Flapping Dragonfly BEAM -robot fra et ødelagt RC -legetøj: 14 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

For længe siden havde jeg en model RC guldsmede. Det fungerede aldrig særlig godt, og jeg brød det kort efter, men det var altid en af mine største fascinationer. I årenes løb har jeg fjernet de fleste dele fra guldsmeden for at lave andre BEAM -projekter, men sådan har jeg altid efterladt gearkassen intakt den dag, jeg besluttede at lave sådan noget.

Senere håber jeg at lave flere friformede strålekredsløb, så denne model var for det meste et eksperiment for mig at øve lodning af messingstang.

Forbrugsvarer

Materialer

Lille stub

Messingstang og rør (jeg brugte en sort som forklaret i trin 1)

Ødelagt legetøj til dragonfly

Elektronik

En BC557 og en BC547 transistor

2,2 k modstand

2 røde FLED'er

6v solpanel (Da vi bruger to FLED'er som for vores tærskelspænding, fuld forklaring i trin 10, skal vores solpanel levere> 4V. For to paneler af samme størrelse, en 6v og en 12v, i samme lys vil 6v give dobbelt så stor strøm som 12v -panelet. Derfor valgte jeg et 6v -panel, så kredsløbet fungerer i lidt lav belysning, men alligevel giver nok strøm til, at vores guldsmede kan klappe regelmæssigt)

Emaljeret kobbertråd

Et sortiment af kondensatorer fra 220-47uF

En 4700uF kondensator

Trin 1: Grundlaget for skulpturen

Ved at starte skulpturen med basen fandt jeg en passende sektion af en gren og skar den ned i størrelse. Jeg borede et 1,5 mm hul i træet for at indsætte en 1/16 (~ 1,6 mm) messingstang med en meget tæt pasform. Det skal være stramt, da denne messingstang i sidste ende vil understøtte hele guldsmede -skulpturen.

For at gøre tingene lettere for mig selv brugte jeg en række bløde og halvhårde messingstænger (alle fra K&S metaller) Til strukturelle komponenter som denne støtte eller for det meste lige komponenter som messingsektioner i vingerne brugte jeg halvhård messing dog til sektioner med masser af bøjninger som kroppen eller ansigtet, jeg valgte blød messing.

Trin 2: Konstruktion af vingerne

Vingerne var konstrueret af 0,8 mm messingstang (og en lille sektion af 2 mm messingrør på hver vingespids).

Billederne forklarer min proces meget bedre end jeg kunne i ord, men den grundlæggende metode var at udskrive planerne i en 1: 1 skala. Derefter lagde jeg messingstang oven på planerne og bøjede hver sektion, indtil den matchede tegningen. Jeg loddet derefter hver sektion på plads, ofte mens messingen stadig lå på tegningen. Messingen væger mere varme op end et tyndt komponentben, men bortset fra det er det ligesom at lodde et kredsløb sammen.

Dette projekt var for det meste bare øvelse for mere komplicerede og mere æstetiske friformskredsløb, end jeg har lavet, så disse vinger var en fantastisk måde for mig at øve at designe og fritforme et rent æstetisk "kredsløb" i messing.

Når messing opvarmes til loddetemperatur udvikler det en næsten lyserød oxidation. Jeg fjernede dette med lidt messing og/eller en tandbørste og varmt vand. Brassoen fungerer meget bedre, men er svært at komme ind på nogle områder.

Trin 3: Konstruktion af hovedet (1/2)

Hoveddesignet inkluderede jeg ikke i planerne, da jeg bare groft skitserede det ind og designede det, mens jeg gik. (Det viste sig senere at være min mindst foretrukne del af guldsmeden, mon ikke det siger om god planlægning.)

Hovedet var konstrueret af en blanding af 1/16, blød messing og 0,8 mm messingstang.

Hovedet blev stykket sammen på samme måde som vingerne. Et tip, jeg indså, da jeg lavede disse dele, er, at det er svært at holde delene på plads og lave flotte loddeforbindelser, så det, jeg ville gøre, er ikke at bekymre mig så meget om renligheden af mine loddeforbindelser, før jeg havde sikret delen i mindst et andet sted. Når jeg havde disse ru, normalt kolde loddefuger, der holdt en del på plads, kunne jeg så gå tilbage til de andre fastgørelsespunkter for det stykke og rense mine led lidt bedre. Næsten som stiksvejsning.

Jeg efterlod en lang hale fra hovedet, der ville blive brugt til at fastgøre hovedet til kroppen samt fungere som en guldsmede.

Trin 4: Konstruktion af kroppen (1/2)

Kroppen var lavet af 3/32 blød messing og bagsiden var lavet af 1/16 halvhård messingstang, der glider ind i et 3/32 rør i ryggen. Jeg gjorde det sådan, da jeg skal fjerne og løfte ryggen et par gange, mens jeg bygger for at teste vingemekanismer og sådan, og på denne måde ville jeg kun skulle løse en led i stedet for to

Trin 5: Konstruktion af kroppen (2/2)

Vingens stub ting blev konstrueret af messingrør (2 mm i dette tilfælde, som var lidt stort for 0,8 mm vingerne, men jeg krympet dem bare lidt) med små sektioner af 3/32 messingrør til at glide på bagsiden af kroppen. Alt dette kunne have været udført i enten kejserlig eller metrisk. Jeg har tilfældigvis alligevel disse størrelser messing.

Der blev foretaget fire enkeltforbindelser og to dobbelte forbindelser med et ekstra drejehul, som ville lette selve vingerne. Jeg endte med at lave nogle test med de originale, plastiske vingestik og indså, at de fungerer for godt til, at jeg gider rode med at udskifte alt med messing. Jeg har ofte en tendens til at overkomplicere mekanismer som denne og introducere alt for meget friktion til, at noget kan fungere, især med den lille mængde strøm, der leveres af solpanelet.

Trin 6: Konstruktion af hovedet (2/2)

Jeg sandwichede derefter to røde blinkende lysdioder (eller FLED'er) i hovedet og tilsluttede dem i serie. Jeg tog derefter to længder af emaljeret kobbertråd og sluttede dem til de resterende ben på FLED'erne.

(På dette foto kan du også se rester af mig, der prøver forskellige måder at få vingerne til at klappe)

Trin 7: Ændring af Dragonfly Toy Mechanism

For at få legetøjsmekanismen til at passe ind i vores model var en smule tweaking nødvendig. Hovedmålene med disse ændringer var at fjerne alle unødvendige strukturelle komponenter og svinge gear og motor op, så de fylder mindre (som tidligere gik gear og motor baglæns i forhold til vingerne og efterlod en masse ubrugt plads som kan du se på det andet foto).

Jeg startede med at skære benene af. Jeg fjernede derefter stiften, der holdt de to vingestubs ting til deres støtte og skar derefter støtten helt af sammen med alle de andre understøtninger bar dem, der holder motoren og tandhjulene på plads, samt en lille sektion, jeg vil bruge til at fastgøre mekanismen ind på guldsmeden.

Trin 8: Montering af Dragonfly -legemekanismen til vores BEAM -robot

Jeg bøjede den resterende sektion, der kom fra guldsmedehovedet, til en position, der var bred nok til at huse motoren og gearene. Jeg tog derefter støtten messingstang, som vi bøjede i trin 1, ud af basen og lodde den sammen med maven. På billederne kan du se denne støtte komme ud foran maven

Jeg fjernede også bagsiden, trådede alle vingekonnektorens nubby ting på bagsiden og lod fast bagsiden.

Til sidst brugte jeg varmekrympeslange til at holde den lille støtte, vi efterlod på gearmekanismen til maven

Trin 9: Konstruktion af halen

Halen var lavet af to lange sektioner af blød messing, som jeg lod lod en række kondensatorer parallelt med. Disse kondensatorer tilføjes til ~ 2200uF, hvilket var nok, men jeg tilføjede yderligere 4700uF, som jeg forklarede i trin 13.

Trin 10: Det klassiske, FLED -baserede solcellemotor kredsløb

Der er mange selvstudier om, hvordan man freeformer et FLED -baseret solmotorkredsløb, men jeg vil dele min yndlingsmåde.

Hvis du ikke er bekendt med, hvad en solmotor gør, vil jeg anbefale at læse denne

Vores solmotor gemmer simpelthen energi fra et solpanel i kondensatorer, indtil spændingen over kondensatorerne når en vis tærskel, hvorefter den dumper al energien i en motor eller spole eller hvad du nu vil drive. Dette er nyttigt, da det betyder, at vores guldsmede vil klappe selv når der ikke er nok lys til at køre motoren direkte.

Vores tærskelspænding er indstillet af 2 blinkende lysdioder, som for mig gav en triggerspænding på ~ 3,8V, og jeg brugte en 2,2k modstand, som det generelt anbefales for en standard motorbelastning. Hvis du har et solpanel, der kun udsender 4V i fuld sollys, vil dit kredsløb det meste af dagen ikke nå den spænding, der er nødvendig for at fyre, og derfor vil du måske bruge andre arrangementer for at komme til en mere passende tærskelspænding. En enkelt rød FLED skal skabe en tærskelspænding på ~ 2,4V og en grøn ~ 2,8V. Hvis du tilføjer signaldioder i serie, kan du øge disse tærskelspændinger med 0,7V pr. Diode. Jeg kan bare lide at bruge 2 FLED'er, da de kan bruges som øjne, der subtilt blinker ved opladning.

Jeg brugte en BC547 og BC557 transistor, der begge har CBE -konfigurationer til benene, hvis du bruger andre typer transistorer som 2n222s, for eksempel kan de have en EBC -konfiguration, og du bliver nødt til at bygge kredsløbet på en anden måde (eller på samme måde, men med transistorer bag på ryg i stedet for foran til forsiden)

På det første og andet foto kan du se de eneste forbindelser, vi skal lave mellem de to transistorer i henhold til kredsløbet på solarbotics -siden. Resten af billederne viser derefter, hvordan jeg laver disse forbindelser. Det er nyttigt at bruge blu tack her til at holde de små komponenter sammen under lodning.

Jeg vil ikke vise nøjagtigt, hvordan man formularer kredsløbet, da jeg beder jer om at forstå kredsløbet og hvordan man forbinder det sammen frem for blot at kopiere mine nøjagtige forbindelser. Sådan begyndte jeg at bygge kredsløb som dette, og det er meget let at begå en fejl og næsten umuligt at foretage fejlfinding, hvis du ikke forstår, hvorfor du forbinder komponenter, hvor det er meget nedslående. Lidt ekstra forskning vil forhåbentlig spare dig for en masse hjertesorg.

Trin 11: Sæt det hele sammen (1/2)

Jeg placerede derefter min solmotor i bunden af halen, lodde den på plads og skar alt i længder.

Jeg snoede derefter motortrådene og FLED -ledningerne og skar dem også i længden, før jeg lodde dem til solmotoren som vist.

Trin 12: Sæt det hele sammen (2/2)

Yderligere to længder af emaljeret kobbertråd blev loddet til solpanelet, snoet og skåret i længden. Panelet blev fastgjort til stubben med dobbeltsidet skumtape, og tråden blev snoet op til guldsmeden og loddet til halen/solmotoren.

Trin 13: Tilføjelse af en hemmelig kondensator (shhhh, fortæl det ikke til nogen)

Modellen fungerede godt, da den dog var i svagt lys, burst fra ~ 2200uF kondensatorerne var kun nok til at flytte vingerne en meget lille mængde, da motoren havde overvundet inertien i vingerne, da strømforsyningen var løbet tør. Derfor ved at tilføje yderligere 4700uF er vingerne i stand til at lave næsten en hel klap hver cyklus af solmotoren.

Da jeg ønskede at holde modellen til at se ud som den gjorde, besluttede jeg at skjule kondensatoren ved at bore et hul i basen under solpanelet.

Trin 14: Endelige tanker

Vingerne, der klapper, forårsager en betydelig mængde af wobble, og på grund af at jeg rasper bunden af stubben, er bunden let konveks. Alt dette får modellen til at vakle en del, så jeg bliver nødt til at finde nogle gummifødder på et tidspunkt.

Storpris i Få det til at bevæge sig