Робот-птица: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом проекте показано, как сделать птицу-робота, которая пьет воду.

Посмотреть, как работает птица, можно на видео.

Генератор состоит из простой триггерной схемы, которая срабатывает, когда птица касается одного из двух контактов.

Запасы

Тебе понадобится:

- комплект коробки передач, - двигатель постоянного тока (вам не нужен двигатель большой мощности, не используйте двигатель с низким током, который не сможет вращать большую массу тела птицы), - проволока 2 мм или 1,5 мм, - проволока 0,9 мм, - Батарея 9 В для питания реле или другой аккумулятор, если вы не можете найти реле 9 В. Схема должна работать при минимальном напряжении 3 В или даже 2 В в зависимости от используемых компонентов. Если вы используете источник питания 3 В, используйте реле, которое включает не менее 2 вольт, потому что напряжение батареи со временем будет падать по мере разряда батареи.

- реле DPDT (двухполюсное двойное направление) (реле 12 В может работать с 9 В), - две батареи на 1,5 В или регулируемый источник питания для питания двигателя постоянного тока. Две батареи на 1,5 В, установленные последовательно, обеспечат 3 В, что является типичным напряжением, требуемым для большинства небольших двигателей постоянного тока. Однако напряжение 3 В подходит не для всех двигателей. Используйте соответствующее напряжение для двигателя, чтобы обеспечить достаточную мощность для вращения большого металлического тела птицы. Ознакомьтесь с техническими характеристиками при заказе через Интернет или покупке в магазине. Вот почему регулируемый источник питания может быть хорошей идеей.

- два общих PNP BJT (биполярный переходный транзистор) (2N2907A или BC327), не используйте BC547 или любые другие дешевые слаботочные транзисторы, - два общих NPN BJT (2N2222 или BC337) или один общий NPN и один силовой транзистор BJT NPN (TIP41C), не используйте BC557 или другие дешевые слаботочные транзисторы, - два транзистора 2N2907A или BC337 (вы можете использовать TIP41C силовой транзистор для управления реле вместо 2N2907A / BC337), - три резистора 2,2 кОм, - четыре резистора 22 кОм, - один резистор высокой мощности 2,2 Ом (опционально - можно использовать короткое замыкание), - один диод общего назначения (1N4002), - паяльник (по желанию - провода можно скрутить), - провода (много цветов).

Шаг 1: соберите коробку передач

Выберите передаточное число 344,2: 1, что соответствует максимальной мощности и самой низкой скорости.

Вы можете приобрести коробку передач в сборе или использовать ее от старого автомобиля с дистанционным управлением. Если скорость слишком высокая, вы всегда можете уменьшить напряжение питания двигателя.

Шаг 2: Создайте подставку для птицы

Подставка сделана в основном из проволоки толщиной 2 мм. Его длина 10 см, ширина 10 см и высота 16 см.

Шаг 3: Создайте тело птицы

Птица 30 см в высоту и сделана в основном из проволоки толщиной 2 мм.

После изготовления птички прикрепите ее к шестеренкам из проволоки 0,9 мм.

Постарайтесь сделать тело птицы как можно меньше, но убедитесь, что оно касается клемм проводов. Использование 1,5-миллиметровой металлической проволоки вместо 2-миллиметровой металлической проволоки уменьшит вес тела птицы и увеличит шансы на то, что эта движущаяся скульптура действительно работает, потому что маленький двигатель постоянного тока может быть не в состоянии перемещать большую массу тела птицы.

Шаг 4: прикрепите птицу к подставке

Прикрепите птицу к подставке проволокой 0,9 мм.

Шаг 5: Присоедините электронные клеммы

Присоедините переднюю и заднюю клеммы. Задний вывод сделан из проволочного изгиба 0,9 мм в форме полукруга (внимательно посмотрите на изображение).

Затем прикрепите 2-миллиметровый провод в комплекте к передней клемме.

Шаг 6: сделайте схему

Схема представляет собой триггерную схему, которая управляет реле.

«Птичий фронт» - это передний терминал.

«Подставка для птиц» - это задний вывод.

Показанная схема отображает два переключателя, управляемых напряжением. На самом деле есть два механических переключателя (две клеммы, которые вы подключили на предыдущем шаге), и переключатели, управляемые напряжением, были включены только в схему, потому что программное обеспечение PSpice не позволяет использовать механические компоненты и только моделирует электронные или электрические цепи.

Резистор 2,2 Ом может не понадобиться. Этот резистор используется, если реле имеет высокую индуктивность, происходит короткое замыкание в течение длительного времени, пока не включится. Это может сжечь силовой транзистор. Если у вас нет силового транзистора, поместите несколько NPN-транзисторов параллельно, соединив все три терминала друг с другом (соедините базу с базой, коллектор с коллектором и эмиттер с эмиттером). Этот метод используется для резервирования и уменьшения рассеиваемой мощности на каждом транзисторе.

Радиатор на транзисторе в комплект не входит. Поскольку транзистор насыщен, рассеиваемая мощность очень мала. Однако рассеиваемая мощность зависит от реле. Если реле потребляет большой ток, необходимо включить радиатор.

Модели рассеивания радиатора показаны в схемотехническом моделировании. Вы можете использовать любой из двух. В двух моделях используется аналогия схемы для модельных температур. Если нет охлаждающего вентилятора и кожуха, то соответствующее тепловое сопротивление равно нулю. Приходится предполагать, что внутри коробки устройство может сильно нагреться. Рассеиваемая мощность - это ток, температура - это потенциал напряжения, а сопротивление - это тепловое сопротивление.

Вот как вы выбираете сопротивление радиатора и сопротивление корпуса к радиатору:

Рассеиваемая мощность = Vce (напряжение коллектора-эмиттера) * Ic (ток коллектора)

Vce (напряжение коллектор-эмиттер) = 0,2 В (приблизительно) во время насыщения. Ic = (Электропитание - 0,2 В) / Сопротивление реле (когда включено)

Вы можете подключить амперметр, чтобы проверить, сколько тока потребляет реле во включенном состоянии.

Сопротивление радиатора + сопротивление корпуса к радиатору = (максимальная температура перехода транзистора - максимальная температура помещения или окружающей среды) / рассеиваемая мощность (ватты) - тепловое сопротивление перехода к корпусу

Максимальные температуры перехода транзистора и тепловое сопротивление перехода к корпусу указаны в технических характеристиках транзистора.

Сопротивление корпуса к радиатору зависит от теплопередающей смеси, материала термошайбы и давления.

Таким образом, чем выше рассеиваемая мощность, тем меньше должно быть сопротивление радиатора. Радиаторы большего размера будут иметь меньшее тепловое сопротивление.

Хороший вариант - выбрать радиатор с низкой термостойкостью, если вы не разбираетесь в этих формулах.

Шаг 7: прикрепите реле

Реле не обязательно должно быть сильноточным. На самом деле это должно быть слаботочное реле. Однако имейте в виду, что двигатель будет потреблять большие токи, если он остановится из-за механических проблем, таких как проблемы с коробкой передач. Вот почему я решил не использовать транзисторы для привода двигателя. Однако существуют схемы H-мостовых транзисторов и H-мостовые резистивные схемы, которые можно использовать для управления двигателями.

Шаг 8: Подключите питание

Теперь проект завершен.

Вы можете увидеть, как работает птица на видео.