Robotvogel: 8 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit project laat zien hoe je een robotvogel maakt die water drinkt.

In de video kun je de vogel aan het werk zien.

De oscillator is gemaakt van een eenvoudige flip-flop-schakeling die wordt geactiveerd wanneer de vogel een van de twee contacten aanraakt.

Benodigdheden

Je zal nodig hebben:

- versnellingsbak kit, - gelijkstroommotor (u hebt geen motor met hoog vermogen nodig, gebruik geen motor met lage stroomsterkte die de lichaamsmassa van de grote vogel niet kan roteren), - 2 mm of 1,5 mm draad, - 0,9 mm draad, - 9 V-batterij om het relais of een andere batterij van stroom te voorzien als u het 9 V-relais niet kunt vinden. Het circuit moet werken op minimaal 3 V of zelfs 2 V, afhankelijk van de componenten die u gebruikt. Als u een voeding van 3 V gebruikt, gebruik dan een relais dat minimaal 2 volt inschakelt, omdat de batterijspanning met de tijd zal dalen naarmate de batterij ontlaadt, - DPDT-relais (dubbelpolig dubbel worp) (12 V-relais werkt mogelijk met 9 V), - twee batterijen van 1,5 V of regelbare voeding om de gelijkstroommotor van stroom te voorzien. Twee in serie geplaatste 1,5 V-batterijen leveren 3 V, een typische spanning die nodig is voor de meeste kleine gelijkstroommotoren. De 3 V is echter niet voor alle motoren geschikt. Gebruik de juiste spanning voor de motor om voldoende vermogen te leveren om de lichaamsmassa van de grote metalen vogel te laten draaien. Raadpleeg de specificaties wanneer u online bestelt of in de winkel koopt. Daarom kan een regelbare voeding een goed idee zijn.

- twee algemene PNP BJT (Bipolar Junction Transistor) (2N2907A of BC327), gebruik geen BC547 of andere goedkope laagstroomtransistors, - twee algemene NPN BJT (2N2222 of BC337) of één algemene NPN en één vermogenstransistor BJT NPN (TIP41C), gebruik geen BC557 of andere goedkope laagstroomtransistors, - twee 2N2907A of BC337 transistors (u kunt een TIP41C gebruiken vermogenstransistor om het relais aan te sturen in plaats van 2N2907A/BC337), - drie weerstanden van 2,2 kohm, - vier 22 kohm weerstanden, - een hoogvermogensweerstand van 2,2 ohm (optioneel - u kunt een kortsluiting gebruiken), - één diode voor algemeen gebruik (1N4002), - soldeerbout (optioneel - u kunt de draden in elkaar draaien), - draden (vele kleuren).

Stap 1: Monteer de versnellingsbak

Kies een overbrengingsverhouding van 344.2:1, wat het maximale vermogen en de laagste snelheid is.

U kunt een gemonteerde versnellingsbak kopen of er een gebruiken van een oude auto met afstandsbediening. Als de snelheid te hoog is, kunt u altijd de voedingsspanning naar de motor verlagen.

Stap 2: Maak de standaard voor de vogel

De standaard is grotendeels gemaakt van 2 mm harde draad. Hij is 10 cm lang, 10 cm breed en 16 cm hoog.

Stap 3: Maak het lichaam van de vogel

De vogel is 30 cm hoog en grotendeels gemaakt van 2 mm harde draad.

Nadat je de vogel hebt gemaakt, bevestig je hem aan de tandwielen van 0,9 mm draad.

Probeer het vogellichaam zo klein mogelijk te maken, maar zorg ervoor dat het de draadterminals raakt. Het gebruik van een metaaldraad van 1,5 mm in plaats van een metaaldraad van 2 mm zal het lichaamsgewicht van de vogel verminderen en de kans vergroten dat deze bewegende sculptuur daadwerkelijk werkt, omdat de kleine gelijkstroommotor de lichaamsmassa van de grote vogel mogelijk niet kan verplaatsen.

Stap 4: Bevestig de vogel aan de standaard

Bevestig de vogel aan de standaard met 0,9 mm draad.

Stap 5: Bevestig elektronische terminals

Bevestig de voor- en achteraansluitingen. De achteraansluiting is gemaakt van 0,9 mm draadbocht in de vorm van een halve cirkel (kijk goed naar de afbeelding).

Bevestig vervolgens de 2 mm draad om te voltooien aan de voorste terminal.

Stap 6: Maak het circuit

Het circuit is een flip-flop-circuit dat het relais bestuurt.

Het "vogelfront" is de voorterminal.

De "vogelstand" is de achteraansluiting.

Het getoonde circuit toont twee spanningsgestuurde schakelaars. In werkelijkheid zijn er twee mechanische schakelaars (de twee aansluitingen die u in de vorige stap hebt aangesloten) en spanningsgestuurde schakelaars zijn alleen in het circuit opgenomen omdat PSpice-software geen mechanische componenten toestaat en alleen elektronische of elektrische circuits simuleert.

De weerstand van 2,2 ohm is misschien niet nodig. Deze weerstand wordt gebruikt als het relais een hoge inductantie heeft en er gedurende lange tijd kortsluiting is totdat het wordt ingeschakeld. Dit kan de vermogenstransistor verbranden. Als je geen vermogenstransistor hebt, plaats dan een paar NPN-transistors parallel en verbind alle drie de klemmen met elkaar (verbind de basis met de basis, de collector met de collector en de emitter met de emitter). Deze methode wordt gebruikt voor redundantie en om de vermogensdissipatie over elke transistor te verminderen.

Het koellichaam op de transistor wordt niet meegeleverd. Omdat de transistor verzadigd is, is de vermogensdissipatie zeer laag. De vermogensdissipatie is echter afhankelijk van het relais. Als het relais veel stroom verbruikt, moet het koellichaam worden meegeleverd.

De dissipatiemodellen van het koellichaam worden getoond in de circuitsimulatie. U kunt elk van de twee gebruiken. In de twee modellen wordt een circuitanalogie gebruikt voor modeltemperaturen. Als er geen koelventilator is en geen omkasting dan is de bijbehorende hitteweerstand nul. U moet ervan uitgaan dat het apparaat in de doos heet kan worden. De vermogensdissipatie is de stroom, de temperatuur is de spanningspotentiaal en de weerstand is de hittebestendigheid.

Zo kiest u de weerstand van het koellichaam en de weerstand van behuizing tot koellichaam:

Vermogensdissipatie = Vce (collector-emitterspanning) * Ic (collectorstroom)

Vce (collector-emitterspanning) = 0,2 volt (ongeveer) tijdens verzadiging. Ic = (Voeding - 0,2 V) / Relaisweerstand (indien aan)

U kunt een ampèremeter aansluiten om te controleren hoeveel stroom het relais verbruikt wanneer het is ingeschakeld.

Weerstand koellichaam + weerstand van behuizing naar koellichaam = (maximale temperatuur van transistorverbinding - maximale kamer- of omgevingstemperatuur) / vermogensdissipatie (watt) - hittebestendigheid van verbinding met behuizing

Maximale transistorovergangstemperaturen en junctie-naar-behuizing-hitteweerstanden worden gespecificeerd in de transistorspecificaties.

De weerstand van behuizing tot koellichaam hangt af van het warmteoverdrachtsmiddel, het materiaal van de thermische ring en de drukmontage.

Dus hoe hoger de vermogensdissipatie, hoe lager de weerstand van het koellichaam. Grotere koellichamen hebben een lagere warmteweerstand.

Een goede optie is om een koellichaam te kiezen met een lage hittebestendigheid als je die formules niet begrijpt.

Stap 7: Bevestig het relais

Het relais hoeft geen hoogstroomrelais te zijn. In feite moet het een laagstroomrelais zijn. Houd er echter rekening mee dat de motor hoge stromen trekt als deze stopt vanwege mechanische problemen, zoals problemen met de versnellingsbak. Daarom heb ik besloten geen transistors te gebruiken om de motor aan te drijven. Er zijn echter H-brugtransistorcircuits en H-brugweerstandscircuits die kunnen worden gebruikt om motoren aan te drijven.

Stap 8: Stroom aansluiten

Het project is nu voltooid.

In de video zie je de vogel aan het werk.