Elektromekanik Həşərat və ya Çırpınan Osilatör: 9 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Giriş

Təxminən 10 ildir ki, robot texnikasının inkişafını izləyirəm və əsas məlumatım Biologiya və Videoqrafiyadır. Bu maraqlar mənim əsas ehtirasımı, entomologiyanı (böcəklərin öyrənilməsi) orbit etdi. Böcəklər bir çox sənayedə böyük bir işdir və böyük bir ilham mənbəyi olmuşdur. Şükürlər olsun ki, biologiya və böcəklər biomimikriya və sintetik biologiya vasitəsi ilə robot texnikasında nüfuz qazanır. Insektotopterlərin inkişafı məni xüsusilə həyəcanlandırır. CIA, 1970 -ci illərin əvvəllərində uçan bir insektotopter yaratdı və böcəklər robot texnikasındakı problemlərin necə həll olunmasına təsir göstərməkdə böyük rol oynamağa davam edəcəklər. Öz elektromekanik böcək heykəllərinizi qurmağın bədii bir üsulunu bölüşmək istəyirəm.

Həşəratların xüsusiyyətlərinə çox diqqət yetirən bir sənət, milçək bağlamaq sənətidir. Fly Tying, milçək balıq ovu üçün cazibə yaratmaq üsuludur. Bu sənətkarlıq, müxtəlif material və alətlər palitrasından istifadə edir və gözəl dizaynları tamamlamaq üçün uyğun texnikaya əsaslanaraq detallara diqqətlə yanaşmağı tələb edir.

3D çap və ya Mikrokontroller haqqında çox həyəcanlanmadım. Bu texnologiyalardan heç birini istifadə etməyən elektromekanik canlılar istehsal etməyə çalışıram. Göründüyü kimi, hansı sensoru və ya mexaniki ifadəni araşdırmaq istəsəniz, hamısı bir mikro nəzarətçi vasitəsi ilə qidalanmalıdır. Gəlin bir az geri alaq və beynimizi bir osilator edək!

Sizə təklif etdiyim budur ki, gözəl, yüngül, bənzərsiz, elektromekanik həşərat yaratmaq üçün milçək bağlama alətlərindən, materiallarından və texnikasından istifadə edirik. Bu BEAM bənzər kinetik heykəl, inşallah dostlarınızı və ailənizi böcəkləri və sənətkarlığı qiymətləndirməyə ruhlandıracaq.

Addım 1: Osilatörünüzün dizaynı

İnternetdən seçmək üçün bir çox osilatör dövrəsi var. Çeşidlərə baxdıqdan sonra, ən asan və ən "üzvi" nin Astable Multivibrator olduğunu hiss etdim. Bu dövrə, simmetrik rezistorlar və ya asimmetrik olaraq yaradıla bilər ki, bu da çıxışınızı hansı "tərəfdən" götürdüyünüzdən asılı olaraq bir az fərqli nəbz genişliyi ilə nəticələnə bilər.

Seçdiyim bu dövrənin komponentləri bunlardır:

Miqdarı: maddə:

x1 2N4403 pnp tranzistor

x1 2N3905 pnp transistor (aynalı pin çıxarıldı)

x2 330 Ω rezistorlar

x2 22k Ω rezistorlar

x2 4.7 μF 16V kondansatörler

x2 İşıqdan Rezistorlar (LDR) 0 - 30k Ω aralığında

x1 2N4920 pnp tranzistor (tutacaqları 1 amper)

x1 8+ Ω Dinamik bobini

x1 Kiçik maqnitsiz, qapalı olmayan qamış açarı

Mən aşağı RC müddəti və kiçik kondansatörler istəyirəm, buna görə 4.7 μF 16V bipolyar kondansatörlü 22k Ω rezistorlar seçdim. Bu təxminən 2-5 Hz salınım tezliyi ilə nəticələnir.

Mən də dövrənin ətraf mühit tərəfindən təsir edilməsini istəyirəm, buna görə də 22k rezistorlar ilə birlikdə seriyaya işığa bağlı rezistorlar (LDR) qoydum. Açar, birdəfəlik kamera flaş devresinden çıxarılan kiçik bir qamış açardır. Bu açarı qarındakı həssas bığ kimi istifadə edəcəyik.

Addım 2: Lehimləməyə başlayın

Bu komponentləri istifadə edərək, onları birlikdə lehimləmək üçün bir neçə vasitəyə ehtiyacınız olacaq. Mükəmməl bir taxta istifadə etməyəcəyik.

Biri komponentlərinizi tutmaq üçün, digəri isə lehimləmə dəmirinizi tutmaq üçün iki vizaj alın.

Ayrıca, tel kəsicilər, kəlbətinlər və istinad olaraq bir dövrə modeliniz olduğundan əmin olun. Komponentlərin hansı hissələrinin haraya yapışdırıldığını həmişə bildiyimdən əmin olmaq üçün dövrənin ikinci versiyasını prototip etdim.

İki tranzistorun uclarını bükün ki, kollektor yan tərəfə, baza isə ortaya doğru əyilsin. 2N4403 və 2N3905 (şəkil BC557 kimi) fərqli pin çıxışlarına malik olduğundan, bazanın və kollektorun harada olduğuna diqqətlə baxın. Eyni pnp tranzistorlarından ikisi istifadə edilə bilər, amma aynalı pinin şiral keyfiyyətini sevirəm. Axı bu sənətdir.

Kondansatör açarlarını düzgün açılarda bükün.

Kondansatörlərin, tranzistor bazasının və kollektorların uclarını kəsin.

İndi tranzistoru mengenenize qoyun və lehimləmə dəmirini istədiyiniz qurğuşa doğru lehimə aparın. Bu, hər iki əlinizi kondansatör və lehim gətirmək və onları bir -birinə bağlamaq üçün azad edir.

Hər bir tranzistorun bazası və kollektorları hər kondansatörə bağlanması üçün bu addımı təkrarlayın.

Qeyd etmək maraqlıdır ki, mişar tranzistorlar üçün bir soyuducu rolunu oynaya bilər və bitmiş lehim işinizin arxitekturası bu quruluşu təəccüblü dərəcədə güclü edir.

Addım 3: Rezistorları lehimləyin

Rezistorların uclarını yuxarıda göstərildiyi kimi bükün və kəsin.

330 Ω rezistoru mengeneye qoyun və kondansatör tranzistor qurğumuzu rezistora lehimləyin. Şemaya əməl edin, bu rezistor tranzistorun kollektorunun yerləşdiyi yerə bağlanmalıdır.

İkinci 330 Ω rezistorla təkrarlayın.

LDR -ni vitrinə qoyun və böyüyən dövrəmizi ona lehimləyin. Transistorun bazasına lehim.

İkinci LDR ilə təkrarlayın.

LDR -nin uzun uclarını mərkəzə doğru kəsin.

22k Ω rezistorları LDR -yə lehimləyin ki, rezistorlar ardıcıl olsun.

Dörd rezistorun hər birində dövrə mərkəzimizə işarə edən açıq açarlar olmalıdır (şəkildə göstərildiyi kimi).

Bu rezistorların uclarını qonşularına bükün, kəsin və hamısını birlikdə lehimləyin. Bu rezistor dəsti indi yerüstü relsimizin bir hissəsidir.

Addım 4: Lehim Telləri və Güc PNP

Bu kondansatörlər, tranzistorlar və rezistorlar vahidi bizim inanılmaz multivibrator osilatorumuzdur. Həşərat üçün təsirli olaraq beynimizdir. LDR -lər göz funksiyasını yerinə yetirir və osilatorumuzun tezliyini və nəbz genişliyini bir qədər dəyişir. Bu dövrə təkcə hoparlör bobinini gücləndirə bilməz, buna görə də onu güc tranzistorumuz Q3 -ə (BD140 və ya 2N4920) bağlayacağıq.

Müsbət ray telini Q1 emitörünə lehimləyin.

Torpaq dəmir telini rezistor dəstəsinə lehimləyin.

Üçüncü bir teli Q2 emitörünə lehimləyin (narıncı kimi təsvir olunur).

Bu üçüncü teli Q3, güc pnp tranzistorunun (2N4920) bazasına lehimləyin.

Müsbət ray telini təxminən 1 1/2 düym aşağı çəkin və Q3 emitörünə lehimləyin.

Bu nöqtədə, lehimdən ara verməyi və dövrə təmiz bir dırnaq boyası tətbiq etməyi sevirəm. Bu, əyilmə və ya əyilmə halında şortların qarşısını almağa kömək edəcək və hava mübadiləsi təmin edəcək. Bir neçə qat tətbiq etməkdən çekinmeyin.

Dövrəni heç bir yerə qısaltmadığınızdan əmin olun. Qırmızı teli +9V ilə gücləndirərək, qara və ya qəhvəyi teli topraklayaraq və Q3 kollektoruna kəsərək hələ də işlədiyinə əmin olmaq üçün dövrə sınayın. Kiçik 5V lampa və ya ehtiyat dinamikdən istifadə edirəm. Q3 yalnız 1 amper ətrafında işləyə biləcəyi üçün bu tranzistoru çox güc və çox az müqavimətlə qızdırmayın. DC cərəyanını hesablayaraq hesablamalarınızı aparın (I = V/R). Teorik olaraq, orta cərəyan, pulsasiya təsiri səbəbiylə dəmir yolu gərginliyindəki DC cərəyanının yarısıdır, lakin bu, səhv üçün yer buraxmağımıza kömək edəcəkdir.

Addım 5: Səs Bobini və Lehimi kəsin

İşləyən səs bobini olan kiçik bir ucuz dinamik götürün və kəsin. Dinamik konisinin kənarını kəsərək başlayın və altındakı tinsel tel bağlayıcılarını kəsməyin.

Səbət çubuqlarından tinsel tel konnektorlarını sıxın və ya sökün.

Daimi maqnitin üstündəki mesh süspansiyonunu kəsin.

Səs bobini çıxarın və artıq kağızı kəsin. Tinsel tel konnektorlarını mümkün qədər uzun müddət tərk etdiyinizə əmin olun.

Qalın tel konnektorlarının uclarını qalaylayın və birini Q3 kollektoruna lehimləyin.

Digər konnektoru uzatma telinə lehimləyin.

Bu yeni telin ortasını soyun və yer rayına lehimləyin.

Addım 6: Qanadları Dizayn edin

Şəffaflığa kranefly qanad nümunələrini çap etdim.

Qələm və iti istifadə edərək qanadları asetata çəkə bilərsiniz.

Qanadları rəngləmək və onları unikal və maraqlı etməklə əylənin.

Asetat vərəqinizi köhnə bir jurnalın üstünə qoyun və damarlara bir çəngəl ilə basın. Asetat içərisində qabarıq və qabarıq qırışlar yaratmaq üçün ön və arxa alternativ. Bu, həqiqi böcək qanadlarının xəyalını artırmaqla yanaşı, qanadları da gücləndirir.

Qanadları kəsin, ancaq bir cüt olaraq buraxın! Ortada bir az əlavə material buraxın ki, səs tellərimiz daha çox materiala sahib olsun.

Addım 7: Qanadları Monofilamentə bağlayın

Bağlamağa başlamaq üçün, təxminən 35 lb.lik monofilamentə, əvvəldən olan mişarımıza, qayçıya, qanadlara, ipə və milçək bağlayan bobinə ehtiyacınız olacaq. *Təklif olunan düzəliş: Bu qanad dayaqları üçün daha ağır monofilament və ya nazik tel istifadə edin. Təsvir edilən və qurulan model, aşağı vuruş zamanı monofilament kənara əyildikdə mexaniki səmərəliliyini itirir.

Beş düym uzunluğunda iki parçanı kəsin və bir parçanı mişarın içinə qoyun. Qanadları monofilamentə səkkiz naxış şəklində sərbəst şəkildə bağlayın.

İkinci bir monofilament parçası və digər qanadla təkrarlayın.

Əlavə təhlükəsizlik üçün hər parçanın düyünlərinə bir az yapışqan əlavə etdim. Yapışqan qanadların çırpılması qabiliyyətinə mane olmadığından əmin olun. Bunun bir menteşe kimi hərəkət etməsi lazım və monofilament bizim dayağımızdır.

Addım 8: Toraks və Baş qurun

Bu mərhələdə hər şey bir araya gəlir.

Üç düymlük 100 lb.lik monofilament və ya sərt borudan götürün və ipi uzunluğuna bağlayın.

Üç, yeddi düymlük çiçək tel götürün və hər birini bədən quruluşumuz boyunca mərkəzə bağlayın. Bunlar bizim ayaqlarımız olacaq.

Kiçik monofilamentin arxa hissələrini qanad bölməmizdən arxa ayaqların arxasına bağlayın, sonra uzunluqlarını yenidən düzəltmək üçün yer buraxın.

Şəkildəki kimi bir maqnit pin tapın. Bu daimi neodim maqnitimizi yerində saxlayacaq.

Bacaklara / bədənə qurduğumuz dövrəni bağlayın.

Maqnit pimi başın arxasındakı gövdəyə, lakin Q3 -ün önünə bağlayın.

Başın arxasındakı bədənə iki kiçik lələk bağlayın ki, antenalar kimi irəli çəksinlər (bu tamamilə estetikdir).

Kiçik monofilamentin ön hissələrini qanad bölməsindən irəli aparın və başın yaxınlığındakı bədənə bağlayın. Qanadların ortalandığından və maqnitdən yuxarı qalxdığından əmin olmaq üçün hər bir parçanı çəkin.

Səs bobinin kağız borusunu mərkəzə doğru kəsin ki, qanadların asetatını içərisinə sürüşdürək. Bütün bu quruluş, maqnitimizin gedəcəyi pimin üstündə dayanmalıdır, buna görə cərəyan bobindən keçəndə maqnit qüvvəsi qanadları aşağı çəkir və qanadların ucları yuxarı çırpılır.

Addım 9: Qarın qurun

Kamış açarını bədənin arxa ucuna bağlayın. Bu, həssas bığlarımızın olacağı qarın ucu olacaq, yerüstü relsimizi qamış keçidinin bir ayağına lehimləyin.

İkinci qısa bir tel parçasını qamış açarının digər ayağına lehimləyin.

Batareya üçün geniş bir səth sahəsi yaratmaq üçün pozitiv rels telini bükün.

Batareyanın mənfi və ya 0V tərəfinə toxunmaq üçün açara bağlı yeni qısa tel parçasını bükün.

Kiçik 12V batareyanı qarnına bağlayın və batareyanın möhkəm bir əlaqəyə malik olmasını təmin edin. Batareyanı bağladığımda qarının əks tərəfinə sürüşməməsi üçün qarına bir neçə ədəd ağır monofilament əlavə etməli oldum.

Test edin! Qanadlar maqnit istiqamətində hərəkət edirmi? Sağdakı elektromaqnit cərəyanının qaydalarına riayət edərək və daimi maqnitinizin polaritesini təyin etmək üçün analoq kompas istifadə edərək maqnitin polaritesinin düzgün olduğundan əmin olun. Dövrü təsvir etdiyim kimi qurmusunuzsa, cərəyan Q3 kollektorundan, rulonun içindən və batareyanın torpaq rayına və ya 0V tərəfinə doğru axır.

İşi bitirmək üçün çiçək telinin ayaqlarını bükün ki, istədiyiniz kimi böcək görünsün! Ayaqları bədənə çatdıqda bir az yapışqan sınayın. Zövq alın!

Hər hansı bir sualınız varsa, mənə bildirin. Bu, şübhəsiz ki, çətin bir layihədir. Batareyanın ucları arasındakı kiçik bir rezin bant onları yerində saxlamağa kömək edə bilər.

Uğurlar!

Texniki Yarışmada Birinci Mükafat