پرنده روباتیک: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این پروژه به شما نشان می دهد که چگونه یک پرنده روباتیک که آب می نوشد بسازید.

در فیلم می توانید پرنده ای را که کار می کند مشاهده کنید.

اسیلاتور از یک مدار ساده فلیپ فلاپ ساخته شده است که وقتی پرنده یکی از دو تماس را لمس می کند فعال می شود.

تدارکات

شما نیاز خواهید داشت:

- کیت گیربکس ،

- موتور dc (نیازی به موتور پرقدرت ندارید ، از موتور جریان کم استفاده نکنید که قادر به چرخاندن توده بدن پرنده بزرگ نیست) ،

- سیم 2 میلی متر یا 1.5 میلی متر ،

- سیم 0.9 میلی متر ،

- باتری 9 ولت برای تغذیه رله یا باتری دیگر در صورت عدم یافتن رله 9 ولت. بسته به قطعاتی که استفاده می کنید ، مدار باید حداقل 3 ولت یا حتی 2 ولت کار کند. اگر از منبع تغذیه 3 ولت استفاده می کنید ، از رله ای استفاده کنید که حداقل 2 ولت روشن می کند ، زیرا با تخلیه باتری با گذشت زمان ولتاژ باتری کاهش می یابد ،

- رله DPDT (دو قطب دو پرتاب) (رله 12 ولت ممکن است با 9 ولت کار کند) ،

- دو باتری 1.5 ولت یا منبع تغذیه قابل تنظیم برای تغذیه موتور dc. دو باتری 1.5 ولت به صورت سری 3 ولت را تأمین می کنند که یک ولتاژ معمولی برای اکثر موتورهای DC کوچک است. با این حال ، 3 ولت برای همه موتورها مناسب نیست. از ولتاژ مناسب برای موتور استفاده کنید تا قدرت کافی برای چرخاندن توده بدنی پرنده فلزی بزرگ را فراهم کند. لطفاً هنگام سفارش آنلاین یا خرید در فروشگاه ، مشخصات آن را بررسی کنید. به همین دلیل منبع تغذیه قابل تنظیم می تواند ایده خوبی باشد.

- دو منظوره عمومی PNP BJT (ترانزیستور دو قطبی) (2N2907A یا BC327) ، از BC547 یا هر ترانزیستور جریان ارزان دیگر استفاده نکنید ،

- دو منظوره عمومی NPN BJT (2N2222 یا BC337) یا یک NPN عمومی و یک ترانزیستور قدرت BJT NPN (TIP41C) ، از BC557 یا هر ترانزیستور کم جریان ارزان دیگر استفاده نکنید ، - دو ترانزیستور 2N2907A یا BC337 (می توانید از TIP41C استفاده کنید ترانزیستور قدرت برای رله به جای 2N2907A/BC337) ، - سه مقاومت 2.2 اهم ،

- چهار مقاومت 22 اهم ،

- یک مقاومت 2.2 اهم قدرت بالا (اختیاری - می توانید از اتصال کوتاه استفاده کنید) ،

- یک دیود عمومی (1N4002) ،

- لحیم کاری (اختیاری - می توانید سیم ها را با هم بچرخانید) ،

- سیم (رنگهای مختلف)

مرحله 1: گیربکس را مونتاژ کنید

نسبت دنده 344.2: 1 را انتخاب کنید که حداکثر قدرت و کمترین سرعت است.

می توانید جعبه دنده مونتاژ را خریداری کرده یا از یک ماشین کنترل از راه دور قدیمی استفاده کنید. اگر سرعت باید زیاد باشد ، همیشه می توانید ولتاژ منبع تغذیه را به موتور کاهش دهید.

مرحله 2: پایه ای برای پرنده ایجاد کنید

پایه اغلب از سیم سخت 2 میلی متر ساخته شده است. طول 10 سانتی متر ، عرض 10 سانتی متر و ارتفاع 16 سانتی متر است.

مرحله 3: بدن پرنده را ایجاد کنید

این پرنده 30 سانتی متر ارتفاع دارد و بیشتر از سیم سخت 2 میلی متر ساخته شده است.

پس از ساختن پرنده ، آن را از سیم 0.9 میلی متری به چرخ دنده ها وصل کنید.

سعی کنید بدن پرنده را تا آنجا که ممکن است کوچک کنید اما مطمئن شوید که به پایانه های سیم برخورد می کند. استفاده از سیم فلزی 1.5 میلیمتری به جای سیم فلزی 2 میلی متری باعث کاهش وزن پرنده می شود و احتمال کار این مجسمه متحرک را افزایش می دهد زیرا موتور DC کوچک ممکن است نتواند جرم بدن پرنده بزرگ را جابجا کند.

مرحله 4: پرنده را به پایه متصل کنید

پرنده را با سیم 0.9 میلی متری به پایه متصل کنید.

مرحله 5: پایانه های الکترونیکی را وصل کنید

پایانه های جلو و عقب را وصل کنید. ترمینال پشتی از خم سیم 0.9 میلی متری به شکل نیم دایره ساخته شده است (لطفاً به تصویر دقت کنید).

سپس سیم 2 میلیمتری را برای اتصال به ترمینال جلو وصل کنید.

مرحله 6: مدار را ایجاد کنید

مدار در حال حرکت است یک مدار فلیپ فلاپ است که رله را کنترل می کند.

"جلو پرنده" ترمینال جلو است.

"پایه پرنده" اتصال پایانه عقب است.

مدار نشان داده شده دو کلید کنترل ولتاژ را نمایش می دهد. در واقع دو سوئیچ مکانیکی (دو پایانه ای که در مرحله قبل وصل کرده اید) وجود دارد و کلیدهای کنترل ولتاژ فقط در مدار قرار داشتند زیرا نرم افزار PSpice اجزای مکانیکی را مجاز نمی داند و فقط مدارهای الکترونیکی یا الکتریکی را شبیه سازی می کند.

مقاومت 2.2 اهم ممکن است لازم نباشد. این مقاومت در صورتی مورد استفاده قرار می گیرد که رله دارای ولتاژ بالا باشد و برای مدت طولانی یک اتصال کوتاه باشد تا روشن شود. این ممکن است ترانزیستور قدرت را بسوزاند. اگر ترانزیستور قدرت ندارید ، چند ترانزیستور NPN را به صورت موازی قرار دهید و هر سه پایانه را به یکدیگر متصل کنید (پایه را به پایه ، کلکتور را به کلکتور و امیتر را به امیتر متصل کنید). این روش برای افزونگی و کاهش اتلاف توان در هر ترانزیستور استفاده می شود.

هیت سینک روی ترانزیستور گنجانده نشده است. از آنجا که ترانزیستور اشباع شده است ، اتلاف انرژی بسیار کم است. با این حال ، اتلاف توان بستگی به رله دارد. اگر رله جریان زیاد مصرف می کند ، باید هیت سینک را نیز شامل شود.

مدلهای اتلاف سینک در شبیه سازی مدار نشان داده شده است. می توانید از هر یک از این دو استفاده کنید. در دو مدل از قیاس مدار برای دمای مدل استفاده می شود. اگر فن خنک کننده و محصور وجود نداشته باشد ، مقاومت حرارتی مربوطه صفر است. باید فرض کنید که دستگاه ممکن است درون جعبه داغ شود. اتلاف توان جریان است ، دما پتانسیل ولتاژ و مقاومت مقاومت حرارتی است.

به این صورت است که شما مقاومت و هیت سینک را برای مقاومت در برابر هیت سینک انتخاب می کنید:

پراکندگی قدرت = Vce (ولتاژ فرستنده جمع کننده) * Ic (جریان جمع کننده)

Vce (ولتاژ ساطع کننده جمع کننده) = 0.2 ولت (تقریبا) در طول اشباع. Ic = (منبع تغذیه - 0.2 ولت) / مقاومت رله (هنگامی که روشن است)

برای بررسی میزان جریان مصرفی رله هنگام روشن بودن ، می توانید آمپرمتر را متصل کنید.

مقاومت در برابر هیت سینک + مقاومت در برابر هیت سینک = (حداکثر دمای اتصال ترانزیستور - حداکثر دمای اتاق یا محیط) / اتلاف نیرو (وات) - اتصال به محفظه مقاومت در برابر حرارت

حداکثر دمای اتصال ترانزیستور و مقاومت در برابر اتصال حرارتی در مشخصات ترانزیستور مشخص شده است.

مقاومت به مخزن حرارتی به ترکیب انتقال حرارت ، مواد واشر حرارتی و نصب فشار بستگی دارد.

بنابراین هرچه اتلاف انرژی بیشتر باشد ، مقاومت در برابر هیت سینک کمتر است. گرمکن های بزرگتر مقاومت حرارتی کمتری خواهند داشت.

یک گزینه خوب این است که در صورت عدم درک این فرمول ها ، یک هیت سینک با مقاومت حرارتی پایین انتخاب کنید.

مرحله 7: رله را وصل کنید

رله الزامی نیست که یک رله جریان بالا باشد. در واقع باید یک رله جریان کم باشد. با این حال ، به خاطر داشته باشید که موتور در صورت توقف به دلیل مشکلات مکانیکی مانند مشکلات گیربکس ، جریانهای زیادی را به خود جلب می کند. به همین دلیل تصمیم گرفتم از ترانزیستورها برای حرکت موتور استفاده نکنم. با این حال ، مدارهای ترانزیستور پل H و مدارهای مقاومت پل H وجود دارد که می تواند برای حرکت موتور استفاده شود.

مرحله 8: اتصال برق

اکنون پروژه تکمیل شده است.

در فیلم می توانید پرنده ای را ببینید که کار می کند.