Superkondensator Vibrobot: 20 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

För detta projekt kommer vi att dra fördel av superkondensatorer för att driva en vibrobot. Med andra ord kommer vi att använda 15F kondensatorer för att driva vibrerande motorer för att göra robotar som rör sig genom vibrationer. Grundmodellen har en på/av -omkopplare och en laddningsport för att den ska kunna laddas upp mellan användningsområden. Den mer avancerade versionen innehåller också en liten solcell för att låta den laddas av solen när den inte används. För att lära dig mer om kondensatorer, kolla in elektronikklassen. Och skulle du ha robotar i hjärnan har jag också en Robotklass!

Steg 1: Material

För den här lektionens projekt behöver du:

(x1) 15F superkondensator (x1) 100 ohm motstånd (x1) Vibrationsmotor (x1) Kretskort (x1) SPDT genomgående hålsbrytare (x1) JST-XHP 2-polig han- och honkontaktuppsättning (x1) 2-ledare adapter (x1) Justerbar spänningsmatning Valfri: (x1) 4V solpanel (x1) 1N4001 diod

(Observera att några av länkarna på denna sida är affiliatelänkar. Detta ändrar inte kostnaden för varan för dig. Jag återinvesterar vad jag får för att göra nya projekt. Om du vill ha förslag på alternativa leverantörer, låt mig känna till.)

Steg 2: Kretsen

Vibrobotkretsen är ganska rak. Det finns laddkraft som har en ström- och jordanslutning. Marken ansluts till kondensatorn och motorn. Ingången går till en SPDT -omkopplare genom ett 100 ohm strömbegränsande motstånd. SPFT -omkopplaren växlar kondensatorns positiva anslutning mellan laddaren och motorn. På detta sätt kan kondensatorn antingen laddas av ingångsporten eller driva motorn.

Steg 3: Fäst kondensatorn

Låt oss börja kretskortet genom att löda superkondensatorn på plats. Lägg märke till att kondensatorn har en metallplatta på undersidan ansluten till strömstiftet. Du måste vara särskilt försiktig så att du inte råkar korta strömmen genom att låta kondensatorns botten vidröra alla bussrader på kretskortet som kan vara anslutna till jord. För att enkelt förhindra detta installerade jag min kondensator i en 45 graders vinkel över mitten av brädet. Detta arrangemang säkerställer att en kort mellan kraft och mark som detta sannolikt inte kommer att hända.

Steg 4: Installera uttaget

Nästa sak att installera är honkontakten för nätkontakten. Placera detta på samma sida av kortet som kondensatorns jordledning. Placera den någonstans i mitten med inskärningen för pluggfliken vänd utåt från brädet. Observera att jag har något fastnat under brädet i lödningsbilden. Detta för att hålla komponenten på plats medan jag lödder den.

Steg 5: Växla

Installera på/av -omkopplaren på sidan av kortet motsatt från laddarens uttag.

Steg 6: Ledningar

Ta bort ungefär en tum isolering från änden av massiv kärntråd. Fäst den oisolerade tråden på en av terminalerna på den vibrerande motorn. Upprepa denna process för den andra terminalen.

Steg 7: Tråd i motorn

Placera motorn centrerad på brädans kant så att dess motvikt hänger över kanten. För in varje motorkabel genom en av uttagen på respektive sida av kretskortet och löd dem på plats.

Steg 8: Mer ledningar

Fäst svarta jordledningar mellan det 2-poliga honuttaget, jordstiftet på kondensatorn och en av motorstiften. Det är viktigt att anslutningen mellan jordstiftet på uttaget och superkondensatorn är korrekt. Om du skulle vända den och ladda kondensatorn bakåt kan mycket dåliga saker hända. Så … dubbelkolla detta och se till att du får rätt. När kontakten sätts in ska jordstiftet kopplas till stiftet med den negativa markeringen på kondensatorn. När du är helt säker på att du har rätt jordanslutningar, löd en röd tråd mellan mittstiftet på omkopplaren och den positiva stiftet på kondensatorn. Löd också en röd tråd mellan en av de yttre stiften på omkopplaren och motorn. Slutligen löd en tråd runt motorns kropp. Detta bör inte vara elektriskt anslutet till någonting. Det håller bara motorn på plats.

Steg 9: Laddningsmotstånd

Löd ett 100 ohm motstånd mellan spänningsstiftet på eluttaget och det oanvända stiftet på strömställaren. Detta motstånd används för laddning. Om vi inte använde motståndet kommer superkondensatorn att försöka dra så mycket ström som möjligt från laddaren. Denna plötsliga ökning kommer i huvudsak att vara som en kort tråd och möjligen antingen skada den, eller om den har skyddskretsar, gör ingenting alls. Motståndet vi använder beräknades med Ohms lag. För att vara på den säkra sidan höjde jag värdet något eftersom motstånd inte är perfekta, och det kan inte skada att ha lite mer. Allt detta sagt, den speciella superkondensatorn som används här har ett relativt högt inre motstånd. Vad detta betyder är att den inte drar ström från en laddning så snabbt som en vanlig superkondensator. Faktum är att det tar exceptionellt lång tid att ladda (ungefär en timme i motsats till 10 sekunder). Motståndet vi använder kanske inte är nödvändigt och kan faktiskt sakta ner laddningstiderna lite. Ändå har jag inkluderat motståndet om någon bestämmer sig för att använda en annan superkondensator. Du kanske undrar varför jag har valt att använda det här om det laddas så långsamt. Tja, den rymmer 15F kraft och är en bråkdel av storleken på vanliga superkondensatorer. I grund och botten håller denna lilla keps 3X mer effekt än en superkondensator som är 5X stor. Det kan ta ett tag att ladda, men det kan köra relativt länge.

Steg 10: Klipp ledningar

Klipp fyra 4 massiva kärntrådar som ska användas som robotens ben.

Steg 11: Fäst benen

Löd båda ändarna av varje tråd i kretskortets hörn för att skapa fyra trådslingor. Dessa ska inte vara elektriskt anslutna till några faktiska komponenter på kretskortet.

Steg 12: Forma benen

Forma alla fyra trådarna till ben som du tycker passar. Jag gav var och en små slingfötter, men kanske finns det en annan design som kan fungera bättre. Experimentera gärna med form och estetik. Det finns inget riktigt rätt svar.

Steg 13: Bestäm polariteten

Vi kommer att använda en "wall wart" AC till DC -omvandlare för att ladda vibroboten. För att göra detta måste vi först bestämma polariteten för kontakten som är ansluten till väggvårtan för att bestämma vilken ände som är positiv och vilken som är slipad. Anslut 2-trådadaptern till uttaget i slutet av kabeln. Använd spänningsinställningen på din multimeter för att mäta spänningen som kommer från adaptern. Om du ser en positiv spänning är kabeln ansluten till den röda sonden positiv och kabeln ansluten till den svarta sonden är jordad. Markera dessa ledningar för att skilja dem åt om de inte redan är märkta.

Steg 14: Anslutning

Löd metalluttagen för den 2-poliga honkontakten på änden av varje tråd på 2-tråds nätadapter. Notera justeringsfliken på kontakten. Om inriktningsfliken är vänd mot dig och kontakten pekar uppåt, bör marken vara till vänster och strömmen till höger. Komprimera metallflikarna i slutet av varje stift och sätt sedan in båda i rätt uttag på kontakten genom att trycka fast dem ordentligt. det stämmer.

Steg 15: Ladda upp det

För att ladda upp den, se till att omkopplaren är i laddningsläget (dvs motorn går inte) och anslut väggvårtan till uttaget. Du kan låta den vara ansluten till laddaren så länge du vill. Kondensatorn slutar dra ström när den är laddad och det är bra. Kondensatorer är inte som batterier vars hållbarhet minskar om du låter dem ladda för länge utan skyddskretsar.

Steg 16: Solar

Om du vill ta bort din robot från nätet kan du lägga till en liten solpanel för att ladda upp kondensatorn när motorn inte används. Detta tillägg är valfritt.

Steg 17: Utöka kretsen

För att göra denna krets soldrivna måste vi lägga till ytterligare två komponenter, en solpanel och en diod. Solpanelen bör vara märkt för mindre spänning än kondensatorn och placeras parallellt med kondensatorn. Eftersom vår kondensator är klassad till 5,6V bör en 4V solpanel vara säker för laddning. Vi måste också lägga till en diod i kretsen mellan den positiva ledningen på solpanelen och kondensatorn. Oroa dig inte för mycket om vad dioder är. De kommer att diskuteras mycket mer i en framtida lektion. Tills vidare, du behöver bara veta att allt som dioden gör är att förhindra att elektricitet från kondensatorn flyter bakåt genom solpanelen när det inte finns något solljus som träffar den.

Steg 18: Lägga till en diod

Anslut helt enkelt slutet av dioden med randen till stiftet på omkopplaren där 100 ohm motståndet är anslutet. Anslut den andra diodstiftet till en oanvänd lödkudde på kortet.

Steg 19: Anslut solpanelen

Fäst en röd solid kärntråd till den positiva terminalen på solpanelen och en svart kabel till den negativa. Anledningen till att vi byter ut den befintliga tråden med massiva ledare är att dessa nya styvare trådar håller solpanelen på plats upprätt ovanför brädans yta.

Steg 20: Anslut solpanelen

Anslut den röda ledningen från solpanelen till den oanvända stiftet på dioden. Anslut den svarta ledningen från solpanelen till någon av de andra jordanslutningarna på kortet. Din robot drivs nu av förnybar energi. Nu är det dags att slå på din robot och släppa den.

Tyckte du att det här var användbart, roligt eller underhållande? Följ @madeineuphoria för att se mina senaste projekt.