Elektromeganiese insek of flappende ossillator: 9 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Inleiding

Ek volg die ontwikkeling van robotika al ongeveer 10 jaar en my agtergrond is Biologie en videografie. Hierdie belangstellings het om my onderliggende passie, entomologie (die studie van insekte), gegaan. Insekte is 'n groot probleem in baie nywerhede, en was die bron van baie inspirasie. Gelukkig kry biologie en insekte 'n sterk rol in robotika deur middel van biomimiek en sintetiese biologie. Ek is veral opgewonde oor die vordering van insekdopters. Die CIA het reeds in die sewentigerjare 'n vlieënde insekhelikopter geskep, en insekte sal steeds 'n groot rol speel om die manier waarop probleme in robotika opgelos word, te beïnvloed. Ek wil 'n artistieke metode deel om u eie elektromeganiese insekbeeldhouwerk te bou.

Een kunsvlyt wat sterk gefokus het op die eienskappe van insekte, is die kuns van vliegbind. Fly Tying is 'n metode om kunsaas vir vlieghengel te skep. Hierdie vaartuig gebruik 'n uiteenlopende palet van materiale en gereedskap, en vereis noukeurige aandag aan detail, terwyl dit sterk afhang van die regte tegniek om pragtige ontwerpe te voltooi.

Ek het nie te opgewonde geraak oor 3D -drukwerk of mikrobeheerders nie. Ek doen pogings om elektromeganiese wesens te vervaardig wat nie een van hierdie tegnologieë gebruik nie. Dit lyk asof dit nie saak watter sensor of meganiese uitdrukking u wil ondersoek nie, dit moet alles deur 'n mikrobeheerder gevoer word. Kom ons neem dit 'n bietjie terug en maak ons brein 'n ossillator!

Wat ek u voorstel, is dat ons vliegbindgereedskap, materiaal en tegniek gebruik as basis vir die skep van 'n pragtige, ligte, unieke, elektromeganiese insek. Hierdie BEAM-agtige kinetiese beeldhouwerk sal u vriende en familie hopelik inspireer om insekte en vakmanskap te waardeer.

Stap 1: Ontwerp u ossillator

Daar is baie ossillatorbane om van te kies. Nadat ek na 'n variëteit gekyk het, het ek gevoel dat die Astable Multivibrator die maklikste en mees "organiese" was. Hierdie stroombaan kan met simmetriese of asimmetriese weerstande geskep word, wat effens verskillende polswydtes tot gevolg kan hê, afhangende van watter "kant" van die stroombaan u u uitset neem.

Die komponente vir hierdie kring wat ek gekies het, is:

Aantal: Artikel:

x1 2N4403 pnp transistor

x1 2N3905 pnp -transistor (spieëlpen uit)

x2 330 Ω weerstande

x2 22k Ω weerstande

x2 4,7 μF 16V kapasitors

x2 Ligafhanklike weerstande (LDR) in 0 - 30k Ω -reeks

x1 2N4920 pnp transistor (hanteer 1 amp)

x1 8+ Ω Luidspreker spoel

x1 Klein nie -magnetiese, nie ingeslote rietskakelaar

Ek wil 'n lae RC tyd en klein kapasitors hê, so ek het 22k Ω weerstande gekies met 'n bipolêre kondensator van 4,7 μF 16V. Dit lei tot ongeveer 2-5 Hz ossillasie frekwensie.

Ek wil ook hê dat die kring deur die omgewing bewerkstellig word, en ek plaas ligafhanklike weerstande (LDR) in serie met die 22k weerstande. Die skakelaar is 'n klein rietskakelaar wat uit 'n weggooikamera -flitsbaan gehaal word. Ons gebruik hierdie skakelaar as 'n sensitiewe snor op die buik.

Stap 2: Begin met soldeer

As u hierdie komponente gebruik, benodig u verskeie gereedskap om dit saam te soldeer. Ons gaan nie 'n perfboard gebruik nie.

Gryp twee skerms, een om jou komponente vas te hou en die ander om jou soldeerbout vas te hou.

Maak ook seker dat u draadsnyers, tang en 'n model van u stroombaan as verwysing het. Ek het 'n tweede weergawe van die stroombaan prototipeer om seker te maak dat ek altyd weet watter dele van die komponente waar is.

Buig die leidrade van die twee transistors sodat die kollektor na die kant buig en die basis na die middel buig. Omdat die 2N4403 en die 2N3905 (afgebeeld as BC557) verskillende penne het, moet u noukeurig let op waar die basis en versamelaar is. Twee van dieselfde pnp -transistors kan gebruik word, maar ek hou van die chirale kwaliteit van die spieëlpen. Dit is immers kuns.

Buig die kapasitor leidings in 'n regte hoek.

Sny die leidings kort op die kapasitors en transistorbasis en versamelaars.

Plaas nou die transistor in u bankschroef en bring die soldeerbout na die gewenste lood na soldeer. Dit maak beide u hande vry om die kondensator en soldeer in te bring en dit aan mekaar te heg.

Herhaal hierdie stap sodat die basis en versamelaars van elke transistor aan elke kapasitor geheg word.

Interessant om op te let, die bankschroef kan eintlik dien as 'n koellichaam vir die transistors, en die argitektuur van u voltooide soldeerwerk maak hierdie struktuur verbasend sterk.

Stap 3: Soldeer die weerstande

Buig en sny die leidings van die weerstande soos hierbo afgebeeld.

Plaas die 330 Ω weerstand in die bankschroef en soldeer ons kapasitor -transistoreenheid aan die weerstand. Volg die skematiese, hierdie weerstand moet heg waar die kollektor van die transistor is.

Herhaal met die tweede 330 Ω weerstand.

Plaas die LDR in die bankschroef en soldeer ons groeikring daaraan. Soldeer aan die basis van die transistor.

Herhaal met die tweede LDR.

Sny die lang drade van die LDR na die middel.

Soldeer die 22k Ω weerstande aan die LDR -leidings sodat die weerstande in serie is.

Elkeen van die vier weerstande moet oop leidrade hê wat in die middel van ons stroombaan wys (soos op die foto).

Buig die leidings van hierdie weerstande na hul bure, sny dit kort en soldeer almal saam. Hierdie weerstandsbundel is nou deel van ons grondrail.

Stap 4: Soldeerdrade en die Power PNP

Hierdie eenheid van kapasitors, transistors en weerstande is ons verstommende multivibrator -ossillator. Dit is effektief ons brein vir die insek. Die LDR's funksioneer as oë en sal die frekwensie en polswydte van ons ossillator effens verander. Hierdie kring alleen kan nie die luidspreker spoel nie, so ons sal dit koppel aan Q3, ons kragtransistor (BD140 of 2N4920).

Soldeer die positiewe spoordraad aan die emitter van Q1.

Soldeer die grondraildraad aan die weerstandsbondel.

Soldeer 'n derde draad aan die emitter van Q2 (afgebeeld as oranje).

Soldeer hierdie derde draad aan die basis van Q3, die krag -pnp -transistor (2N4920).

Trek die positiewe spoordraad ongeveer 1 1/2 duim af en soldeer aan die emitter van Q3.

Op hierdie punt hou ek daarvan om 'n pouse van soldeer te neem en 'n liberale laag helder naellak op die kring aan te bring. Dit sal help om kortbroek te voorkom as die kring gebuig of geknip word, en dit sal weerbestand wees. Dien gerus verskeie lae aan.

Kontroleer of u die stroombaan nêrens geblokkeer het nie. Toets die kring om seker te maak dat dit nog steeds werk deur die rooi draad met +9V aan te dryf, die swart of bruin draad te aard en na die versamelaar van Q3 te knip. Ek gebruik 'n klein 5V lamp of 'n ekstra luidspreker. Omdat Q3 slegs ongeveer 1 amp kan hanteer, moet u hierdie transistor nie te warm maak met te veel krag en te min weerstand nie. Doen u berekeninge (I = V/R) met die aanname van gelykstroom. In teorie is die gemiddelde stroom die helfte van die gelykstroom by spoorspanning as gevolg van die polsende effek, maar dit sal ons help om ruimte te gee vir foute.

Stap 5: Knip die stemspoel en soldeer uit

Neem 'n klein goedkoop luidspreker met 'n werkende spoel en sny dit uit. Begin deur om die rand van die luidsprekerkegel te sny en maak seker dat u die klinkdraadverbindings daaronder nie sny nie.

Knip of los die tinseldraadverbindings van die mandjie -oortjies af.

Sny die maasophanging net bokant die permanente magneet.

Verwyder die spoelspoel en sny die oortollige papier en gaas weg. Maak seker dat u die klinkdraadverbindings so lank as moontlik verlaat.

Maak die punte van die klatergouddraadverbindings vas en soldeer dit aan die versamelaar van Q3.

Soldeer die ander aansluiting aan 'n verlengdraad.

Trek die middel van hierdie nuwe draad af en soldeer dit aan die grondrail.

Stap 6: Ontwerp die vlerke

Ek het kransvlerkvlerkpatrone op deursigtigheid gedruk.

U kan ook die vlerke met penne en skerpies op asetaat teken.

Om pret te hê met die vlerke om dit uniek en interessant te maak.

Plaas u asetaatvel op 'n ou tydskrif en druk met 'n aal in die are. Wissel voor en agter af om konkawe en konvekse voue in die asetaat te vorm. Dit dra nie net by tot die illusie van regte insekvlerke nie, maar dit versterk ook die vlerke.

Knip die vlerke uit, maar los dit as 'n paar! Laat 'n bietjie ekstra materiaal in die middel, sodat ons stemspoel meer materiaal het om rond te stoot.

Stap 7: Bind die vlerke vas aan monofilament

Om te begin vasmaak, benodig u ongeveer 35 kg monofilament, 'n skêr van vroeër, 'n skêr, vlerke, draad en 'n vliesbindspoel. *Voorgestelde regstelling: Gebruik swaarder monofilament of dun draad vir hierdie vleuelsteun. Die model wat afgebeeld en gebou is, verloor meganiese doeltreffendheid wanneer die monofilament tydens 'n afwaartse slag na buite buig.

Sny twee stukke, vyf sentimeter lank, en plaas een stuk in die skutbord. Maak die vlerke losweg vas aan die monofilament in 'n figuur agt -patroon.

Herhaal met 'n tweede stuk monofilament en die ander vleuel.

Ek het 'n bietjie gom by die knope op elke stuk gevoeg vir ekstra veiligheid. Maak seker dat die gom nie die vlerke kan laat klap nie. Dit is veronderstel om soos 'n skarnier op te tree en die monofilament is ons steunpunt.

Stap 8: Bou die toraks en kop

Alles kom gelyktydig bymekaar tydens hierdie fase.

Neem 'n stuk duim van 100 lb. monofilament of stywe buise en bind die draad aan die lengte daarvan.

Neem stukke blomdraad van drie, sewe duim en bind elkeen in die middel langs die lengte van ons liggaamstruktuur. Dit sal ons bene wees.

Bind die agterste stukke kleiner monofilament van ons vleuel -eenheid net agter die agterpote vas, en laat ruimte om later hul lengte aan te pas.

Soek 'n magnetiese pen soos op die foto. Dit hou ons permanente neodymiummagneet op sy plek.

Bind die kring wat ons op die bene / liggaam gebou het.

Bind die magnetiese pen aan die lyf agter die kop vas, maar voor Q3.

Bind twee klein haakvere aan die lyf net agter die kop vas sodat hulle soos antennas vorentoe steek (dit is suiwer esteties).

Bring die voorste stukke kleiner monofilament van die vleuel -eenheid vorentoe en bind dit vas aan die lyf naby die kop. Trek aan elke stuk om seker te maak dat die vlerke in die middel is en bo die magneet uitstyg.

Sny die papierbuis van die stemspoel na die middel sodat ons die asetaat van die vlerke daarin kan laat gly. Hierdie hele struktuur behoort bo die pen te beweeg waarheen ons magneet gaan, dus as die stroom deur die spoel jaag, trek die magnetiese krag die vlerke af en die punte van die vlerke klap op.

Stap 9: Bou die buik

Bind die rietskakelaar aan die agterkant van die liggaam vas. Dit sal die punt van die buik wees, waar ons sensitiewe snorhare sal wees. Soldeer ons grondrail aan die een been van die rietskakelaar.

Soldeer 'n tweede kort stuk draad aan die ander been van die rietskakelaar.

Krul die positiewe spoordraad om 'n groot oppervlak vir die battery te skep.

Krul die nuwe kort stuk draad wat aan die skakelaar gekoppel is om aan die negatiewe of 0V -kant van die battery te raak.

Bind 'n klein 12V -battery op die buik vas en maak vas dat die batterykabels 'n stewige verbinding het. Ek moes 'n paar stukke swaar monofilament by die maag voeg om te voorkom dat die battery na die teenoorgestelde kant van die buik omdraai terwyl ek dit vasmaak.

Toets dit! Beweeg die vlerke na die magneet? Maak seker dat die polariteit van die magneet korrek is deur die regterreël van elektromagnetiese stroom te volg en 'n analoog kompas te gebruik om die polariteit van u permanente magneet vas te stel. As u die stroombaan gebou het soos ek beskryf het, vloei die stroom uit die versamelaar van Q3, deur die spoel, en na die grondrail of 0V -kant van die battery.

Buig die blomdraadpote om dit af te maak om soos 'n goggas te lyk soos u wil! Probeer 'n bietjie gom waar die bene die liggaam ontmoet as hulle te dun is. Geniet dit!

Laat weet my asseblief as u enige vrae het. Dit is beslis 'n moeilike projek. 'N Klein rekkie tussen die drade van die battery kan help om dit op hul plek te hou.

Sterkte!

Eerste prys in die Tech Contest