Supercapacitor Vibrobot: 20 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šim projektam mēs izmantosim superkondensatoru priekšrocības, lai darbinātu vibrobotu. Citiem vārdiem sakot, mēs izmantosim 15F kondensatorus, lai darbinātu vibrējošos motorus, lai radītu robotus, kas pārvietojas vibrāciju laikā. Pamata modelim ir ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzis un uzlādes ports, lai to varētu uzlādēt starp lietošanas reizēm. Uzlabotajā versijā ir arī neliela saules baterija, kas ļauj to uzlādēt saulei, kad tā netiek izmantota. Lai uzzinātu vairāk par kondensatoriem, skatiet elektronikas klasi. Un vai jums vajadzētu būt robotiem smadzenēs, man ir arī robotu klase!

1. solis: materiāli

Šīs nodarbības projektam jums būs nepieciešams:

(x1) 15F superkondensators (x1) 100 omu rezistors (x1) vibrējošais motors (x1) shēmas plate (x1) SPDT caururbšanas slēdzis (x1) JST-XHP divu kontaktu vīriešu un sieviešu savienotāju komplekts (x1) 2 vadu jauda adapteris (x1) regulējams sprieguma padeve Pēc izvēles: (x1) 4V saules panelis (x1) 1N4001 diode

(Ņemiet vērā, ka dažas no šajā lapā esošajām saitēm ir saistītās saites. Tas nemaina preces izmaksas jums. Es visus ieguldītos līdzekļus ieguldu jaunu projektu veidošanā. Ja vēlaties saņemt ieteikumus alternatīviem piegādātājiem, lūdzu, ļaujiet man zinu.)

2. solis: ķēde

Vibrobotu ķēde ir diezgan vienkārša. Ir uzlādes jauda, kurai ir strāvas un zemes savienojums. Zeme tiek savienota ar kondensatoru un motoru. Jauda tiek ievadīta uz SPDT slēdzi caur 100 omu strāvas ierobežošanas rezistoru. SPFT slēdzis pārslēdz kondensatora pozitīvo savienojumu starp lādētāju un motoru. Tādā veidā tas ļauj kondensatoru uzlādēt no ieejas porta vai darbināt motoru.

3. solis: pievienojiet kondensatoru

Sāksim shēmas plati, pielodējot superkondensatoru. Ievērojiet, ka kondensatora apakšā ir metāla plāksne, kas savienota ar strāvas tapu. Jums jābūt īpaši uzmanīgam, lai nejauši nenoslēgtu strāvu, kondensatora apakšai pieskaroties visām shēmas plates kopņu rindām, kuras varētu būt savienotas ar zemi. Lai to viegli novērstu, es uzstādīju savu kondensatoru 45 grādu leņķī, kas šķērsoja dēļa centru. Šī kārtība nodrošina, ka šāds īssavienojums starp strāvu un zemi, iespējams, nenotiks.

4. solis: instalējiet kontaktligzdu

Nākamā lieta, kas jāuzstāda, ir strāvas kontaktdakšas ligzda. Novietojiet to tajā pašā plāksnes pusē, kur atrodas kondensatora zemējuma vads. Novietojiet to kaut kur vidū ar spraudņa cilnes ievilkumu uz āru prom no tāfeles. Ņemiet vērā, ka lodēšanas attēlā zem tāfeles ir kaut kas iestrēdzis. Tas ir, lai noturētu komponentu vietā, kamēr es to lodēju.

5. solis: pārslēdzieties

Uzstādiet ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi tāfeles pusē, kas atrodas pretī lādētāja kontaktligzdai.

6. darbība: vadi

Noņemiet apmēram collas izolācijas no cietā stieples gala. Izolēto vadu piestipriniet pie viena no vibrējošā motora spailēm. Atkārtojiet šo procesu otram terminālim.

7. solis: motora vads

Novietojiet motoru centrā pie dēļa malas tā, lai tā pretsvars nokarātos pār malu. Ievietojiet katru motora vadu caur vienu no ligzdām, kas atrodas attiecīgajās shēmas plates pusēs, un pielodējiet tās vietā.

8. solis: vairāk vadu

Pievienojiet melnos zemējuma vadus starp divu kontaktu ligzdu, kondensatora zemējuma tapu un vienu no motora tapām. Ir ļoti svarīgi pareizi izveidot savienojumu starp kontaktligzdas zemējuma tapu un superkondensatoru. Ja jūs to mainītu un uzlādētu kondensatoru atpakaļ, var notikt ļoti sliktas lietas. Tātad … vēlreiz pārbaudiet to un pārliecinieties, vai esat to pareizi izdarījis. Kad kontaktdakša ir ievietota, zemējuma tapa jāpievieno tapai ar negatīvu marķējumu uz kondensatora. Kad esat pilnīgi pārliecināts, ka zemes savienojumi ir pareizi, lodējiet sarkano vadu starp slēdža centrālo tapu un kondensatora pozitīvo tapu. Lodējiet arī sarkanu vadu starp vienu no slēdža ārējām tapām un motoru. Visbeidzot, lodējiet vadu ap motora korpusu. Tam nevajadzētu būt elektriski savienotam ar kaut ko. Tas tikai notur motoru vietā.

9. solis: uzlādes rezistors

Lodējiet 100 omu rezistoru starp strāvas kontaktligzdas sprieguma tapu un neizmantoto tapu uz slēdža. Šo rezistoru izmanto uzlādēšanai. Ja mēs neizmantojām rezistoru, superkondensators mēģinās no lādētāja iegūt tik daudz strāvas, cik vien iespējams. Šis pēkšņais pārspriegums būtībā būs kā īss vads un, iespējams, to sabojās vai, ja tam ir aizsardzības shēma, neko nedariet. Mūsu izmantotais rezistors tika aprēķināts, izmantojot Oma likumu. Lai būtu drošībā, es nedaudz palielināju vērtību, jo rezistori nav perfekti, un tas nevar kaitēt, ja ir nedaudz vairāk. Tas viss teica, ka konkrētajam šeit izmantotajam superkondensatoram ir salīdzinoši augsta iekšējā pretestība. Tas nozīmē, ka tas neņem enerģiju no uzlādes tik ātri kā parasts superkondensators. Faktiski uzlāde prasa ārkārtīgi ilgu laiku (apmēram stundu pretstatā 10 sekundēm). Mūsu izmantotais rezistors var nebūt vajadzīgs, un tas faktiski var nedaudz palēnināt uzlādes laiku. Neskatoties uz to, esmu iekļāvis rezistoru gadījumā, ja kāds nolemj izmantot citu superkondensatoru. Jums var rasties jautājums, kāpēc esmu izvēlējies izmantot šo, ja tas uzlādējas tik lēni. Tam ir 15 F jauda, un tas ir daļa no parastajiem superkondensatoriem. Būtībā šis mazais vāciņš satur 3 reizes vairāk enerģijas nekā 5 reizes lielāks superkondensators. Uzlāde var aizņemt kādu laiku, taču tā var darboties salīdzinoši ilgi.

10. solis: nogrieziet vadus

Izgrieziet četrus 4 collu cietos vadus, ko izmantot kā robota kājas.

11. solis: piestipriniet kājas

Lodējiet abus katra stieples galus shēmas plates stūros, lai izveidotu četras vadu cilpas. Tos nedrīkst elektriski savienot ar shēmas plates faktiskajām sastāvdaļām.

12. solis: veidojiet kājas

Veidojiet visus četrus vadus kājās pēc saviem ieskatiem. Es katram iedevu mazas cilpiņas, bet varbūt ir kāds cits dizains, kas varētu darboties labāk. Jūtieties brīvi eksperimentēt ar formu un estētiku. Nav patiesas pareizas atbildes.

13. solis: nosakiet polaritāti

Lai uzlādētu vibrobotu, mēs izmantosim “sienas kārpu” maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju. Lai to izdarītu, mums vispirms jānosaka sienas kārpu savienotā kontaktdakšas polaritāte, lai noteiktu, kurš gals ir pozitīvs un kurš ir slīpēts. Pievienojiet 2 vadu adapteri kontaktligzdai kabeļa galā. Izmantojiet multimetra sprieguma iestatījumu, lai izmērītu spriegumu, kas nāk no adaptera. Ja redzat pozitīvu spriegumu, tad vads, kas savienots ar sarkano zondi, ir pozitīvs, un vads, kas savienots ar melno zondi, ir iezemēts. Atzīmējiet šos vadus, lai tos atšķirtu, ja tie vēl nav atzīmēti.

14. darbība: savienotājs

Lodējiet metāla kontaktligzdas 2 kontaktu savienotājam uz 2 vadu strāvas adaptera katra stieples gala. Piezīmējiet spraudņa izlīdzināšanas cilni. Ja izlīdzināšanas cilne ir vērsta pret jums un savienotājs ir vērsts uz augšu, zemei jāatrodas kreisajā pusē un barošanai - labajā pusē. Saspiediet metāla tapas katras tapas galā un pēc tam ievietojiet abas kontaktdakšas kontaktligzdā, stingri nospiežot tās. Ja neesat pārliecināts, varat pievienot strāvas adapteri un izmērīt ar multimetru, lai pārliecinātos, ka pareizi.

15. solis: uzlādējiet to

Lai to uzlādētu, pārliecinieties, vai slēdzis ir uzlādes stāvoklī (t.i., motors nedarbojas), un pievienojiet sienas kārpu kontaktligzdai. Jūs varat atstāt to pievienotu lādētājam tik ilgi, cik vēlaties. Kondensators pārtrauks strāvas padevi, kad tas būs uzlādēts, un būs kārtībā. Kondensatori nav līdzīgi akumulatoriem, kuru glabāšanas laiks ir samazināts, ja atstājat tos pārāk ilgu laiku bez aizsardzības shēmas.

16. solis: Saule

Ja vēlaties noņemt robotu no tīkla, varat pievienot nelielu saules paneli, lai uzlādētu kondensatoru, kad motors netiek lietots. Šis papildinājums nav obligāts.

17. darbība: ķēdes paplašināšana

Lai padarītu šo ķēdi ar saules enerģiju, mums jāpievieno divi papildu komponenti - saules panelis un diode. Saules panelis ir jānovērtē mazākam spriegumam nekā kondensatoram un jānovieto paralēli kondensatoram. Tā kā mūsu kondensatora nominālā jauda ir 5,6 V, 4V saules paneļa izmantošana ir droša tā uzlādēšanai. Mums būs jāpievieno arī diode ķēdei starp saules paneļa pozitīvo vadu un kondensatoru. Vēl neuztraucieties par to, kas ir diodes. Nākamajā nodarbībā tie tiks apspriesti daudz tālāk. Tagad, jums vienkārši jāzina, ka viss diode neļauj elektrībai no kondensatora plūst atpakaļ pa saules paneli, ja saules gaisma to nesasniedz.

18. darbība: diodes pievienošana

Vienkārši pievienojiet diodes galu ar svītru pie slēdža tapas, kur ir pievienots 100 omu rezistors. Pievienojiet otru diodes tapu jebkuram neizmantotam lodēšanas spilventiņam uz tāfeles.

19. solis: Saules paneļa vadu savienošana

Saules paneļa pozitīvajam spailim pievienojiet sarkanu viendzīslas vadu, bet negatīvam - melnu vadu. Iemesls, kāpēc mēs aizstājam esošo vadu ar cietiem vadiem, ir tāpēc, ka šie jaunie stingrākie vadi turēs saules paneli vertikāli virs dēļa virsma.

20. solis: pievienojiet saules paneli

Savienojiet sarkano vadu no saules paneļa ar neizmantoto diodes tapu. Pievienojiet melno vadu no saules paneļa ar jebkuru citu paneļa zemes pieslēgumu. Jūsu robotu tagad darbina atjaunojamā enerģija. Tagad ir pienācis laiks ieslēgt robotu un ļaut tam atbrīvoties.

Vai jums tas šķita noderīgi, jautri vai izklaidējoši? Sekojiet @madeineuphoria, lai redzētu manus jaunākos projektus.