Insekt elektromekanik ose oshilator përplasës: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Prezantimi

Unë kam ndjekur zhvillimin e robotikës për rreth 10 vjet dhe prejardhja ime është Biologjia dhe Videografia. Këto interesa kanë orbituar pasionin tim themelor, entomologjinë (studimi i insekteve). Insektet janë një punë e madhe në shumë industri dhe kanë qenë burimi i një frymëzimi të madh. Fatmirësisht, biologjia dhe insektet po fitojnë ndikim në robotikë përmes biomimikës dhe biologjisë sintetike. Jam veçanërisht i emocionuar nga përparimi i insektotopterave. CIA krijoi një insektotopter fluturues që në vitet 1970 dhe insektet do të vazhdojnë të luajnë një rol të madh në ndikimin se si zgjidhen problemet në robotikë. Unë dua të ndaj një metodë artistike të ndërtimit të skulpturës tuaj elektromekanike të insekteve.

Një zanat që është fokusuar shumë në vetitë e insekteve është arti i lidhjes së mizave. Fly Tying është një metodë e krijimit të joshjeve për peshkimin e mizave. Ky zanat përdor një gamë të larmishme të materialeve dhe mjeteve, dhe kërkon vëmendje të kujdesshme ndaj detajeve, ndërsa mbështetet shumë në teknikën e duhur për të përfunduar dizajne të bukura.

Unë nuk jam emocionuar shumë për printimin 3D ose Mikrokontrolluesit. Unë jam duke bërë përpjekje për të prodhuar krijesa elektromekanike që nuk përdorin asnjë nga këto teknologji. Duket se pa marrë parasysh se çfarë sensori ose shprehje mekanike dëshironi të eksploroni, gjithçka duhet të ushqehet përmes një mikrokontrolluesi. Le ta marrim pak mbrapa dhe ta bëjmë trurin tonë, një oshilator!

Pra, ajo që ju propozoj është, ne përdorim mjete, materiale dhe teknikë për lidhjen e mizave si bazë për krijimin e një insekti të bukur, të lehtë, unik, elektromekanik. Kjo skulpturë kinetike me rreze do të frymëzojë miqtë dhe familjen tuaj për të vlerësuar insektet dhe mjeshtërinë.

Hapi 1: Hartimi i oshilatorit tuaj

Ka shumë qarqe oshilator për të zgjedhur nga interneti. Pasi shikova një larmi, ndjeva se më e lehtë dhe më "organike" ishte Astiv Multivibrator. Ky qark mund të krijohet me rezistorë simetrik ose asimetrik, duke rezultuar në gjerësi paksa të ndryshme të pulsit, varësisht nga cila "anë" e qarkut po merrni daljen tuaj.

Komponentët për këtë qark që zgjodha janë:

Sasia: Artikulli:

x1 tranzistor 2N4403 pnp

x1 2N3905 transistor pnp (kunja e pasqyruar jashtë)

x2 330 Ω rezistorë

x2 22k Ω rezistorë

x2 4.7 μF kondensatorë 16V

x2 Rezistenca të varura nga drita (LDR) në intervalin 0 - 30k Ω

x1 2N4920 transistor pnp (trajton 1 amp)

x1 8+ Ω Spiralja e altoparlantit

x1 Ndërprerës i vogël kallami jo magnetik, jo i mbyllur

Dua një kohë të ulët RC dhe kondensatorë të vegjël, kështu që zgjodha rezistencë 22k Ω me 4.7 μF 16V kondensatorë bipolar. Kjo rezulton në frekuencën e lëkundjeve afërsisht 2 - 5 Hz.

Unë gjithashtu dua që qarku të ndikohet nga mjedisi, kështu që unë vendos rezistorë të varur nga drita (LDR) në seri me rezistencat 22k. Çelësi është një ndërprerës i vogël kallami i nxjerrë nga një qark blici i kamerës së disponueshme. Ne do ta përdorim këtë çelës si mustaqe të ndjeshëm në bark.

Hapi 2: Filloni të bashkoni

Duke përdorur ato përbërës, do t'ju duhet disa mjete për t'i bashkuar ato së bashku. Ne nuk do të përdorim një tabelë perfekte.

Merrni dy viza, njëra për të mbajtur përbërësit tuaj dhe tjetra për të mbajtur hekurin tuaj të saldimit.

Gjithashtu, sigurohuni që keni prerës teli, pincë dhe një model të qarkut tuaj si referencë. Unë kam prototipizuar një version të dytë të qarkut për t'u siguruar që e di gjithmonë se cilat pjesë të përbërësve bashkohen ku.

Përkulni prizat e dy transistorëve në mënyrë që kolektori të përkulet në anën, dhe baza të përkulet në drejtim të mesit. Për shkak se 2N4403 dhe 2N3905 (foto si BC557) kanë dalje të ndryshme të kunjave, kini kujdes me kujdes se ku janë baza dhe kolektori. Dy nga të njëjtat transistorë pnp mund të përdoren, por më pëlqen cilësia kirale e kunjit të pasqyruar. Në fund të fundit, ky është art.

Përkulni drejtimet e kondensatorit në kënde të drejta.

Pritini prizat shkurt në kondensatorët dhe bazën e transistorit dhe kolektorët.

Tani vendoseni tranzistorin në mantelin tuaj dhe sillni hekurin e saldimit drejt plumbit të dëshiruar. Kjo i liron të dy duart tuaja për të sjellë kondensatorin dhe lidhësin, dhe bashkojini ato së bashku.

Përsëriteni këtë hap në mënyrë që baza dhe kolektorët e secilit transistor të ngjiten në secilin kondensator.

Interestshtë interesante të theksohet, veza në fakt mund të veprojë si një lavaman për transistorët dhe arkitektura e punës së përfunduar të saldimit e bën këtë strukturë çuditërisht të fortë.

Hapi 3: Saldoni rezistencat

Përkulni dhe prerë prizat e rezistorëve siç është paraqitur më sipër.

Vendoseni rezistencën 330 Ω në vizë dhe lidhni njësinë tonë të tranzitorit të kondensatorit në rezistencë. Ndiqni skemën, ky rezistencë duhet të ngjitet aty ku është kolektori i tranzistorit.

Përsëriteni me rezistencën e dytë 330 Ω.

Vendoseni LDR në vizë dhe lidhni qarkun tonë në rritje në të. Ngjitës në bazën e tranzistorit.

Përsëriteni me LDR të dytë.

Pritini drejtimet e gjata të LDR drejt qendrës.

Lidhni rezistencat 22k Ω në prizat LDR të tilla që rezistorët të jenë në seri.

Secili nga katër rezistencat duhet të ketë priza të hapura që tregojnë në qendër të qarkut tonë (siç tregohet në figurë).

Përkulni drejtimet e këtyre rezistencave drejt fqinjëve të tyre, shkurtojini ato dhe lidhini të gjithë së bashku. Kjo pako e rezistencës tani është pjesë e hekurudhës sonë tokësore.

Hapi 4: Telat e saldimit dhe PNP e energjisë

Kjo njësi e kondensatorëve, transistorëve dhe rezistencave është oshilatori ynë i qëndrueshëm multivibrator. Effectivelyshtë efektivisht truri ynë për insektin. LDR -të funksionojnë si sy dhe do të modifikojnë pak frekuencën dhe gjerësinë e pulsit të oshilatorit tonë. Ky qark nuk mund të fuqizojë spiralën e altoparlantit, kështu që ne do ta lidhim atë me Q3, transistorin tonë të fuqisë (BD140 ose 2N4920).

Lidhni tela pozitiv hekurudhor në emetuesin e Q1.

Ngjiteni tela hekurudhore tokësore në paketën e rezistencës.

Lidhni një tel të tretë në emetuesin e Q2 (foto si portokalli).

Lidhni këtë tel të tretë në bazën e Q3, transistorit të fuqisë pnp (2N4920).

Zhvidhni tela pozitive hekurudhore rreth 1 1/2 inç poshtë dhe ngjiteni në emetuesin e Q3.

Në këtë pikë, më pëlqen të bëj një pushim nga bashkimi dhe të aplikoj një shtresë liberale të manikyrit të pastër në qark. Kjo do të ndihmojë në parandalimin e pantallonave të shkurtra nëse qarku është i përkulur ose i skuqur, dhe do t'i japë asaj një mbrojtje nga moti. Mos ngurroni të aplikoni disa shtresa.

Kontrolloni për t'u siguruar që nuk e keni shkyçur qarkun askund. Provoni qarkun për t'u siguruar që është ende duke punuar duke fuqizuar tela të kuq me +9V, duke tokëzuar tela të zezë ose kafe dhe duke u kapur në kolektorin e Q3. Unë përdor një llambë të vogël 5V ose altoparlant rezervë. Për shkak se Q3 mund të trajtojë vetëm rreth 1 amp, mos e ngrohni këtë tranzistor me shumë fuqi dhe shumë pak rezistencë. Bëni llogaritjet tuaja (I = V/R) duke supozuar rrymë DC. Në teori, rryma mesatare është gjysma e rrymës DC në tensionin hekurudhor për shkak të efektit pulsues, por kjo do të na ndihmojë të lëmë vend për gabime.

Hapi 5: Prerë mbështjellësin dhe saldimin e zërit

Merrni një altoparlant të vogël të lirë me spirale zëri të punës dhe prerë atë. Filloni duke prerë buzën e konit të altoparlantit dhe sigurohuni që të mos i prisni lidhësit e telave xhingël poshtë.

Kapni ose shpalosni lidhësit e telave xhingël nga skedat e shportës.

Pritini pezullimin e rrjetës pikërisht mbi magnetin e përhershëm.

Hiqeni spiralën e zërit dhe shkurtoni letrën dhe rrjetën e tepërt. Sigurohuni që të lini lidhësit e telave xhingël sa më gjatë që të jetë e mundur.

Kallaji majat e lidhësve të telit të xhingël dhe ngjit një në kolektorin e Q3.

Lidhni lidhësin tjetër në një tel zgjatues.

Zhvisheni qendrën e këtij teli të ri dhe ngjiteni atë në shinën tokësore.

Hapi 6: Dizajnoni krahët

I printova modelet e krahëve të cranefly mbi transparencën.

Ju gjithashtu mund të vizatoni krahët duke përdorur stilolapsa dhe mprehta mbi acetat.

Kënaquni duke ngjyrosur krahët dhe duke i bërë ato unike dhe interesante.

Vendoseni fletën tuaj të acetatit në një revistë të vjetër dhe shtypni në venat me një flluskë. Alternoni pjesën e përparme dhe të pasme për të krijuar rrudha konkave dhe konveks në acetat. Kjo jo vetëm që shton iluzionin e krahëve të vërtetë të insekteve, por në fakt forcon edhe krahët.

Pritini krahët, por lërini ato si palë! Lini pak material shtesë në qendër në mënyrë që mbështjellësi ynë i zërit të ketë më shumë material për të lëvizur.

Hapi 7: Lidhni krahët me monofilamentin

Për të filluar lidhjen, do t'ju duhet monofilament prej 35 kilogramësh, viza jonë e mëparshme, gërshërë, krahë, fije dhe një bobinë që lidh mizën. *Korrigjim i sugjeruar: Përdorni monofilament më të rëndë ose tela të hollë për këto mbështetëse krahësh. Modeli i paraqitur dhe i ndërtuar humbet efikasitetin mekanik kur monofilamenti përkulet nga jashtë gjatë goditjes poshtë.

Pritini dy pjesë, pesë centimetra të gjata dhe vendosni një pjesë në veze. Lidhni lirshëm krahët me monofilamentin në një model figura tetë.

Përsëriteni me një pjesë të dytë të monofilamentit dhe krahun tjetër.

Unë shtova një zam të vogël në nyjet në secilën pjesë për siguri të shtuar. Sigurohuni që zamja të mos pengojë aftësinë që krahët të përplasen. Kjo supozohet të veprojë si një varen dhe monofilamenti është baza jonë.

Hapi 8: Ndërtoni gjoksin dhe kokën

Çdo gjë bashkohet menjëherë në këtë fazë.

Merrni një copë tre inç prej monofilamenti 100 lb ose tub të ngurtë dhe lidhni fijen në gjatësinë e saj.

Merrni copa teli me lule tre, shtatë inç dhe lidheni secilën në qendër përgjatë gjatësisë së strukturës së trupit tonë. Këto do të jenë këmbët tona.

Lidhni pjesët e pasme të monofilamentit më të vogël nga njësia jonë e krahut vetëm pas këmbëve të pasme, duke lënë hapësirë për të rregulluar gjatësinë e tyre më vonë.

Gjeni një kunj magnetik si ai në figurë. Kjo do të mbajë magnetin tonë të përhershëm neodymium në vend.

Lidheni qarkun që kemi ndërtuar mbi këmbët / trupin.

Lidheni kunjin magnetik mbi trupin pas kokës, por para Q3.

Lidhni dy pendë të vogla të goditura në trup pas kokës, në mënyrë që të dalin përpara si antena (kjo është thjesht estetike).

Sillni pjesët e përparme të monofilamentit më të vogël nga njësia e krahut përpara dhe lidhini ato në trup afër kokës. Tërhiqeni secilën pjesë për t'u siguruar që krahët janë në qendër dhe ngrihen mbi magnet.

Pritini tubin e letrës të spirales së zërit drejt qendrës në mënyrë që të rrëshqisim acetatin e krahëve brenda tij. E gjithë kjo strukturë duhet të rri pezull mbi kunjin ku do të shkojë magneti ynë, kështu që kur rryma kalon nëpër spirale, forca magnetike tërheq krahët poshtë dhe majat e krahëve përplasen lart.

Hapi 9: Ndërtoni barkun

Lidheni kallamin e kallamit në pjesën e pasme të trupit. Kjo do të jetë maja e barkut, ku do të jenë mustaqet tona të ndjeshme. Lidhni shinën tonë tokësore në njërën këmbë të kallamit të kallamit.

Lidhni një copë teli të dytë të shkurtër në këmbën tjetër të ndërprerësit të kallamit.

Përdredhni tela pozitive hekurudhore për të krijuar një sipërfaqe të madhe për baterinë.

Përkulni copën e re të shkurtër të telit të lidhur me çelësin për të prekur anën negative ose 0V të baterisë.

Lidhni një bateri të vogël 12V mbi bark dhe siguroni që prizat e baterisë të kenë një lidhje të fortë. Më duhej të shtoja disa pjesë të monofilamentit të rëndë në bark për të parandaluar që bateria të rrokulliset në anën e kundërt të barkut ndërsa e lidhja.

Provojeni atë! A lëvizin krahët drejt magnetit? Sigurohuni që polariteti i magnetit është i saktë duke ndjekur rregullin e djathtë të rrymës elektromagnetike dhe duke përdorur një busull analoge për të vendosur polaritetin e magnetit tuaj të përhershëm. Nëse e keni ndërtuar qarkun siç e përshkrova, rryma rrjedh nga kolektori i Q3, përmes spirales, dhe drejt hekurudhës tokësore ose anës 0V të baterisë.

Për ta përfunduar, përkulni këmbët e telit me lule që të duken si të meta si ju dëshironi! Provoni pak ngjitës aty ku këmbët takojnë trupin nëse janë shumë të dobëta. Shijoni!

Ju lutem më tregoni nëse keni ndonjë pyetje. Ky është padyshim një projekt i ndërlikuar. Një brez i vogël gome midis prizave të baterisë mund të ndihmojë në mbajtjen e tyre në vend.

Paç fat!

Çmimi i parë në Konkursin e Teknologjisë