Een magneet-gemotiveerde vogel - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Over het project

Het project laat je zien hoe je een speeltje kunt maken dat een vogel voorstelt die tweet terwijl je hem motiveert om dat te doen. De vogel heeft een specifiek orgaan van zintuigen dat 'rietschakelaar' wordt genoemd; als een magneet dit element nadert, sluiten de contacten en wordt het elektronische circuit bekrachtigd - dan komen er geluiden uit. Ik gebruikte een kleine magnetische stok van een kinderspeelgoed, enigszins vermomd als een microfoon met het bovenste gedeelte van piepschuim, om de vogel te 'motiveren'; je bent vrij om elke andere vorm van motivatie te kiezen, mits er een magneet in zit.

Benodigdheden

Onderdelen die nodig zijn voor het circuit

Geïntegreerde schakeling NE555 - 1 stuks

Transistors 2N3904 - 4 stuks

Potentiometers of trimmers 100K - 2 stuks

Weerstanden:

10K - 2 stuks

2.2K - 2 stuks

1K - 3 stuks

100 Ohm - 1 stuks

Elektrolytische condensatoren (spanning minimaal 10 V):

50 microfarad - 1 stuks

4,7 microfarad - 1 stuks

100 microfarad - 1 stuks

Keramische condensatoren (spanning 50 V):

0,1 microfarad - 2 stuks

0,01 microfarad - 1 stuks

Kleine luidspreker met 8 Ohm spoel

Aansluiting voor de geïntegreerde schakeling

Aansluiting voor een 9V batterij

9V batterij

Een stuk geperforeerde textolietplaat

Draden

Benodigd gereedschap om het circuit te bouwen

Soldeerpistool met soldeer

Draadsnijders

Pincet

Exacto mes

Materialen en gereedschappen die nodig zijn om de figuur van de vogel te bouwen

Het hangt ervan af hoe je de vogel zou maken. Ik sluit niet uit dat iemand zowel de vogel als de behuizing voor zijn elektronische deel in 3D zou kunnen printen. Ik maakte de vogel van FIMO pasta en gebruikte een lege theedoos om de behuizing te maken. De procedure wordt beschreven in de secties Body en behuizing van de vogel.

Stap 1: Elektronisch circuit

De schakeling bestaat uit twee astabiele multivibrators. De eerste is gebouwd met een IC NE 555 en produceert pulsen met een zeer lage frequentie die het interval tussen de 'tweet-pakketten' bepaalt. De frequentie kan worden gewijzigd door middel van de potentiometer R2.

Laten we de algemene formule (zie referentiesectie) voor de pulsfrequentie van dit soort multivibrator transformeren, rekening houdend met de potentiometer R2; als de schuifregelaar bijvoorbeeld in de middenpositie staat, is de pulsfrequentie:

f = 1,44 / (60 KOhm + 2*60 KOhm) * 50 microfarad = 0,16 1/s, wat betekent dat er elke 6,25 sec een puls op de IC-uitgang verschijnt

Deze puls arriveert bij de basis van Q1 en opent deze; dus wordt de tweede multivibrator bekrachtigd.

Deze multivibrator is gebouwd met de transistors Q2 en Q3; zonder de C3 en R7 zou het een gewone astabiele multivibrator zijn (zie referentie) waarvan de pulsfrequentie wordt berekend met de formule:

f = 1,38 / R*C

Dus f = 1,38 / 2,2 KOhm * 0,1 microfarad = 3294 1/s

Deze frequentie bepaalt de toonhoogte van een tweet. De potentiometer R7 en condensator C3 bepalen het interval tussen de tweets.

Laten we aannemen dat C3 volledig is ontladen voordat het circuit wordt geactiveerd; de condensator begint te laden via R6, R8 en de basis-emitterovergangen van Q2 en Q3; de stroom vloeit door C3 en de schakeling werkt. Wanneer C3 volledig is opgeladen, is de bovenste plaat positief en de onderste plaat negatief; daarom sluiten Q2 en Q3.

C3 begint te ontladen via de potentiometer R7; dus kan de tijd van ontlading worden gevarieerd. Als C3 eenmaal is ontladen, begint hij met opladen, de stroom vloeit weer, het circuit werkt en produceert een 'tweet'.

C3 bestaat uit twee condensatoren: een van 4,7 en de andere van 100 microfarad; Ik heb verschillende waarden van C3 geprobeerd om de toon min of meer als een echte vogel-tweet te laten klinken; je bent ook vrij om met de waarde van R7 te spelen om de tonen te wijzigen.

De puls van de collector van Q3 komt via R10 naar de basis van Q4; de laatste gaat open en de puls is te horen in de luidspreker. Een vrouwelijke connector voor het reed-contact is geïnstalleerd in de '+'-lijn; deze functie, gecombineerd met de mannelijke connector van het reed-contact (magnetische schakelaar, MSW) maakt het mogelijk om de vogelfiguur indien nodig los te koppelen van het circuit.

De schakeling is gemonteerd op een stuk geperforeerd textoliet van 35 x 70 mm.

Stap 2: Reed-contact

De contactpersoon bestaat uit:

een streep van 50 x 2 mm van met koper bekleed textoliet - dit is de basis van het contact

een streep van 50 x 1 mm van een dunne ijzeren plaat van 0,5 mm - dit is het riet dat onder de werking van een magnetisch veld plooit

een stuk plastic van 2 x 5 mm - om het riet op zijn basis te bevestigen en voor wederzijdse isolatie te zorgen; dit stuk is verlijmd met epoxyhars

een 2 x 5 mm stuk van 1 mm dikke ijzeren plaat - gesoldeerd aan het uiteinde van het riet om de magnetische aantrekkingskracht te vergroten; in feite wordt de meeste van deze kracht uitgeoefend op dit gewicht, wat op zijn beurt de rietlaag maakt

De gevoeligheid van het riet is afhankelijk van de lengte, breedte en dikte; een dunner riet zou het detectiebereik vergroten, zelfs als de andere parameters (lengte, breedte, massa van het eindstuk, magnetische kracht) ongewijzigd blijven.

Het contact is gemarkeerd als MSW (magnetische schakelaar) op de circuittekening. Wanneer een magneet in de buurt van het contact komt, sluit deze en wordt het circuit bekrachtigd.

Stap 3: Vogelfiguur

Deze vogel is niet alleen geïnspireerd door een bekende vogel, maar ook door de Zwartnaped Monarch (Hypothymis Azurea).

Het beeld is gemaakt van blauwe FIMO-pasta. Ik maakte patronen voor de vleugels om ze dezelfde regelmatige vorm te geven en sneed het 1,5 mm dunne vel FIMO-pasta uit. Elke poot heeft een frame van 1 mm dik vertind koperdraad; dit frame verstevigt niet alleen de poten, maar dient ook om de figuur op het deksel van de behuizing te bevestigen. Foto's laten zien hoe je zo'n soort frame kunt maken.

Ik maakte ook een patroon voor het lichaam, maar gebruikte het eerder als referentie bij het maken van het lichaam 'vrije hand'.

Nadat alle elementen van de figuur zijn geassembleerd en de figuur eruitziet volgens uw artistieke concepten, moet deze gedurende 30 minuten worden uitgehard op 130 graden C (niet meer !!!); deze bewerking kan worden uitgevoerd in een thuisbakoven.

Nadat de figuur is uitgehard, moet een kanaal worden gemaakt om de draden van het reed-contact te passeren; Ik heb dit kanaal gemaakt als een combinatie van twee geboorde gaten met een diameter van 4 mm.

Om de draden door het kanaal te halen, passeerde ik een stuk dikke vislijn, bevestigde een uiteinde van de draden aan de lijn en trok ze door. Daarna heb ik het reedcontact in het kanaal gemonteerd en de snavel van dik papier gelijmd.

Stap 4: Behuizing

Ik heb een leeg theeblikje gebruikt om de behuizing voor het circuit te maken. Het deksel heeft twee gaten van 1 mm voor de poten van de vogel en een gat van 3 mm voor de draden van het reedcontact. Op de vrije uiteinden van de draden is een mannelijke connector geïnstalleerd waarmee de vogel indien nodig met het deksel van de behuizing kan worden losgemaakt. De frames van de poten worden in de gaten van 1 mm geïnstalleerd en aan het deksel gesoldeerd; dus wordt de figuur op zijn plaats gehouden.

Aan de onderkant van de behuizing is een batterijhouder van 0,5 mm dikke metalen plaat gesoldeerd.

Een segmentvormig stuk karton is aan de onderkant van de behuizing gelijmd om het circuit van de behuizing te isoleren.

De luidspreker wordt geïnstalleerd op een stuk karton dat zowel aan de bodem als aan de wanden van de behuizing is bevestigd door middel van gesmolten lijmpistoolplastic.

Zestien gaten van 2 mm zijn volgens een patroon in de zijkant van de behuizing geboord om de weg naar het geluid te openen; je bent vrij om je eigen patroon te produceren, maar het is wenselijk om het totale oppervlak van de gaten min of meer gelijk te maken aan het geluid-emitterende gebied van de luidspreker.

Stap 5: Referenties

Astabiele IC 555

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555…

Astabiel met transistoren

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/ast…

RC opladen

www.electronics-tutorials.ws/rc/rc_1.html