Робот Хлопающая стрекоза BEAM из сломанной радиоуправляемой игрушки: 14 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Давным-давно у меня была модель RC стрекоза. Он никогда не работал очень хорошо, и вскоре после этого я сломал его, однако это всегда было одним из моих самых больших увлечений. На протяжении многих лет я собирал со стрекозы большую часть деталей, чтобы сделать другие проекты BEAM и тому подобное, однако я всегда оставлял коробку передач нетронутой на тот день, когда решил сделать что-то вроде этого.

Позже я надеюсь сделать больше схем луча произвольной формы, поэтому эта модель была для меня в основном экспериментом по практике пайки латунных стержней.

Запасы

Материалы

Небольшой культей

Латунный стержень и трубка (я использовал различные, как описано в шаге 1)

Сломанная радиоуправляемая игрушка-стрекоза

Электроника

BC557 и транзистор BC547

Резистор 2,2 кОм

2 красных ЛЕТА

Солнечная панель на 6 В (поскольку мы используем два FLED в качестве порогового напряжения, полное объяснение в шаге 10, наша солнечная панель должна обеспечивать> 4 В. Для двух панелей одинакового размера, одной 6 В и одной 12 В, при одинаковом освещении 6 В будет обеспечивает вдвое больший ток, чем панель на 12 В. Поэтому я выбрал панель на 6 В, чтобы схема работала при слабом освещении, но все же обеспечивала ток, достаточный для того, чтобы наша стрекоза могла регулярно хлопать крыльями)

Эмалевый медный провод

Ассортимент конденсаторов от 220-47мкФ

Один конденсатор емкостью 4700 мкФ

Шаг 1: Основа для скульптуры

Начав скульптуру с основания, я нашел подходящий участок ветки и обрезал его до нужного размера. Я просверлил отверстие 1,5 мм в дереве, чтобы вставить латунный стержень 1/16 (~ 1,6 мм) с очень плотной посадкой. Он должен быть плотным, поскольку этот латунный стержень в конечном итоге будет поддерживать всю скульптуру стрекозы.

Чтобы упростить себе задачу, я использовал различные медные стержни из мягкой и полутвердой латуни (все из металлов K&S). много изгибов, таких как тело или лицо, я выбрал мягкую латунь.

Шаг 2: конструирование крыльев

Крылья были сделаны из латунного стержня 0,8 мм (и небольшого участка 2-миллиметровой латунной трубки на каждом конце крыла).

Картинки объясняют мой процесс намного лучше, чем я мог бы на словах, но основной метод заключался в том, чтобы распечатать планы в масштабе 1: 1. Затем я клал латунный стержень поверх планов и сгибал каждую часть, пока она не совпадала с рисунком. Затем я припаял каждую секцию на место, часто пока латунь еще лежала на чертеже. Латунь отводит больше тепла, чем тонкая ножка компонента, но в остальном это похоже на спайку цепи.

Этот проект был в основном просто практикой для более сложных и более эстетичных схем произвольной формы, чем я делал, поэтому эти крылья были для меня отличным способом попрактиковаться в конструировании и свободном формировании чисто эстетической «схемы» из латуни.

Когда латунь нагревается до температуры пайки, она окисляется почти до розового цвета. Я удалил это с помощью небольшого количества брассо и / или зубной щетки и горячей воды. Брассо работает намного лучше, но в некоторые области трудно попасть.

Шаг 3: конструирование головы (1/2)

Дизайн головы я не включил в планы, так как я просто набросал его в общих чертах и проектировал по ходу работы. (Позже выяснилось, что это моя наименее любимая часть стрекозы, интересно, что это говорит о хорошем планировании.)

Головка была сделана из смеси 1/16 мягкой латуни и 0,8-миллиметрового латунного стержня.

Голова была собрана так же, как и крылья. Один совет, который я понял при изготовлении этих деталей, заключается в том, что трудно удерживать детали на месте и делать хорошие паяные соединения, поэтому я бы не стал так сильно беспокоиться о чистоте моих паяных соединений, пока я не закрепил деталь по крайней мере. другое место. Как только у меня были эти грубые, обычно холодные паяные соединения, удерживающие деталь на месте, я мог вернуться к другим точкам крепления для этой детали и немного почистить свои соединения. Почти как прихватка.

Я оставил длинный хвост, отходящий от головы, который будет использоваться для прикрепления головы к туловищу, а также действует как брюшко стрекозы.

Шаг 4: конструирование тела (1/2)

Корпус был сделан из мягкой латуни 3/32, а задняя часть была сделана из полутвердого латунного стержня 1/16, который вставляется в трубку 3/32 сзади. Я сделал это так, потому что мне пришлось несколько раз снимать и перепаять заднюю часть при сборке, чтобы проверить механизмы крыльев и тому подобное, и таким образом мне нужно было бы распаять только один сустав вместо двух.

Шаг 5: конструирование тела (2/2)

Наконечники крыла были сделаны из латунных трубок (2 мм в данном случае, что было немного больше для крыльев 0,8 мм, но я просто немного их обжал) с небольшими частями латунной трубки 3/32 для скольжения по задней части корпуса. Все это можно было сделать в британской или метрической системе. Просто у меня в любом случае есть латунь таких размеров.

Было сделано четыре одинарных соединения и два двойных соединения с дополнительным поворотным отверстием, которое облегчало бы фактический взмах крыльев. В итоге я провел несколько тестов с оригинальными пластиковыми соединителями крыльев и понял, что они работают слишком хорошо, и я не стал возиться с заменой всего на латунь. Я часто склонен чрезмерно усложнять подобные механизмы и вводить слишком большое трение, чтобы что-либо работало, особенно с небольшим количеством энергии, вырабатываемой солнечной панелью.

Шаг 6: конструирование головы (2/2)

Затем я зажал два красных мигающих светодиода (или FLED) в голове и подключил их последовательно. Затем я взял два отрезка эмалированного медного провода и соединил их с оставшимися ножками FLED.

(На этой фотографии вы также можете увидеть, как я пытался разными способами заставить взмахнуть крыльями)

Шаг 7: изменение механизма игрушки стрекозы

Чтобы механизм игрушки соответствовал нашей модели, потребовалось немного доработать. Основная цель этих модификаций заключалась в том, чтобы удалить все ненужные структурные компоненты и повернуть шестерни и двигатель вверх, чтобы они занимали меньше места (поскольку ранее шестерни и двигатель двигались назад по отношению к крыльям и оставляли много неиспользуемого пространства, так как вы можете увидеть на втором фото).

Я начал с отрезания ног. Затем я удалил штифт, удерживающий две части крыла на их опоре, а затем отрезал опору полностью вместе со всеми другими опорами, за исключением тех, которые удерживают двигатель и шестерни на месте, а также небольшую секцию, которую я буду использовать для закрепления механизма. на туловище стрекозы.

Шаг 8: Присоединение игрушечного механизма Стрекоза к нашему роботу BEAM

Я согнул оставшуюся часть, отходящую от головы стрекозы, в положение, достаточное для размещения двигателя и шестерен. Затем я извлек из основания опорный латунный стержень, который мы согнули на шаге 1, и припаял его вдоль живота. На фотографиях вы можете увидеть, как эта опора выходит из передней части живота.

Я также снял заднюю часть, нарезал на нее все неровности коннектора крыла и перепаял заднюю часть.

Наконец, я использовал термоусадочную трубку, чтобы удерживать небольшую опору, которую мы оставили на зубчатом механизме, на животе.

Шаг 9: конструирование хвоста

Хвост был сделан из двух длинных секций мягкой латуни, к которым я припаял параллельно ряд конденсаторов. Эти конденсаторы добавлены к ~ 2200 мкФ, чего было достаточно, однако я добавил еще 4700 мкФ, как я объясняю на шаге 13.

Шаг 10: Классическая схема солнечного двигателя на основе FLED

Есть много руководств о том, как произвольно сформировать схему солнечного двигателя на основе FLED, но я поделюсь своим любимым способом.

Если вы не знакомы с тем, что делает солнечный двигатель, я бы порекомендовал прочитать это

Наш солнечный двигатель просто накапливает энергию от солнечной панели в конденсаторах до тех пор, пока напряжение на конденсаторах не достигнет определенного порога, в этот момент он сбрасывает всю энергию в двигатель или катушку или что-то еще, что вы хотите запитать. Это полезно, так как это означает, что наша стрекоза будет взмахивать крыльями, даже когда недостаточно света для прямого запуска двигателя.

Наше пороговое напряжение устанавливается двумя мигающими светодиодами, которые для меня дали триггерное напряжение ~ 3,8 В, и я использовал резистор 2,2 кОм, что обычно рекомендуется для стандартной нагрузки двигателя. Если у вас есть солнечная панель, которая выдает только 4 В при полном солнечном свете, большую часть дня ваша цепь не будет достигать напряжения, необходимого для срабатывания, и, следовательно, вы можете использовать другие устройства, чтобы получить более подходящее пороговое напряжение. Один красный FLED должен создавать пороговое напряжение ~ 2,4 В, а зеленый ~ 2,8 В. Добавляя последовательно сигнальные диоды, вы можете увеличить эти пороговые напряжения на 0,7 В на каждый диод. Мне просто нравится использовать 2 FLED, поскольку их можно использовать как глаза, которые слегка мигают при зарядке.

Я использовал транзисторы BC547 и BC557, которые имеют конфигурации CBE для ног, если вы используете другие типы транзисторов, например 2n222s, например, они могут иметь конфигурацию EBC, и вам придется построить схему другим способом (или таким же способом, но с транзисторы спина к спине вместо фронта вперед)

На первой и второй фотографиях вы можете увидеть единственные соединения, которые нам нужно выполнить между двумя транзисторами в соответствии со схемой на странице Solarbotics. Остальные фотографии показывают, как я устанавливаю эти связи. Здесь полезно использовать клейкую ленту, чтобы скрепить небольшие компоненты во время пайки.

Я не буду показывать, как именно формировать схему, поскольку я умоляю вас понять схему и как соединить ее вместе, а не просто копировать мои точные соединения. Вот как я начал создавать такие схемы, и очень легко ошибиться и почти невозможно устранить неполадки, если вы не понимаете, зачем вы подключаете компоненты, что очень разочаровывает. Мы надеемся, что небольшое дополнительное исследование избавит вас от многих душевных страданий.

Шаг 11: Собираем все вместе (1/2)

Затем я поместил свой солнечный двигатель в основание хвоста, припаял его на место и отрезал все до нужной длины.

Затем я скрутил провода двигателя и провода FLED и отрезал их до нужной длины, прежде чем припаять их к солнечному двигателю, как показано.

Шаг 12: Собираем все вместе (2/2)

Еще два отрезка эмалированной медной проволоки были припаяны к солнечной панели, скручены и отрезаны до нужной длины. Панель была прикреплена к пню с помощью двусторонней ленты из вспененного материала, а проволока была скручена с опорой для стрекозы и припаяна к хвостовику / солнечному двигателю.

Шаг 13: Добавление секретного конденсатора (тсс, никому не говори)

Модель работала хорошо, однако при слабом освещении, разряда конденсаторов емкостью ~ 2200 мкФ было достаточно только для очень небольшого движения крыльев, поскольку к тому времени, когда двигатель преодолел инерцию крыльев, его источник питания закончился. Следовательно, добавив еще 4700 мкФ, крылья могут делать почти полный взмах за каждый цикл солнечного двигателя.

Поскольку я хотел сохранить внешний вид модели, я решил спрятать конденсатор, просверлив отверстие в основании под солнечной панелью.

Шаг 14: Заключительные мысли

Взмах крыльев вызывает значительное колебание, и из-за того, что я задирал нижнюю часть культи, основание слегка выпукло. Все это заставляет модель немного раскачиваться, поэтому в какой-то момент мне нужно будет найти резиновые ножки.

Главный приз конкурса Make it Move