Flapping Dragonfly BEAM Robot From a Broken RC Toy: 14 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Πριν από πολύ καιρό είχα ένα μοντέλο RC dragonfly. Δεν λειτούργησε ποτέ πολύ καλά και το έσπασα λίγο μετά ωστόσο ήταν πάντα μία από τις μεγαλύτερες γοητείες μου. Με τα χρόνια έχω σκουπίσει τα περισσότερα μέρη της λιβελλούλης για να κάνω άλλα έργα BEAM και έτσι άφηνα πάντα το κιβώτιο άθικτο για την ημέρα που αποφάσισα να φτιάξω κάτι τέτοιο.

Αργότερα ελπίζω να κάνω περισσότερα κυκλώματα δέσμης ελεύθερης μορφής, οπότε αυτό το μοντέλο ήταν ως επί το πλείστον ένα πείραμα για μένα να εξασκήσω τη συγκόλληση ράβδου ορείχαλκου.

Προμήθειες

Υλικά

Μικρό κούτσουρο

Ορείχαλκος και σωλήνας (χρησιμοποίησα μια ποικιλία όπως εξηγείται στο βήμα 1)

Σπασμένο παιχνίδι RC dragonfly

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ

Ένα τρανζίστορ BC557 και ένα BC547

Αντίσταση 2,2k

2 κόκκινα FLED

Ηλιακό πάνελ 6v (Καθώς χρησιμοποιούμε δύο FLED για την τάση κατωφλίου μας, πλήρη εξήγηση στο βήμα 10, ο ηλιακός μας πίνακας πρέπει να παρέχει> 4V. Για δύο πάνελ του ίδιου μεγέθους, ένα 6v και ένα 12v, στο ίδιο φως το 6v θα παρέχουν διπλάσιο ρεύμα από τον πίνακα 12V. Ως εκ τούτου, επέλεξα έναν πίνακα 6v, έτσι ώστε το κύκλωμα να λειτουργεί σε ελαφρώς χαμηλό φωτισμό, αλλά να παρέχει αρκετό ρεύμα για να συρτάει τακτικά η λιβελούλα μας)

Σμάλτο χάλκινο σύρμα

Μια ποικιλία πυκνωτών από 220-47uF

Ένας πυκνωτής 4700uF

Βήμα 1: Η βάση για τη γλυπτική

Ξεκινώντας το γλυπτό με τη βάση, βρήκα ένα κατάλληλο τμήμα ενός κλαδιού και το έκοψα σε μέγεθος. Διάτρησα μια τρύπα 1,5 χιλιοστών στο ξύλο για να τοποθετήσω μια ορειχάλκινη ράβδο 1/16 (~ 1,6 χιλιοστών) με πολύ σφιχτή εφαρμογή. Πρέπει να είναι σφιχτό καθώς αυτή η ορειχάλκινη ράβδος θα υποστηρίξει τελικά ολόκληρο το γλυπτό της λιβελούλας.

Για να διευκολύνω τα πράγματα για τον εαυτό μου, χρησιμοποίησα μια ποικιλία από μαλακή και μισή σκληρή ράβδο ορείχαλκου (όλα από μέταλλα K&S) Για δομικά εξαρτήματα όπως αυτό το στήριγμα ή ως επί το πλείστον ίσια εξαρτήματα όπως τμήματα ορείχαλκου στα φτερά, χρησιμοποίησα μισό σκληρό ορείχαλκο, ωστόσο για τμήματα με πολλές στροφές όπως το σώμα ή το πρόσωπο επέλεξα μαλακό ορείχαλκο.

Βήμα 2: Κατασκευή των φτερών

Τα φτερά κατασκευάστηκαν από ορειχάλκινη ράβδο 0,8 mm (και ένα μικρό τμήμα από ορειχάλκινο σωλήνα 2 mm σε κάθε άκρη της πτέρυγας).

Οι εικόνες εξηγούν τη διαδικασία μου πολύ καλύτερα από ό, τι μπορούσα με λόγια, αλλά η βασική μέθοδος ήταν να εκτυπώσω τα σχέδια σε κλίμακα 1: 1. Στη συνέχεια, έβαζα ράβδο ορείχαλκου πάνω από τα σχέδια και έκανα κάθε τμήμα μέχρι να ταιριάξει με το σχέδιο. Στη συνέχεια κόλλησα κάθε τμήμα στη θέση του, συχνά ενώ ο ορείχαλκος ήταν ακόμα στο σχέδιο. Ο ορείχαλκος απορροφά περισσότερη θερμότητα από ένα λεπτό σκέλος, αλλά εκτός από αυτό είναι ακριβώς όπως η συγκόλληση ενός κυκλώματος μαζί.

Αυτό το έργο ήταν ως επί το πλείστον απλή εξάσκηση για πιο περίπλοκα και πιο αισθητικά κυκλώματα ελεύθερης μορφής από ό, τι έχω φτιάξει, έτσι αυτά τα φτερά ήταν ένας πολύ καλός τρόπος για μένα να εξασκηθώ στο σχεδιασμό και την ελεύθερη διαμόρφωση ενός καθαρά αισθητικού "κυκλώματος" από ορείχαλκο.

Όταν ο ορείχαλκος θερμαίνεται σε θερμοκρασία συγκόλλησης αναπτύσσει μια σχεδόν ροζ οξείδωση. Το αφαίρεσα με λίγο μπράσο ή/και μια οδοντόβουρτσα και ζεστό νερό. Το μπράσο λειτουργεί πολύ καλύτερα, αλλά είναι δύσκολο να μπεις σε ορισμένους τομείς.

Βήμα 3: Κατασκευή της κεφαλής (1/2)

Ο σχεδιασμός της κεφαλής που δεν συμπεριέλαβα στα σχέδια καθώς το σχεδίασα χοντρικά και το σχεδίασα καθώς πήγαινα. (Αργότερα αποδείχθηκε ότι ήταν το λιγότερο αγαπημένο μου μέρος της λιβελούλας, αναρωτιέμαι τι λέει αυτό για τον καλό προγραμματισμό.)

Η κεφαλή κατασκευάστηκε από μίγμα 1/16, μαλακό ορείχαλκο και ορείχαλκο ράβδου 0,8 mm.

Το κεφάλι συνδυάστηκε με παρόμοιο τρόπο με τα φτερά. Μια συμβουλή που συνειδητοποίησα κατά την κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων είναι ότι είναι δύσκολο να συγκρατηθούν τα μέρη στη θέση τους και να γίνουν ωραίες αρθρώσεις συγκόλλησης, οπότε αυτό που θα έκανα δεν ήταν να ανησυχώ τόσο πολύ για την καθαριότητα των αρμών συγκόλλησης μέχρι να ασφαλίσω το τμήμα τουλάχιστον άλλη τοποθεσία. Μόλις είχα αυτούς τους τραχείς, συνήθως κρύους συνδέσμους συγκόλλησης που κρατούσαν ένα μέρος στη θέση του, θα μπορούσα στη συνέχεια να επιστρέψω στα άλλα σημεία στερέωσης για αυτό το κομμάτι και να καθαρίσω τις αρθρώσεις μου λίγο καλύτερα. Σχεδόν σαν κολλητική συγκόλληση.

Άφησα μια μακριά ουρά που έβγαινε από το κεφάλι που θα χρησιμοποιούνταν για να στερεώσει το κεφάλι στο σώμα καθώς και να λειτουργήσει ως η κοιλιά της λιβελλούλης.

Βήμα 4: Κατασκευή του σώματος (1/2)

Το σώμα ήταν κατασκευασμένο από μαλακό ορείχαλκο 3/32 και το πίσω μέρος από 1/16 σκληρή ράβδο ορείχαλκου που ολισθαίνει σε σωλήνα 3/32 στο πίσω μέρος. Το έκανα έτσι καθώς πρέπει να αφαιρέσω και να ξανακολλήσω την πλάτη μερικές φορές ενώ κατασκευάζω για να δοκιμάσω μηχανισμούς πτερυγίων και έτσι και με αυτόν τον τρόπο θα έπρεπε να ξανακολλήσω μόνο έναν σύνδεσμο αντί για δύο

Βήμα 5: Κατασκευή του σώματος (2/2)

Τα πτερύγια του πτερυγίου κατασκευάστηκαν από σωλήνες από ορείχαλκο (2mm σε αυτή την περίπτωση που ήταν λίγο μεγάλη για τα φτερά των 0,8mm αλλά τα στύψω λίγο) με μικρά τμήματα από σωλήνα ορείχαλκου 3/32 για να γλιστρήσουν στο πίσω μέρος του σώματος. Όλα αυτά θα μπορούσαν να γίνουν είτε σε αυτοκρατορικά είτε σε μετρικά, έτσι κι αλλιώς τυχαίνει να έχω αυτά τα μεγέθη ορείχαλκου.

Έγιναν τέσσερις μονές συνδέσεις και δύο διπλές συνδέσεις με μια επιπλέον τρύπα περιστροφής που θα διευκόλυνε το πραγματικό κτύπημα των φτερών. Κατέληξα να κάνω κάποιες δοκιμές με τα πρωτότυπα, πλαστικά βύσματα πτερύγων και συνειδητοποίησα ότι λειτουργούν πολύ καλά για μένα και δεν μπορώ να μπλέξω με την αντικατάσταση των πάντων με ορείχαλκο. Συχνά τείνω να περιπλέκω υπερβολικά αυτούς τους μηχανισμούς και να εισάγω υπερβολική τριβή για να λειτουργήσει οτιδήποτε, ειδικά με τη μικρή ποσότητα ενέργειας που παρέχεται από τον ηλιακό πίνακα.

Βήμα 6: Κατασκευή της κεφαλής (2/2)

Στη συνέχεια, έβαλα δύο κόκκινα LED που αναβοσβήνουν (ή FLED) στο κεφάλι και τα συνέδεσα σε σειρά. Στη συνέχεια πήρα δύο μήκη χάλκινου σύρματος σμάλτου και τα συνέδεσα με τα υπόλοιπα σκέλη των FLED.

(Σε αυτή τη φωτογραφία μπορείτε επίσης να δείτε απομεινάρια μου να δοκιμάζω διαφορετικούς τρόπους για να πετύχουν τα φτερά)

Βήμα 7: Τροποποίηση του μηχανισμού παιχνιδιών λιβελλούλης

Για να προσαρμοστεί ο μηχανισμός των παιχνιδιών στο μοντέλο μας ήταν απαραίτητη μια μικρή προσαρμογή. Οι κύριοι στόχοι αυτών των τροποποιήσεων ήταν να αφαιρέσουν όλα τα περιττά δομικά εξαρτήματα και να στρέψουν τα γρανάζια και τον κινητήρα προς τα πάνω έτσι ώστε να καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο (όπως προηγουμένως τα γρανάζια και ο κινητήρας πήγαιναν προς τα πίσω σε σχέση με τα φτερά και άφηναν πολύ αχρησιμοποίητο χώρο μπορείτε να δείτε στη δεύτερη φωτογραφία).

Ξεκίνησα κόβοντας τα πόδια. Στη συνέχεια, αφαίρεσα την καρφίτσα που κρατούσε τα στηρίγματα των δύο πτερυγίων και στη συνέχεια έκοψα το στήριγμα εντελώς μαζί με όλα τα άλλα στηρίγματα που συγκρατούν τον κινητήρα και τα γρανάζια στη θέση τους, καθώς και ένα μικρό τμήμα που θα χρησιμοποιήσω για να ασφαλίσω τον μηχανισμό πάνω στο σώμα της λιβελλούλης.

Βήμα 8: Προσάρτηση του μηχανισμού παιχνιδιών λιβελλούλης στο ρομπότ μας BEAM

Έσκυψα το υπόλοιπο τμήμα που έβγαινε από το κεφάλι της λιβελλούλας σε μια θέση αρκετά μεγάλη για να στεγάσει τον κινητήρα και τα γρανάζια. Στη συνέχεια πήρα τη ράβδο στήριξης από ορείχαλκο, που λυγίσαμε στο βήμα 1, έξω από τη βάση και τη συγκολλήσαμε δίπλα στην κοιλιά. Στις φωτογραφίες μπορείτε να δείτε αυτήν την υποστήριξη να βγαίνει μπροστά από την κοιλιά

Αφαίρεσα επίσης το πίσω μέρος, έβγαλα όλα τα πτερύγια του συνδέσμου φτερών στο πίσω μέρος και ξανακόλλησα το πίσω μέρος.

Τέλος, χρησιμοποίησα σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης για να κρατήσω το μικρό μέρος της υποστήριξης που αφήσαμε στον μηχανισμό του γραναζιού στην κοιλιά

Βήμα 9: Κατασκευή της ουράς

Η ουρά ήταν φτιαγμένη από δύο μακρά τμήματα από μαλακό ορείχαλκο στα οποία κόλλησα παράλληλα μια σειρά πυκνωτών. Αυτοί οι πυκνωτές προστέθηκαν σε 00 2200uF που ήταν αρκετά, ωστόσο πρόσθεσα άλλα 4700uF όπως εξηγώ στο βήμα 13.

Βήμα 10: Το κλασικό κύκλωμα ηλιακού κινητήρα με βάση FLED

Υπάρχουν πολλά σεμινάρια για το πώς να διαμορφώσετε ελεύθερα ένα κύκλωμα ηλιακού κινητήρα με βάση FLED, αλλά θα μοιραστώ τον αγαπημένο μου τρόπο.

Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με το τι κάνει ένας ηλιακός κινητήρας, θα συνιστούσα να διαβάσετε αυτό το

Ο ηλιακός μας κινητήρας αποθηκεύει απλώς ενέργεια από έναν ηλιακό πίνακα σε πυκνωτές έως ότου η τάση στους πυκνωτές φτάσει σε ένα ορισμένο όριο, οπότε και απορροφά όλη την ενέργεια σε έναν κινητήρα ή σε ένα πηνίο ή σε ό, τι θέλετε να τροφοδοτήσετε. Αυτό είναι χρήσιμο καθώς σημαίνει ότι η λιβελλούλη μας θα κτυπήσει ακόμα και όταν δεν υπάρχει αρκετό φως για να λειτουργήσει απευθείας ο κινητήρας.

Η τάση κατωφλίου μας ορίζεται από 2 LED που αναβοσβήνουν, τα οποία για μένα έδωσαν τάση ενεργοποίησης ~ 3.8V και χρησιμοποίησα μια αντίσταση 2,2k, όπως συνιστάται γενικά για ένα τυπικό φορτίο κινητήρα. Εάν διαθέτετε ηλιακό πάνελ που εξάγει μόνο 4V σε πλήρη ηλιακή ακτινοβολία, το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας το κύκλωμά σας δεν θα φτάσει την απαραίτητη τάση για πυρκαγιά και ως εκ τούτου μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε άλλες ρυθμίσεις για να φτάσετε σε μια πιο κατάλληλη τάση κατωφλίου. Ένα μόνο κόκκινο FLED θα πρέπει να δημιουργεί τάση κατωφλίου ~ 2.4V και πράσινο ~ 2.8V. Προσθέτοντας διόδους σήματος σε σειρά, μπορείτε να αυξήσετε αυτές τις τάσεις κατωφλίου κατά 0,7V ανά δίοδο. Μου αρέσει να χρησιμοποιώ 2 FLED καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μάτια που αναβοσβήνουν διακριτικά κατά τη φόρτιση.

Χρησιμοποίησα ένα τρανζίστορ BC547 και BC557 το οποίο και τα δύο έχουν διαμορφώσεις CBE για τα πόδια, εάν χρησιμοποιείτε άλλους τύπους τρανζίστορ, όπως 2n222, για παράδειγμα, μπορεί να έχουν διαμόρφωση EBC και θα πρέπει να δημιουργήσετε το κύκλωμα με άλλο τρόπο (ή με τον ίδιο τρόπο, αλλά με τα τρανζίστορ πίσω προς τα πίσω αντί από μπροστά προς τα εμπρός)

Στην πρώτη και τη δεύτερη φωτογραφία μπορείτε να δείτε τις μόνες συνδέσεις που πρέπει να κάνουμε μεταξύ των δύο τρανζίστορ σύμφωνα με το κύκλωμα στη σελίδα των ηλιακών ροών. Οι υπόλοιπες φωτογραφίες δείχνουν στη συνέχεια πώς κάνω αυτές τις συνδέσεις. Είναι χρήσιμο να χρησιμοποιήσετε το blu tack εδώ για να συγκρατήσετε τα μικρά εξαρτήματα ενώ κολλάτε.

Δεν θα σας δείξω ακριβώς πώς να διαμορφώσετε ελεύθερα το κύκλωμα καθώς σας ικετεύω να κατανοήσετε το κύκλωμα και πώς να το συνδέσετε μαζί αντί να αντιγράψω απλώς τις ακριβείς συνδέσεις μου. Έτσι ξεκίνησα να δημιουργώ κυκλώματα όπως αυτό και είναι πολύ εύκολο να κάνετε λάθος και σχεδόν αδύνατο να αντιμετωπίσετε αν δεν καταλαβαίνετε γιατί συνδέετε εξαρτήματα όπου είναι πολύ αποκαρδιωτικό. Μια μικρή επιπλέον έρευνα ελπίζω να σας σώσει πολύ πόνο στην καρδιά.

Βήμα 11: Το βάζουμε όλα μαζί (1/2)

Στη συνέχεια, τοποθέτησα τον ηλιακό μου κινητήρα στη βάση της ουράς, τον κόλλησα στη θέση του και έκοψα τα πάντα στο μήκος.

Στη συνέχεια έστριψα τα καλώδια του κινητήρα και τα καλώδια FLED και τα έκοψα επίσης σε μήκος πριν τα κολλήσω στον ηλιακό κινητήρα όπως φαίνεται.

Βήμα 12: Το βάζουμε όλα μαζί (2/2)

Δύο ακόμη μήκη χαλκού σύρματος σμάλτου συγκολλήθηκαν στον ηλιακό πίνακα, στριφογυρίστηκαν και κόπηκαν κατά μήκος. Το πάνελ ήταν προσαρτημένο στο κούτσουρο με ταινία αφρού διπλής όψης και το σύρμα έστριψε το στήριγμα για τη λιβελλούλη και συγκολλήθηκε στην ουρά/ηλιακό κινητήρα.

Βήμα 13: Προσθήκη Μυστικού Πυκνωτή

Το μοντέλο λειτούργησε καλά καθώς ήταν σε χαμηλό φωτισμό, η έκρηξη από τους πυκνωτές ~ 2200uF ήταν αρκετή μόνο για να μετακινήσει τα φτερά σε πολύ μικρή ποσότητα, καθώς από τη στιγμή που ο κινητήρας είχε ξεπεράσει την αδράνεια των φτερών είχε εξαντληθεί το τροφοδοτικό του. Επομένως, προσθέτοντας άλλα 4700uF, τα φτερά είναι σε θέση να κάνουν σχεδόν ένα ολόκληρο πτερύγιο σε κάθε κύκλο του ηλιακού κινητήρα.

Καθώς ήθελα να διατηρήσω το μοντέλο σε εμφάνιση, αποφάσισα να κρύψω τον πυκνωτή ανοίγοντας μια τρύπα στη βάση κάτω από τον ηλιακό πίνακα.

Βήμα 14: Τελικές σκέψεις

Τα πτερύγια που χτυπάνε προκαλούν μια σημαντική ποσότητα ταλάντωσης και λόγω του ότι γδέρνω το κάτω μέρος του κούτσουρου, η βάση είναι ελαφρώς κυρτή. Όλα αυτά κάνουν το μοντέλο να ταλαντεύεται αρκετά, οπότε θα πρέπει να βρω κάποια ελαστικά πόδια κάποια στιγμή.

Μεγάλο Βραβείο στο Make it Move