Supercapacitor Vibrobot: 20 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Til dette projekt vil vi drage fordel af superkapacitorer til at drive en vibrobot. Med andre ord kommer vi til at bruge 15F kondensatorer til at drive vibrerende motorer til at lave robotter, der bevæger sig rundt gennem vibrationer. Grundmodellen har en tænd/sluk -kontakt og en opladningsport, så den kan oplades mellem brug. Den mere avancerede version indeholder også en lille solcelle, der lader den oplades af solen, når den ikke bruges. For at lære mere om kondensatorer, tjek elektronikklassen. Og skulle du have robotter på hjernen, har jeg også en Robots Class!

Trin 1: Materialer

Til denne lektions projekt skal du bruge:

(x1) 15F superkapacitor (x1) 100 ohm modstand (x1) Vibrationsmotor (x1) Printkort (x1) SPDT-gennemgangshulskontakt (x1) JST-XHP 2-polet han- og hunstik-sæt (x1) 2-leder strøm adapter (x1) Justerbar spændingsforsyning Valgfri: (x1) 4V solpanel (x1) 1N4001 diode

(Bemærk, at nogle af linkene på denne side er tilknyttede links. Dette ændrer ikke varens omkostninger for dig. Jeg geninvesterer det overskud, jeg modtager, til at lave nye projekter. Hvis du vil have forslag til alternative leverandører, så lad mig venligst ved godt.)

Trin 2: Kredsløbet

Vibrobot-kredsløbet er ret ligetil. Der er ladestyrken, der har en strøm- og jordforbindelse. Jord bliver forbundet til kondensatoren og motoren. Strømindgangen går til en SPDT -switch gennem en 100 ohm strømbegrænsende modstand. SPFT -kontakten skifter kondensatorens positive forbindelse mellem opladeren og motoren. På denne måde tillader det, at kondensatoren enten oplades af inputporten eller driver motoren.

Trin 3: Sæt kondensatoren på

Lad os starte kredsløbskortet ved at lodde superkondensatoren på plads. Bemærk, at kondensatoren har en metalplade i bunden forbundet til strømstiften. Du skal være særlig forsigtig med ikke ved et uheld at kortslutte strømmen ved at lade bunden af kondensatoren røre ved alle busrækker på kredsløbskortet, der muligvis er forbundet til jorden. For let at forhindre dette installerede jeg min kondensator i en 45 graders vinkel, der grænser op til midten af brættet. Dette arrangement sikrer, at der ikke vil ske en kort mellem strøm og jord som dette.

Trin 4: Installer stikket

Den næste ting at installere er hunstikket til strømstikket. Placer dette på samme side af brættet som kondensatorens jordledning. Placer det et sted i midten med indrykket til stikket på fanen vendt udad fra brættet. Bemærk, at jeg har noget fastklemt under brættet i loddebilledet. Dette er for at holde komponenten på plads, mens jeg lodder den.

Trin 5: Skift

Installer tænd/sluk -kontakten på siden af kortet modsat opladerstikket.

Trin 6: Ledninger

Fjern en centimeter isolering fra enden af solid kernetråd. Fastgør den uisolerede ledning til en af terminalerne på den vibrerende motor. Gentag denne proces for den anden terminal.

Trin 7: Tråd i motoren

Placer motoren centreret på kanten af brættet, så dens modvægt hænger ud over kanten. Sæt hver motortråd gennem en af stikkontakterne på hver sin side af printkortet, og lod dem på plads.

Trin 8: Flere ledninger

Fastgør sorte jordledninger mellem den 2-polede hunstik, jordstiftet på kondensatoren og en af motorstifterne. Det er afgørende at få forbindelsen mellem jordstiften på stikkontakten og superkondensatoren korrekt. Hvis du skulle vende det og oplade kondensatoren baglæns, kan der ske meget dårlige ting. Så … dobbelttjek dette og sørg for at få det rigtigt. Når stikket er isat, skal jordstiften forbindes til stiften med den negative markering på kondensatoren. Når du er helt sikker på, at du har de rigtige jordforbindelser, loddes en rød ledning mellem centerstiftet på kontakten og den positive pin på kondensatoren. Lod også en rød ledning mellem en af de ydre stifter på kontakten og motoren. Til sidst loddes en ledning rundt om motorens krop. Dette bør ikke være elektrisk forbundet til noget. Det holder bare motoren på plads.

Trin 9: Opladningsmodstand

Lod en 100 ohm modstand mellem spændingsstiften på stikkontakten og den ubrugte stift på kontakten. Denne modstand bruges til opladning. Hvis vi ikke brugte modstanden, vil superkondensatoren forsøge at trække så meget strøm som muligt fra opladeren. Denne pludselige stigning vil i det væsentlige være som en kort ledning og muligvis enten beskadige den, eller hvis den har beskyttelseskredsløb, gør ingenting overhovedet. Den modstand, vi bruger, blev beregnet ved hjælp af Ohms lov. For at være på den sikre side øgede jeg værdien lidt, da modstande ikke er perfekte, og det kan ikke skade at have en lille smule mere. Alt dette sagt, den særlige superkondensator, der bruges her, har en relativt høj indre modstand. Hvad dette betyder er, at det ikke trækker strøm fra en ladning så hurtigt som en normal superkapacitor. Faktisk tager det usædvanligt lang tid at oplade (cirka en time i modsætning til 10 sekunder). Den modstand, vi bruger, er muligvis ikke nødvendig og kan faktisk bremse opladningstiden lidt. Ikke desto mindre har jeg inkluderet modstanden, hvis nogen beslutter at bruge en anden superkapacitor. Du undrer dig måske over, hvorfor jeg har valgt at bruge denne, hvis den oplades så langsomt. Nå, den har 15F strøm og er en brøkdel på størrelse med normale superkapacitorer. Grundlæggende har denne lille hætte 3X mere strøm end en superkapacitor, der er 5X størrelse. Det kan tage et stykke tid at oplade, men det kan køre i relativt lang tid.

Trin 10: Klip ledninger

Skær fire 4 massive kernetråde, der skal bruges som robotens ben.

Trin 11: Fastgør benene

Lod begge ender af hver ledning ind i hjørnerne af printkortet for at oprette fire trådsløjfer. Disse bør ikke være elektrisk forbundet til nogen faktiske komponenter på printkortet.

Trin 12: Form benene

Form alle fire ledninger til ben, som du finder passende. Jeg gav hver en lille sløjfe, men måske er der et andet design, som måske fungerer bedre. Eksperimenter gerne med form og æstetik. Der er ikke noget rigtigt svar.

Trin 13: Bestem polariteten

Vi skal bruge en 'vægvorte' AC til DC -konverter til at oplade vibroboten. For at gøre dette skal vi først bestemme polariteten af stikket tilsluttet vægvorten for at bestemme hvilken ende der er positiv, og hvilken der er jordet. Sæt 2-leder adapteren i stikket for enden af kablet. Brug spændingsindstillingen på dit multimeter til at måle spændingen, der kommer fra adapteren. Hvis du ser en positiv spænding, er ledningen forbundet til den røde sonde positiv, og ledningen forbundet til den sorte sonde er jordet. Marker disse ledninger for at adskille dem, hvis de ikke allerede er markeret.

Trin 14: Stik

Lodde metalstikkene til det 2-benede hunstik på enden af hver ledning i 2-leder strømadapteren. Noter justeringsfanen på stikket. Hvis justeringsfanen vender mod dig, og stikket peger op, skal jorden være til venstre, og strømmen skal være til højre. Komprimer metalflikene på enden af hver stift, og sæt dem derefter i den korrekte stikkontakt ved at trykke godt på dem. Hvis du ikke er sikker, kan du tilslutte strømadapteren og måle med multimeteret for at sikre, at du har det rigtigt.

Trin 15: Oplad det

For at oplade den skal du kontrollere, at kontakten er i opladningspositionen (dvs. motoren kører ikke), og stik vægvorten i stikkontakten. Du kan lade den være tilsluttet opladeren, så længe du vil. Kondensatoren stopper med at trække strøm, når den er opladet, og det er fint. Kondensatorer er ikke som batterier, hvis holdbarhed reduceres, hvis du lader dem oplade for længe uden beskyttelseskredsløb.

Trin 16: Solar

Hvis du vil tage din robot ud af nettet, kan du tilføje et lille solpanel for at oplade kondensatoren, når motoren ikke er i brug. Denne tilføjelse er valgfri.

Trin 17: Udvidelse af kredsløbet

For at gøre dette kredsløb solcelledrevet, skal vi tilføje to ekstra komponenter, et solpanel og en diode. Solpanelet skal vurderes til mindre spænding end kondensatoren og placeres parallelt med kondensatoren. Da vores kondensator er klassificeret til 5,6V, bør brug af et 4V solpanel være sikkert at oplade det. Vi skal også tilføje en diode til kredsløbet mellem den positive ledning på solpanelet og kondensatoren. Du skal ikke bekymre dig for meget om, hvad dioder er. De vil blive diskuteret meget mere i en fremtidig lektion. For nu, du skal bare vide, at alt dioden gør er at forhindre elektricitet fra kondensatoren i at strømme baglæns gennem solpanelet, når der ikke er noget sollys, der rammer det.

Trin 18: Tilføjelse af en diode

Du skal blot slutte enden af dioden med stripen til stiften på kontakten, hvor 100 ohm modstanden er tilsluttet. Tilslut den anden diodebolt til en ubrugt loddepude på brættet.

Trin 19: Tilslutning af solpanelet

Vedhæft en rød solid kernetråd til den positive terminal på solpanelet og en sort ledning til den negative. Grunden til, at vi udskifter den eksisterende ledning med solid core ledninger, er fordi disse nye stivere ledninger vil holde solpanelet på plads lodret over overfladen af brættet.

Trin 20: Tilslut solpanelet

Tilslut den røde ledning fra solpanelet til den ubrugte pin på dioden. Tilslut den sorte ledning fra solpanelet til en af de andre jordforbindelser på kortet. Din robot er nu drevet af vedvarende energi. Nu er det tid til at tænde din robot og slippe den løs.

Fandt du dette nyttigt, sjovt eller underholdende? Følg @madeineuphoria for at se mine seneste projekter.