Supercapacitor Vibrobot: 20 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Για αυτό το έργο θα επωφεληθούμε από τους υπερπυκνωτές για την τροφοδοσία ενός vibrobot. Με άλλα λόγια, θα χρησιμοποιήσουμε πυκνωτές 15F για να τροφοδοτήσουμε δονητικούς κινητήρες για να φτιάξουμε ρομπότ που κινούνται μέσω δονήσεων. Το βασικό μοντέλο διαθέτει διακόπτη ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και θύρα φόρτισης για φόρτιση μεταξύ των χρήσεων. Η πιο προηγμένη έκδοση περιλαμβάνει επίσης ένα μικρό ηλιακό κύτταρο για να το φορτίζει από τον ήλιο όταν δεν χρησιμοποιείται. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους πυκνωτές, ανατρέξτε στην κατηγορία Ηλεκτρονικών. Και αν έχετε ρομπότ στον εγκέφαλο, έχω επίσης τάξη ρομπότ!

Βήμα 1: Υλικά

Για το έργο αυτού του μαθήματος θα χρειαστείτε:

(x1) 15F υπερπυκνωτής (x1) Αντίσταση 100 ohm (x1) Δονητικός κινητήρας (x1) Πλακέτα κυκλώματος (x1) Διακόπτης διαμέσου οπών SPDT (x1) JST-XHP 2-pin σετ αρσενικού και θηλυκού συνδετήρα (x1) 2-καλώδιο ισχύος προσαρμογέας (x1) Ρυθμιζόμενη παροχή τάσης Προαιρετικό: (x1) 4V ηλιακός πίνακας (x1) 1N4001 δίοδος

(Σημειώστε ότι ορισμένοι από τους συνδέσμους σε αυτήν τη σελίδα είναι σύνδεσμοι συνεργατών. Αυτό δεν αλλάζει το κόστος του προϊόντος για εσάς. Επενδύω ό, τι έσοδα λαμβάνω για την κατασκευή νέων έργων. Αν θέλετε προτάσεις για εναλλακτικούς προμηθευτές, παρακαλώ επιτρέψτε μου ξέρω.)

Βήμα 2: Το κύκλωμα

Το κύκλωμα vibrobot είναι αρκετά ευθεία. Υπάρχει η ισχύς φόρτισης που έχει σύνδεση τροφοδοσίας και γείωσης. Η γείωση συνδέεται με τον πυκνωτή και τον κινητήρα. Η είσοδος ισχύος πηγαίνει σε έναν διακόπτη SPDT μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος 100 ohm. Ο διακόπτης SPFT αλλάζει τη θετική σύνδεση του πυκνωτή μεταξύ του φορτιστή και του κινητήρα. Με αυτόν τον τρόπο, επιτρέπει στον πυκνωτή είτε να φορτίζεται από τη θύρα εισόδου είτε να τροφοδοτεί τον κινητήρα.

Βήμα 3: Συνδέστε τον πυκνωτή

Ας ξεκινήσουμε την πλακέτα συγκολλώντας τον υπερπυκνωτή στη θέση του. Παρατηρήστε ότι ο πυκνωτής έχει μια μεταλλική πλάκα στο κάτω μέρος που συνδέεται με τον πείρο τροφοδοσίας. Πρέπει να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί για να μην βραχυκυκλώσετε κατά λάθος την ισχύ, αφήνοντας το κάτω μέρος του πυκνωτή να αγγίξει τις γραμμές διαύλου της πλακέτας κυκλώματος που ενδέχεται να συνδεθούν με τη γείωση. Για να το αποτρέψω εύκολα, εγκατέστησα τον πυκνωτή μου σε γωνία 45 μοιρών στο κέντρο του πίνακα. Αυτή η ρύθμιση διασφαλίζει ότι ένα σύντομο διάστημα μεταξύ ισχύος και γείωσης όπως αυτό πιθανότατα δεν θα συμβεί.

Βήμα 4: Εγκαταστήστε την πρίζα

Το επόμενο πράγμα που πρέπει να εγκαταστήσετε είναι η θηλυκή πρίζα για το φις τροφοδοσίας. Τοποθετήστε το στην ίδια πλευρά της σανίδας με το καλώδιο γείωσης του πυκνωτή. Τοποθετήστε το κάπου στη μέση με την εσοχή για την καρτέλα του βύσματος στραμμένη προς τα έξω μακριά από τον πίνακα. Σημειώστε ότι έχω κάτι μπλοκαρισμένο κάτω από τον πίνακα στην εικόνα συγκόλλησης. Αυτό είναι για να κρατήσει το εξάρτημα στη θέση του ενώ το κολλάω.

Βήμα 5: Αλλαγή

Τοποθετήστε τον διακόπτη on/off στην πλευρά της πλακέτας απέναντι από την πρίζα του φορτιστή.

Βήμα 6: Σύρματα

Απογυμνώστε περίπου μια ίντσα μόνωσης από το άκρο του σύρματος συμπαγούς πυρήνα. Συνδέστε το μη μονωμένο καλώδιο σε έναν από τους ακροδέκτες του κινητήρα δόνησης. Επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία για το άλλο τερματικό.

Βήμα 7: Σύρμα στο μοτέρ

Τοποθετήστε τον κινητήρα κεντραρισμένο στην άκρη της σανίδας έτσι ώστε το αντίβαρό του να κρέμεται πάνω από την άκρη. Τοποθετήστε κάθε καλώδιο κινητήρα σε μία από τις πρίζες στις αντίστοιχες πλευρές του κυκλώματος και κολλήστε τα στη θέση τους.

Βήμα 8: Περισσότερη καλωδίωση

Συνδέστε μαύρα καλώδια γείωσης μεταξύ της θηλυκής πρίζας 2 ακίδων, του πείρου γείωσης στον πυκνωτή και ενός από τους πείρους του κινητήρα. Είναι κρίσιμο να γίνει σωστή η σύνδεση μεταξύ του πείρου γείωσης στην πρίζα και του υπερπυκνωτή. Αν το αντιστρέψετε και φορτίσετε τον πυκνωτή προς τα πίσω, μπορεί να συμβούν πολύ άσχημα πράγματα. Έτσι… ελέγξτε το ξανά και βεβαιωθείτε ότι το έχετε πάρει σωστά. Όταν τοποθετηθεί το βύσμα, ο πείρος γείωσης πρέπει να συνδεθεί με τον πείρο με την αρνητική ένδειξη στον πυκνωτή. Μόλις είστε απολύτως βέβαιοι ότι έχετε κάνει σωστά τις συνδέσεις γείωσης, κολλήστε ένα κόκκινο σύρμα μεταξύ του κεντρικού πείρου στο διακόπτη και του θετικού πείρου στον πυκνωτή. Επίσης κολλήστε ένα κόκκινο σύρμα μεταξύ μιας από τις εξωτερικές ακίδες του διακόπτη και του κινητήρα. Τέλος, κολλήστε ένα σύρμα γύρω από το σώμα του κινητήρα. Αυτό δεν πρέπει να συνδέεται ηλεκτρικά με τίποτα. Απλώς συγκρατεί τον κινητήρα στη θέση του.

Βήμα 9: Αντίσταση φόρτισης

Συγκολλήστε μια αντίσταση 100 ohm μεταξύ του πείρου τάσης στην πρίζα και του αχρησιμοποίητου πείρου στο διακόπτη. Αυτή η αντίσταση χρησιμοποιείται για φόρτιση. Εάν δεν χρησιμοποιήσαμε την αντίσταση, ο υπερπυκνωτής θα προσπαθήσει να αντλήσει όσο το δυνατόν περισσότερο ρεύμα από το φορτιστή. Αυτή η ξαφνική έξαρση θα είναι ουσιαστικά σαν ένα κοντό καλώδιο και πιθανόν είτε να το καταστρέψει είτε εάν έχει κύκλωμα προστασίας, μην κάνετε τίποτα απολύτως. Η αντίσταση που χρησιμοποιούμε υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm. Για να είμαι ασφαλής, ανέβασα την τιμή ελαφρώς καθώς οι αντιστάσεις δεν είναι τέλειες και δεν μπορεί να βλάψει να έχουμε λίγο περισσότερο. Όλα αυτά, ο συγκεκριμένος υπερπυκνωτής που χρησιμοποιείται εδώ έχει σχετικά υψηλή εσωτερική αντίσταση. Αυτό σημαίνει ότι δεν αντλεί ενέργεια από μια φόρτιση τόσο γρήγορα όσο ένας κανονικός υπερπυκνωτής. Στην πραγματικότητα, χρειάζεται εξαιρετικά μεγάλος χρόνος φόρτισης (περίπου μία ώρα σε αντίθεση με 10 δευτερόλεπτα). Η αντίσταση που χρησιμοποιούμε μπορεί να μην είναι απαραίτητη και να επιβραδύνει λίγο τους χρόνους φόρτισης. Παρ 'όλα αυτά, έχω συμπεριλάβει την αντίσταση σε περίπτωση που κάποιος αποφασίσει να χρησιμοποιήσει έναν διαφορετικό υπερπυκνωτή. Mayσως αναρωτιέστε γιατί επέλεξα να χρησιμοποιήσω αυτόν εάν φορτίζεται τόσο αργά. Λοιπόν, κατέχει ισχύ 15F και είναι ένα κλάσμα στο μέγεθος των κανονικών υπερπυκνωτών. Βασικά, αυτό το μικρό καπάκι κρατά 3 φορές περισσότερη ισχύ από έναν υπερπυκνωτή που έχει μέγεθος 5Χ. Μπορεί να χρειαστεί λίγος χρόνος φόρτισης, αλλά μπορεί να λειτουργήσει για σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα.

Βήμα 10: Κόψτε σύρματα

Κόψτε τέσσερα καλώδια συμπαγούς πυρήνα 4 για χρήση ως πόδια του ρομπότ.

Βήμα 11: Συνδέστε τα πόδια

Συγκολλήστε και τα δύο άκρα κάθε σύρματος στις γωνίες της πλακέτας για να δημιουργήσετε τέσσερις βρόχους σύρματος. Αυτά δεν πρέπει να συνδέονται ηλεκτρικά με οποιαδήποτε πραγματικά εξαρτήματα της πλακέτας κυκλώματος.

Βήμα 12: Διαμορφώστε τα πόδια

Διαμορφώστε και τα τέσσερα σύρματα στα πόδια όπως σας ταιριάζει. Έδωσα στον καθένα ένα μικρό βρόχο, αλλά ίσως υπάρχει άλλο σχέδιο που θα μπορούσε να λειτουργήσει καλύτερα. Μη διστάσετε να πειραματιστείτε με τη μορφή και την αισθητική. Δεν υπάρχει σωστή σωστή απάντηση.

Βήμα 13: Προσδιορίστε την πολικότητα

Θα χρησιμοποιήσουμε έναν μετατροπέα εναλλασσόμενου ρεύματος σε τοίχο για να φορτίσουμε το vibrobot. Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να προσδιορίσουμε την πολικότητα του βύσματος που είναι συνδεδεμένο με τον κονδυλώματος τοίχου για να προσδιορίσουμε ποιο άκρο είναι θετικό και ποιο γειωμένο. Συνδέστε τον προσαρμογέα 2 καλωδίων στην πρίζα στο τέλος του καλωδίου. Χρησιμοποιήστε τη ρύθμιση τάσης στο πολύμετρό σας για να μετρήσετε την τάση που βγαίνει από τον προσαρμογέα. Εάν δείτε θετική τάση, τότε το καλώδιο που συνδέεται με τον κόκκινο αισθητήρα είναι θετικό και το καλώδιο που συνδέεται με τον μαύρο αισθητήρα είναι γειωμένο. Σημειώστε αυτά τα καλώδια για να τα ξεχωρίσετε εάν δεν έχουν ήδη επισημανθεί.

Βήμα 14: Συνδετήρας

Συγκολλήστε τις μεταλλικές πρίζες για τη θηλυκή υποδοχή 2 ακίδων στο άκρο κάθε καλωδίου του προσαρμογέα τροφοδοσίας 2 συρμάτων. Σημειώστε την καρτέλα ευθυγράμμισης στο βύσμα. Εάν η καρτέλα ευθυγράμμισης είναι στραμμένη προς το μέρος σας και ο σύνδεσμος είναι στραμμένος προς τα πάνω, η γείωση θα πρέπει να είναι αριστερά και η τροφοδοσία θα πρέπει να είναι δεξιά. Συμπιέστε τις μεταλλικές γλωττίδες στο τέλος κάθε πείρου και, στη συνέχεια, τοποθετήστε και τις δύο στην κατάλληλη πρίζα του βύσματος πιέζοντάς τις σταθερά. Εάν δεν είστε σίγουροι, μπορείτε να συνδέσετε τον προσαρμογέα ρεύματος και να μετρήσετε με το πολύμετρο για να βεβαιωθείτε ότι έχετε σωστα.

Βήμα 15: Φορτίστε το

Για να το φορτίσετε, βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης βρίσκεται στη θέση φόρτισης (δηλ. Ο κινητήρας δεν λειτουργεί) και συνδέστε τον κονδυλώματος τοίχου στην πρίζα. Μπορείτε να το αφήσετε συνδεδεμένο στο φορτιστή όσο θέλετε. Ο πυκνωτής θα σταματήσει να αντλεί ισχύ μόλις φορτιστεί και είναι εντάξει. Οι πυκνωτές δεν μοιάζουν με μπαταρίες των οποίων η διάρκεια ζωής μειώνεται εάν τα αφήσετε να φορτιστούν για πολύ καιρό χωρίς κύκλωμα προστασίας.

Βήμα 16: Ηλιακός

Εάν θέλετε να αφαιρέσετε το ρομπότ σας από το δίκτυο, μπορείτε να προσθέσετε ένα μικρό ηλιακό πάνελ για να φορτίσετε τον πυκνωτή όταν ο κινητήρας δεν χρησιμοποιείται. Αυτή η προσθήκη είναι προαιρετική.

Βήμα 17: Επέκταση του κυκλώματος

Για να γίνει αυτό το κύκλωμα ηλιακό, πρέπει να προσθέσουμε δύο επιπλέον εξαρτήματα, έναν ηλιακό πίνακα και μια δίοδο. Ο ηλιακός πίνακας θα πρέπει να βαθμολογείται για λιγότερη τάση από τον πυκνωτή και να τοποθετείται παράλληλα με τον πυκνωτή. Δεδομένου ότι ο πυκνωτής μας είναι βαθμολογημένος για 5,6V, η χρήση ενός ηλιακού πάνελ 4V θα πρέπει να είναι ασφαλής για τη φόρτισή του. Θα χρειαστεί επίσης να προσθέσουμε μια δίοδο στο κύκλωμα μεταξύ του θετικού καλωδίου στον ηλιακό πίνακα και του πυκνωτή. Μην ανησυχείτε ακόμη πολύ για το τι είναι οι δίοδοι. Θα συζητηθούν πολύ περισσότερο σε μελλοντικό μάθημα. Προς το παρόν, Απλά πρέπει να γνωρίζετε ότι το μόνο που κάνει η δίοδος είναι να εμποδίζει την ηλεκτρική ενέργεια από τον πυκνωτή που ρέει προς τα πίσω μέσω του ηλιακού συλλέκτη όταν δεν το χτυπάει ηλιακό φως.

Βήμα 18: Προσθήκη διόδου

Απλώς συνδέστε το άκρο της διόδου με τη λωρίδα στον πείρο του διακόπτη όπου είναι συνδεδεμένη η αντίσταση 100 ohm. Συνδέστε τον άλλο πείρο διόδου σε οποιοδήποτε μαξιλάρι συγκόλλησης που δεν χρησιμοποιείται στον πίνακα.

Βήμα 19: Καλωδίωση του ηλιακού πάνελ

Συνδέστε ένα κόκκινο καλώδιο συμπαγούς πυρήνα στον θετικό ακροδέκτη στον ηλιακό πίνακα και ένα μαύρο καλώδιο στο αρνητικό. Ο λόγος που αντικαθιστούμε το υπάρχον σύρμα με καλώδια συμπαγούς πυρήνα είναι επειδή αυτά τα νέα πιο σκληρά σύρματα θα συγκρατούν τον ηλιακό πίνακα στη θέση του επιφάνεια του πίνακα.

Βήμα 20: Συνδέστε το ηλιακό πλαίσιο

Συνδέστε μαζί το κόκκινο καλώδιο από τον ηλιακό πίνακα στον αχρησιμοποίητο πείρο στη δίοδο. Συνδέστε το μαύρο καλώδιο από τον ηλιακό πίνακα σε οποιαδήποτε από τις άλλες συνδέσεις γείωσης στον πίνακα. Το ρομπότ σας τροφοδοτείται τώρα από ανανεώσιμη ενέργεια. Τώρα είναι ώρα να ενεργοποιήσετε το ρομπότ σας και να το αφήσετε να χαλαρώσει.

Το βρήκατε χρήσιμο, διασκεδαστικό ή διασκεδαστικό; Ακολουθήστε @madeineuphoria για να δείτε τα τελευταία έργα μου.