Электромеханикалык курт -кумурскалар же учуучу осциллятор: 9 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Киришүү

Мен робототехниканын өнүгүшүн 10 жылдай байкап келе жатам жана менин билимим биология жана видеография. Бул кызыкчылыктар менин негизги кумарымды, энтомологияны (курт -кумурскаларды изилдөө) айланып чыкты. Курт -кумурскалар көптөгөн тармактарда чоң иш болуп саналат жана чоң илхамдын булагы болгон. Бактыга жараша, биология жана курт -кумурскалар биомимикрия жана синтетикалык биология аркылуу робототехникага таасирин тийгизүүдө. Мени өзгөчө инсектитоптерлордун прогресси толкундандырат. ЦРУ 1970 -жылдардын башында учуучу инсектитопторду жараткан жана курт -кумурскалар робот техникасындагы көйгөйлөрдүн чечилишине чоң роль ойной беришет. Мен өз электромеханикалык курт -кумурскалардын скульптурасын куруунун көркөм методу менен бөлүшкүм келет.

Курт -кумурскалардын касиеттерине көп көңүл бурган кол өнөрчүлүктүн бири - чымын байлоо чеберчилиги. Fly Tying - чымын балык уулоо үчүн азгырыктарды түзүү ыкмасы. Бул кол өнөрчүлүк түрдүү материалдардын жана шаймандардын палитрасын колдонот жана деталдарга кылдат көңүл бурууну талап кылат, ошол эле учурда кооз дизайндарды аягына чыгаруу үчүн тиешелүү техникага таянат.

Мен 3D басып чыгарууга же микроконтроллерлерге өтө толкунданган жокмун. Мен бул технологиялардын бирин да колдонбогон электромеханикалык жандыктарды чыгарууга аракет кылып жатам. Кандай гана сенсор же механикалык туюнтма изилдегиси келбесин, бардыгы микроконтроллер аркылуу азыктанышы керек окшойт. Келгиле, аны бир аз артка кайтарып, мээбизди осциллятор кылалы!

Ошондуктан мен сизге сунуштайм, биз чымын байлоочу куралдарды, материалдарды жана техниканы кооз, жеңил, уникалдуу, электромеханикалык курт -кумурскаларды түзүү үчүн негиз катары колдонобуз. Бул BEAM сымал кинетикалык скульптура досторуңузга жана үй-бүлөңүзгө курт-кумурскаларды жана кол өнөрчүлүктү баалоого дем берет деп үмүттөнөбүз.

1 -кадам: Осцилляторуңузду долбоорлоо

Интернеттен тандоо үчүн көптөгөн осциллятордук схемалар бар. Түрдү карап чыккандан кийин, эң оңой жана эң "органикалык" Astable Multivibrator экенин сездим. Бул схема симметриялуу резисторлор менен же ассиметриялуу түзүлүшү мүмкүн, мунун натыйжасында импульстун туурасы бир аз башкача болот, бул сиздин схемаңыздын кайсы тарабын "алып жатканына" жараша болот.

Мен тандаган бул схеманын компоненттери:

Саны: пункт:

x1 2N4403 pnp транзистору

x1 2N3905 pnp транзистору (күзгү пин)

x2 330 Ω резисторлор

x2 22k Ω резисторлор

x2 4.7 μF 16V конденсаторлор

x2 Жарыкка көз каранды резисторлор (LDR) 0 - 30k Ω диапазондо

x1 2N4920 pnp транзистору (1 амп туткасы)

x1 8+ Ω Динамиктин катушкасы

x1 Магниттик эмес, камышсыз камыш которгуч

Мен аз RC убактысын жана кичинекей конденсаторлорду каалайм, ошондуктан 4.7 μF 16V биполярдык конденсаторлор менен 22k Ω резисторлорду тандадым. Бул болжол менен 2-5 Гц термелүү жыштыгына алып келет.

Мен ошондой эле айлана -чөйрөнүн таасир этүүсүн каалайм, ошондуктан 22к каршылыгы менен катар жарыкка көз каранды каршылыгын (LDR) койдум. Коммутатор - бул бир жолу колдонулуучу камеранын жаркыроо схемасынан суурулган кичинекей камыш которгуч. Биз бул которгучту курсактагы сезгич мурут катары колдонобуз.

2 -кадам: Лайка баштоо

Бул компоненттерди колдонуп, аларды бириктирүү үчүн бир нече инструменттер керек болот. Биз перформатты колдонбойбуз.

Эки визаны кармаңыз, бири сиздин компоненттериңизди, экинчиси сиздин ширетүүчү темириңизди кармоо үчүн.

Ошондой эле, сизде зым кескичтер, кычкачтар жана схемаңыздын үлгүсү бар экенине ишениңиз. Мен ар дайым компоненттердин кайсы бөлүктөрү кайсы жерге туташып турганын билиш үчүн чынжырдын экинчи версиясын прототиптедим.

Эки транзистордун учтарын коллектор капталга, ал эми база ортосуна карай ийиле тургандай кылып бүгүңүз. 2N4403 менен 2N3905тин (BC557 катары сүрөттөлгөн) ар кандай төөнөгүчтөрү бар болгондуктан, базанын жана коллектордун кайда экенине кылдат көңүл буруңуз. Ошол эле pnp транзисторунун экөөсүн колдонсо болот, бирок мага күзгү пиндин чиральдык сапаты жагат. Кантсе да, бул искусство.

Конденсаторлорду туура бурчта бүгүңүз.

Конденсаторлордун жана транзистордук базанын жана коллекторлордун учтарын кыскартыңыз.

Эми транзисторду өзүңүздүн висаңызга коюңуз жана ширеткичти керектүү коргошунга алып келиңиз. Бул эки колуңузду конденсатор менен ширетүүнү алып келип, аларды бириктирүүгө бошотот.

Бул кадамды кайталаңыз, андыктан ар бир транзистордун базасы жана коллекторлору ар бир конденсаторго тиркелет.

Белгилей кетчү нерсе, виске чындыгында транзисторлор үчүн жылыткыч катары иштей алат жана сиздин бүткөн ширетүүчү жумуштун архитектурасы бул структураны таң каларлыктай күчтүү кылат.

3 -кадам: Резисторлорду ширетүү

Бийип, жогоруда сүрөттөлгөн резисторлордун учтарын кесип алыңыз.

330 дюймдук резисторду висеге койгула жана биздин конденсатордук транзистордук блокту резисторго туташтыргыла. Схеманы аткарыңыз, бул резистор транзистордун коллектору турган жерге тиркелиши керек.

Экинчи 330 Ω каршылыгы менен кайталаңыз.

LDRди висеге койгула жана ага биздин өсүп жаткан схемабызды кошкула. Транзистордун базасына ширетүү.

Экинчи LDR менен кайталаңыз.

LDRдин узун учтарын борборго карай кесиңиз.

LDRге 22k Ω резисторлорду кошуу, резисторлор бир катарда болот.

Төрт резистордун ар биринде биздин схеманын борборунда ачык сүрөттөр болушу керек (сүрөттө).

Бул резисторлордун учтарын коңшуларына бүгүп, кыскартып, бардыгын чогуу ширеткиле. Бул резистор таңгак азыр биздин темир жолдун бир бөлүгү.

4 -кадам: Solder Wires жана Power PNP

Бул конденсаторлордун, транзисторлордун жана резисторлордун бирдиги биздин укмуштуу мультивибратор осцилляторубуз. Бул натыйжалуу курт -кумурскалар үчүн биздин мээбиз. LDRs көз катары иштейт жана биздин осциллятордун жыштыгын жана импульстук кеңдигин бир аз өзгөртөт. Бул схема спикердин катушкасын кубаттай албайт, андыктан биз аны Q3 транзисторубузга (BD140 же 2N4920) туташтырабыз.

Позитивдүү темир зымды Q1 -жылдын эмитентине кошуу.

Жер темир жолунун зымын резистордун таңгасына кошуңуз.

Үчүнчү зымды 2 -чейректин эмитентине (кызгылт сары түстө сүрөттөлгөн) кошуңуз.

Үчүнчү зымды Q3 базасына, пнп транзисторуна (2N4920) кошуңуз.

Позитивдүү темир зымды болжол менен 1 1/2 дюймга ылдый түшүрүп, Q3 эмитентине кошуңуз.

Бул жерде мен ширетүүдөн бир аз тыныгууну жана чынжырга таза лак менен либералдуу пальто сүйкөөнү жактырам. Бул схема бүктөлсө же кысылып калса, шорттун алдын алууга жардам берет жана ага аба ырайына карата бир аз текшерүүлөрдү берет. Бир нече пальто колдонууга тартынбаңыз.

Тизмени эч жерде кыскартпаганыңызды текшериңиз. Кызыл зымды +9В менен күйгүзүү, кара же күрөң зымды жерге коюу жана Q3 коллекторуна кыркуу менен дагы деле иштеп жатканына ынануу үчүн схеманы текшериңиз. Мен кичинекей 5В лампаны же запастык динамикти колдоном. Q3 1 ампердин тегерегинде гана иштей ала тургандыктан, өтө көп күчкө жана өтө аз каршылыкка ээ бул транзисторду ысытпаңыз. Өзүңүздүн эсептөөлөрүңүздү кылыңыз (I = V/R), токту ток менен. Теория боюнча, орточо ток темир чыңалуусунда туруктуу токтун жарымына барабар, бирок бул бизге ката кетирүүгө жардам берет.

5 -кадам: Voice Coil жана Solder кесип

Жумушчу үн катушкасы бар кичинекей арзан динамикти алып, аны кесип салыңыз. Динамиктин конусунун четин кесүү менен баштаңыз жана астындагы кальций зым бириктиргичтерин кесип албаңыз.

Корзинанын өтмөктөрүнөн сым туташтыргычтарды кысыңыз же ажыратыңыз.

Туруктуу магниттин үстүндөгү сетка асманы кесип алыңыз.

Үн катушкасын алып салыңыз жана ашыкча кагаз менен торду кыркып салыңыз. Мүмкүн болушунча узунураак зым бириктиргичтерин калтырууну унутпаңыз.

Tinsel зым туташтыргычтарынын учтарын калайлаңыз жана Q3 жыйноочуга бирөөнү кошуңуз.

Башка туташтыргычты узартуучу зымга туташтырыңыз.

Бул жаңы зымдын ортосун сыйрып, жер астындагы темир жолго кошуңуз.

6 -кадам: Канаттарды долбоорлоо

Мен тунуктукка кранифилдин канатынын үлгүлөрүн басып чыгардым.

Ошондой эле ацетатка калем жана курч колдонуу менен канаттарды тарта аласыз.

Канаттарды боёп, уникалдуу жана кызыктуу кылып көңүл ачыңыз.

Ацетат баракчаңызды эски журналга коюп, венага вольк менен басыңыз. Алдыңкы жана арткы альтернативдүү түзүлүштө ацетатта ойдуң жана томпок бырыштар пайда болот. Бул чыныгы курт -кумурскалардын канаттарын элестетип гана тим болбостон, канаттарды дагы бекемдейт.

Канаттарды кескиле, бирок жуп кылып калтыргыла! Ортобузда бир аз кошумча материал калтырып коюңуз, ошондо биздин voicecoil айланабызда көбүрөөк материалга ээ болот.

7 -кадам: Канаттарды монофиламентке байлаңыз

Байлап баштоо үчүн сизге болжол менен 35 фунт монофиламент керек, мурунку биздин висе, кайчы, канат, жип жана чымын байлап турган боб. *Сунушталган оңдоо: Бул канат таянычтары үчүн оор монофиламентти же жука зымды колдонуңуз. Монофиламент ылдый түшүү учурунда сыртка ийилгенде сүрөттөлгөн жана курулган модель механикалык эффективдүүлүгүн жоготот.

Узундугу беш дюйм болгон эки бөлүктү кесип, бир бөлүгүн вискага салыңыз. Канаттарды монофиламентке сегиз үлгүдө байлап коюңуз.

Монофиламенттин экинчи бөлүгү жана башка канаты менен кайталаңыз.

Мен кошумча коопсуздук үчүн ар бир бөлүктүн түйүндөрүнө бир аз клей коштум. Желимдин канат кагуу жөндөмүнө тоскоол болбогонун текшериңиз. Бул шарнир сыяктуу иштеши керек жана монофиламент биздин таянычыбыз.

8 -кадам: Торакс менен башты куруңуз

Бул этапта баары бир убакта чогулат.

Үч дюймдук 100 фунт монофиламентти же катуу түтүктү алып, жипти узундугуна байлаңыз.

Гүл зымынын үч, жети дюймдук бөлүгүн алып, ар бирибизди дене түзүлүшүбүздүн узундугу боюнча борборго байлаңыз. Бул биздин буттарыбыз болот.

Кичинекей монофиламенттин арткы бөлүктөрүн арткы буттарынын артында биздин канат бирдигибизден байлап, узундугун кийинчерээк кайра тууралоого орун калтырыңыз.

Сүрөттөгүдөй магниттик пинти тапкыла. Бул биздин туруктуу неодим магнитибизди кармап калат.

Буттарга / денеге биз курган схеманы байла.

Магниттик пинти денеге баштын артына байлаңыз, бирок Q3 алдында.

Баштын артындагы денеге эки кичинекей жүндү байлаңыз, антенна сыяктуу алдыга чыгарышат (бул эстетикалык).

Канат бирдигинен кичи монофиламенттин алдыңкы бөлүктөрүн алдыга алып келип, башына жакын денеге байлаңыз. Канаттардын борборлоштурулганын текшерүү үчүн ар бир бөлүктү тартып, магниттен өйдө көтөрүңүз.

Үн катушкасынын кагаз түтүкчөсүн борборго карай кесип, анын ичиндеги канаттардын ацетатын сыйрып алабыз. Бул бүт структура биздин магнит бара турган казыктын үстүндө болушу керек, андыктан ток катушка аркылуу киргенде, магниттик күч канаттарды ылдый тартып, канаттардын учтары өйдө көтөрүлөт.

9 -кадам: Курсакты куруу

Камыш которгучту дененин арткы учуна байлаңыз. Бул курсактын учу болот, анда биздин назик муруттарыбыз болот. Биздин темир жолду камыш которгучтун бир бутуна чейин leh.

Экинчи кыска зымды камыш которгучтун экинчи бутуна кошуңуз.

Батарея үчүн чоң бетти түзүү үчүн позитивдүү темир зымды бураңыз.

Батарейканын терс же 0В жагына тийүү үчүн которгучка туташкан жаңы кыска зымды бураңыз.

12V кичинекей батареяны курсагыңызга байлап, батарейканы бекем байланышка алып келиңиз. Батареяны байлап жатканда карындын карама -каршы жагына оодарылып кетпеши үчүн, курсагыма бир нече оор монофиламентти кошууга туура келди.

Аны сынап көрүңүз! Канаттар магнитти көздөй жылабы? Электромагниттик токтун оң кол эрежесин сактоо менен жана туруктуу магнитиңиздин полярдуулугун аныктоо үчүн аналогдук компасты колдонуу менен магниттин полярлыгы туура экендигин текшериңиз. Эгерде сиз схеманы мен сүрөттөгөндөй курган болсоңуз, анда ток Q3 коллекторунан катушка аркылуу жана аккумулятордун жер темир жолуна же 0В жагына агып жатат.

Аны бүтүрүү үчүн, гүл зымдын буттарын бүгүп, каалагандай ката көрүңүз! Бир аз клей колдонуп көрүңүз, эгерде буттары денеге жабышса, анда алар өтө алсыз. Ырахат алыңыз!

Суроолоруңуз болсо, мага кабарлаңыз. Бул, албетте, татаал долбоор. Батарейканын учтарынын ортосундагы кичинекей резина боосу аларды кармап турууга жардам берет.

Жакшы ийгилик!

Техникалык конкурстун биринчи сыйлыгы