Flapping Dragonfly BEAM -robot från en trasig RC -leksak: 14 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

För länge sedan hade jag en modell RC dragonfly. Det fungerade aldrig särskilt bra och jag bröt det strax efter men det var alltid en av mina största fascinationer. Under åren har jag tagit bort de flesta delarna från trollsländan för att göra andra BEAM -projekt, men jag lämnade alltid växellådan intakt för den dagen jag bestämde mig för att göra något sådant här.

Senare hoppas jag kunna göra fler friformade strålkretsar så den här modellen var mestadels ett experiment för mig att öva på lödning av mässingsstav.

Tillbehör

Material

Liten stubbe

Mässingsstång och rör (jag använde en sort som förklaras i steg 1)

Trasig RC dragonfly -leksak

Elektronik

En BC557 och en BC547 transistor

2.2k motstånd

2 röda FLEDs

6v solpanel (Eftersom vi använder två FLED som för vår tröskelspänning, fullständig förklaring i steg 10, måste vår solpanel ge> 4V. För två paneler av samma storlek, en 6v och en 12v, i samma ljus kommer 6v ge dubbelt så mycket ström som 12v -panelen. Därför valde jag en 6v -panel så att kretsen fungerar i lite svag belysning men ändå ger tillräckligt med ström för att vår trollslända ska flaxa regelbundet)

Emalj koppartråd

Ett sortiment av kondensatorer från 220-47uF

En kondensator på 4700uF

Steg 1: Basen för skulpturen

Började skulpturen med basen hittade jag en lämplig sektion av en gren och klippte den till storlek. Jag borrade ett 1,5 mm hål i träet för att sätta in en 1/16 (~ 1,6 mm) mässingsstav med en mycket tät passform. Det måste vara tätt eftersom denna mässingsstav så småningom kommer att stödja hela trollsländskulpturen.

För att göra det lättare för mig själv använde jag en mängd olika mjuka och halvhårda mässingsstänger (alla från K&S metaller) För strukturella komponenter som detta stöd eller mest raka komponenter som mässingsektioner i vingarna använde jag halvhård mässing dock för sektioner med massor av böjar som kroppen eller ansiktet jag valde mjuk mässing.

Steg 2: Konstruera vingarna

Vingarna konstruerades av 0,8 mm mässingsstång (och en liten sektion av 2 mm mässingsrör på varje vingspets).

Bilderna förklarar min process mycket bättre än jag kunde i ord men grundmetoden var att skriva ut planerna i en skala 1: 1. Sedan skulle jag lägga mässingsstav ovanpå planerna och böja varje sektion tills det stämde överens med ritningen. Jag lödde sedan varje sektion på plats, ofta medan mässingen fortfarande låg på ritningen. Mässingen suger upp mer värme än ett tunt komponentben men förutom att det är precis som att löda ihop en krets.

Detta projekt var mestadels praktik för mer komplicerade och mer estetiska friformskretsar än jag har gjort, så dessa vingar var ett bra sätt för mig att träna på att designa och frittforma en rent estetisk "krets" i mässing.

När mässing värms till lödningstemperatur utvecklar det en nästan rosa oxidation. Jag tog bort detta med lite brasso och/eller en tandborste och varmt vatten. Brasso fungerar mycket bättre men är svårt att komma in på vissa områden.

Steg 3: Konstruera huvudet (1/2)

Huvuddesignen inkluderade jag inte i planerna eftersom jag bara grovt skissade in det och designade det som jag gick. (Det visade sig senare vara min minst favoritdel av trollsländan, jag undrar vad det säger om bra planering.)

Huvudet var konstruerat av en blandning av 1/16, mjuk mässing och 0,8 mm mässingsstav.

Huvudet delades ihop på liknande sätt som vingarna. Ett tips jag insåg när jag tillverkade dessa delar är att det är svårt att hålla delarna på plats och göra fina lödfogar så det jag skulle göra är att inte oroa mig så mycket för renheten i mina lödfogar förrän jag hade säkrat delen i åtminstone en annan plats. När jag väl hade dessa grova, normalt kalla lödfogar som höll en del på plats kunde jag sedan gå tillbaka till de andra fästpunkterna för den delen och städa upp mina leder lite bättre. Nästan som häftsvetsning.

Jag lämnade en lång svans från huvudet som skulle användas för att fästa huvudet på kroppen och fungera som sländans mage.

Steg 4: Konstruera kroppen (1/2)

Kroppen var gjord av 3/32 mjuk mässing och baksidan gjord av 1/16 halvhårt mässingsstav som glider in i ett 3/32 rör i ryggen. Jag gjorde det så här eftersom jag måste ta bort och lösa ryggen några gånger medan jag byggde för att testa vingmekanismer och så och så skulle jag bara behöva lösa en led istället för två

Steg 5: Konstruera kroppen (2/2)

Vingens stubbesaker var konstruerade av mässingsrör (2 mm i det här fallet som var lite stort för 0,8 mm vingarna men jag krympade dem bara lite) med små sektioner av 3/32 mässingsrör för att glida på baksidan av kroppen. Allt detta kunde ha gjorts antingen i kejserliga eller metriska. Jag råkar bara ha dessa storlekar av mässing ändå.

Fyra enkla anslutningar gjordes och två dubbla anslutningar med ett extra svänghål som skulle underlätta själva viftandet av vingarna. Det slutade med att jag testade med de ursprungliga plastvingekontakterna och insåg att de fungerar för bra för att jag ska orka med att byta ut allt med mässing. Jag tenderar ofta att överkomplicera sådana här mekanismer och införa alldeles för mycket friktion för att någonting ska fungera, särskilt med den lilla makt som levereras av solpanelen.

Steg 6: Konstruera huvudet (2/2)

Jag smörjde sedan in två röda blinkande lysdioder (eller FLED) i huvudet och kopplade dem i serie. Jag tog sedan två längder emaljkoppartråd och kopplade dem till de återstående benen på FLED.

(På det här fotot kan du också se rester av mig som försöker olika sätt att få vingarna att klappa)

Steg 7: Ändra Dragonfly Toy Mechanism

För att få leksaksmekanismen att passa in i vår modell var lite tweaking nödvändigt. Huvudmålen med dessa modifieringar var att ta bort alla onödiga konstruktionskomponenter och att svänga växlarna och motorn så att de tar mindre plats (som tidigare växlarna och motorn gick bakåt i förhållande till vingarna och lämnade mycket oanvänt utrymme som kan du se på det andra fotot).

Jag började med att klippa av benen. Jag tog sedan bort tappen som höll de två vingstubbsakerna till deras stöd och klippte sedan av stödet helt tillsammans med alla andra stöd bar de som håller motorn och växlarna på plats samt en liten sektion som jag kommer att använda för att säkra mekanismen på trollsländans kropp.

Steg 8: Fäst Dragonfly Toy Mechanism på vår BEAM Robot

Jag böjde den återstående sektionen som kommer från trollsländans huvud till ett läge som är tillräckligt brett för att rymma motor och växlar. Jag tog sedan stödmässingsstången, som vi böjde i steg 1, ut ur basen och lödde den bredvid magen. På bilderna kan du se detta stöd komma ut från magen

Jag tog också bort baksidan, gängade alla vingkontaktens nubby -saker på baksidan och löste baksidan.

Slutligen använde jag värmekrympslang för att hålla det lilla stöd som vi lämnade på växelmekanismen mot magen

Steg 9: Konstruera svansen

Svansen var gjord av två långa sektioner av mjuk mässing till vilken jag lödde en rad kondensatorer parallellt. Dessa kondensatorer läggs till ~ 2200uF vilket var tillräckligt men jag lade till ytterligare 4700uF som jag förklarade i steg 13.

Steg 10: Den klassiska, FLED -baserade solenergikretsen

Det finns många handledning om hur man fritt formar en FLED -baserad solcykelkrets, men jag kommer att dela mitt favorit sätt.

Om du inte känner till vad en solmotor gör skulle jag rekommendera att läsa detta

Vår solmotor lagrar helt enkelt energi från en solpanel i kondensatorer tills spänningen över kondensatorerna når en viss tröskel, vid vilken tidpunkt den tappar all energi i en motor eller spole eller vad du än vill driva. Detta är användbart eftersom det betyder att vår trollslända kommer att klaffa även om det inte finns tillräckligt med ljus för att köra motorn direkt.

Vår tröskelspänning ställs in med 2 blinkande lysdioder som för mig gav en triggerspänning på ~ 3,8V och jag använde ett 2,2k motstånd som vanligtvis rekommenderas för en vanlig motorbelastning. Om du har en solpanel som bara matar ut 4V i fullt solljus kommer din krets större delen av dagen inte att nå den spänning som är nödvändig för att avfyra och därför kanske du vill använda andra arrangemang för att komma till en mer lämplig tröskelspänning. En enda röd FLED bör skapa en tröskelspänning på ~ 2,4V och en grön ~ 2,8V. Genom att lägga till signaldioder i serie kan du öka dessa tröskelspänningar med 0,7V per diod. Jag gillar bara att använda 2 FLED eftersom de kan användas som ögon som subtilt blinkar vid laddning.

Jag använde en BC547 och BC557 transistor som båda har CBE -konfigurationer för benen om du använder andra typer av transistorer som 2n222s till exempel kan de ha en EBC -konfiguration och du måste bygga kretsen på ett annat sätt (eller på samma sätt men med transistorerna rygg mot rygg istället för framifrån)

På det första och andra fotot kan du se de enda anslutningar vi behöver göra mellan de två transistorerna enligt kretsen på solarboticsidan. Resten av bilderna visar sedan hur jag gör dessa anslutningar. Det är bra att använda blu -tack här för att hålla ihop de små komponenterna under lödning.

Jag kommer inte att visa exakt hur man fritt formar kretsen eftersom jag ber dig att förstå kretsen och hur du ansluter den istället för att bara kopiera mina exakta anslutningar. Så här började jag bygga kretsar så här och det är väldigt lätt att göra ett misstag och nästan omöjligt att felsöka om du inte förstår varför du ansluter komponenter där det är mycket nedslående. Lite extra forskning kommer förhoppningsvis att spara mycket hjärtesorg.

Steg 11: Sätta ihop allt (1/2)

Jag placerade sedan min solmotor vid basen av svansen, lödde den på plats och klippte allt i längd.

Jag snodde sedan motortrådarna och FLED -trådarna och klippte dem också i längd innan jag lödde dem till solmotorn enligt bilden.

Steg 12: Sätta ihop allt (2/2)

Ytterligare två längder emaljkoppartråd löddes till solpanelen, tvinnades och skärs i längd. Panelen fästes på stubben med dubbelsidig skumtejp och tråden var vriden upp stödet för trollsländan och löddes till svansen/solmotorn.

Steg 13: Lägga till en hemlig kondensator (shhhh, berätta inte för någon)

Modellen fungerade bra eftersom den var i svagt ljus, men utbrottet från ~ 2200uF -kondensatorerna var bara tillräckligt för att röra vingarna en mycket liten mängd, när motorn hade övervunnit vingarnas tröghet hade dess strömförsörjning tagit slut. Genom att lägga till ytterligare 4700uF kan vingarna göra nästan en hel flik varje cykel i solmotorn.

Eftersom jag ville behålla modellen som den såg ut bestämde jag mig för att gömma kondensatorn genom att borra ett hål i basen under solpanelen.

Steg 14: Sista tankarna

Vingarna som flaxar orsakar en rejäl mängd vinglar och på grund av att jag raspar botten av stubben är basen något konvex. Allt detta gör att modellen vinglar ganska mycket så jag måste hitta några gummifötter någon gång.

Stora priset i Make it Move