuvky pre 2-kolíkový konektor zapojte na koniec každého vodiča 2-vodičového napájacieho adaptéra. Poznačte si zarovnávací jazýček na zástrčke. Ak je zarovnávacia západka otočená k vám a konektor smeruje nahor, uzemnenie by malo byť vľavo a napájanie vpravo. Stlačte kovové úchytky na konci každého kolíka a potom ich oba zasuňte do správnej zásuvky vidlicovým zatlačením. Ak si nie ste istí, môžete zapojiť napájací adaptér a zmerať pomocou multimetra, aby ste sa presvedčili, že máte správne.

Krok 15: Nabite ho

Na nabitie sa uistite, že je vypínač v nabíjacej polohe (tj. Motor nebeží) a zapojte nástennú bradavicu do zásuvky. Môžete ho nechať zapojený v nabíjačke tak dlho, ako chcete. Kondenzátor prestane čerpať energiu, keď je nabitý, a bude v poriadku. Kondenzátory nie sú ako batérie, ktorých trvanlivosť sa zníži, ak ich necháte nabíjať príliš dlho bez ochranných obvodov.

Krok 16: Solárne

Ak chcete svojho robota odobrať zo siete, môžete pridať malý solárny panel na nabíjanie kondenzátora, keď sa motor nepoužíva. Tento doplnok je voliteľný.

Krok 17: Rozšírenie obvodu

Aby bol tento obvod napájaný slnečnou energiou, musíme pridať ďalšie dve súčiastky, solárny panel a diódu. Solárny panel by mal mať menšie napätie ako kondenzátor a mal by byť umiestnený paralelne s kondenzátorom. Pretože je náš kondenzátor dimenzovaný na 5,6 V, použitie solárneho panelu 4 V by malo byť bezpečné na jeho nabíjanie. Do obvodu medzi kladný vodič solárneho panelu a kondenzátor budeme tiež musieť pridať diódu. Zatiaľ si príliš nerobte starosti s tým, čo sú diódy. V ďalšej lekcii sa o nich bude diskutovať oveľa ďalej. Na Teraz, Len musíte vedieť, že všetko, čo dióda robí, je, že zabraňuje prúdeniu elektriny z kondenzátora dozadu cez solárny panel, keď naň nepreniká slnečné svetlo.

Krok 18: Pridanie diódy

Jednoducho spojte koniec diódy s prúžkom na kolík na spínači, kde je pripojený odpor 100 ohmov. Druhý kolík diódy zapojte do ľubovoľnej nepoužitej spájkovacej podložky na doske.

Krok 19: Zapojenie solárneho panelu

Pripojte červený drôt s plným jadrom k kladnému pólu na solárnom paneli a čierny vodič k zápornému pólu. Dôvod, prečo nahrádzame existujúci vodič drôtmi s plným jadrom, je ten, že tieto nové tuhšie vodiče budú držať solárny panel na mieste zvisle nad povrch dosky.

Krok 20: Pripojte solárny panel

Pripojte červený vodič zo solárneho panelu k nepoužitému kolíku na dióde. Pripojte čierny vodič zo solárneho panelu k akémukoľvek ďalšiemu uzemneniu na doske. Váš robot je teraz poháňaný obnoviteľnou energiou. Teraz je načase zapnúť robota a nechať ho uvoľniť.

Považovali ste to za užitočné, zábavné alebo zábavné? Ak chcete vidieť moje najnovšie projekty, sledujte @madeineuphoria.