Цахилгаан механик шавьж эсвэл цохиулах осциллятор: 9 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Танилцуулга

Би робот техникийн хөгжлийг 10 орчим жил дагаж ирсэн бөгөөд биологи, дүрс бичлэгийг судалсан. Эдгээр сонирхол нь миний үндсэн хүсэл тэмүүлэл болох энтомологийг (шавьж судлал) тойрсон юм. Шавьж нь олон салбарт маш том зүйл бөгөөд маш их урам зориг өгдөг. Аз болоход биологи, шавьж нь биомимикри ба синтетик биологи ашиглан робот техникийн салбарт хүчээ авч байна. Ялангуяа шавьж тээгчдийн ахиц дэвшил надад маш их баярлаж байна. Тагнуулын төв газар 1970 -аад оны эхээр нисдэг инсектитоптер бүтээсэн бөгөөд шавьжууд робот техникийн асуудлыг хэрхэн шийдвэрлэхэд нөлөөлөх үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно. Би шавьжны цахилгаан механик баримал хийх өөрийн арга барилаа хуваалцахыг хүсч байна.

Шавьжны шинж чанарт ихээхэн анхаарал хандуулдаг гар урлалын нэг бол ялаа уях урлаг юм. Fly Tying бол ялаа загасчлах төөрөгдөл бий болгох арга юм. Энэхүү гар урлал нь янз бүрийн материал, багаж хэрэгслийн палетыг ашигладаг бөгөөд нарийн ширийн зүйлийг хийхдээ зохих техник технологид ихээхэн найддаг.

Би 3D хэвлэх эсвэл микроконтроллерийн талаар тийм ч их баярлаж байгаагүй. Би эдгээр технологийг ашиглаагүй цахилгаан механик амьтдыг үйлдвэрлэхийг хичээж байна. Та ямар мэдрэгч эсвэл механик илэрхийлэлийг олж мэдэхийг хүсч байгаагаас үл хамааран бүгдийг микроконтроллероор тэжээх ёстой юм шиг байна. Үүнийг жаахан буцааж аваад тархиа осциллятор болгоё!

Тиймээс би танд санал болгож буй зүйл бол бид ялаа уях хэрэгсэл, материал, техникийг ашиглан үзэсгэлэнтэй, хөнгөн жинтэй, өвөрмөц, цахилгаан механик шавьж бүтээх үндэс суурь болгоно. Энэхүү BEAM шиг кинетик баримал нь найз нөхөд, гэр бүлийнхэндээ шавьж, гар урлалыг үнэлэхэд урам зориг өгөх болно гэж найдаж байна.

Алхам 1: Осцилляторын загвар гаргах

Осцилляторын олон хэлхээг онлайнаар сонгох боломжтой. Төрөл бүрийн зүйлийг судалж үзээд хамгийн хялбар бөгөөд хамгийн "органик" нь Astable Multivibrator гэдгийг мэдэрсэн. Энэ хэлхээг тэгш хэмт резистор эсвэл тэгш хэмт бус байдлаар үүсгэж болох бөгөөд энэ нь таны гаралтыг ямар хэлхээний "талаас" авч байгаагаас хамаарч импульсийн өргөн арай өөр байх болно.

Миний сонгосон энэ хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:

Тоо хэмжээ: Бараа:

x1 2N4403 pnp транзистор

x1 2N3905 pnp транзистор (толин тусгал зүү)

x2 330 Ω эсэргүүцэл

x2 22k Ω эсэргүүцэл

x2 4.7 μF 16V конденсатор

x2 Хөнгөн хамааралтай резисторууд (LDR) 0 - 30k Ω мужид

x1 2N4920 pnp транзистор (1 ампер бариултай)

x1 8+ Ω Чанга яригч ороомог

x1 Жижиг соронзон бус, битүү зэгс унтраалга

Би бага RC цаг, жижиг конденсатор хүсч байна, тиймээс 4.7 μF 16V хоёр туйлт конденсатор бүхий 22k Ω резисторыг сонгосон. Үүний үр дүнд ойролцоогоор 2-5 Гц хэлбэлзлийн давтамж гарч ирдэг.

Би мөн хэлхээг хүрээлэн буй орчны нөлөөн дор хийхийг хүсч байгаа тул гэрлээс хамааралтай резисторыг (LDR) 22k резистортой цувралаар байрлуулсан. Шилжүүлэгч нь нэг удаагийн камерын флаш хэлхээнээс гаргаж авсан жижиг зэгс унтраалга юм. Бид энэ унтраагуурыг хэвлий дээрх эмзэг сахал болгон ашиглах болно.

Алхам 2: Гагнах ажлыг эхлүүлэх

Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан тэдгээрийг гагнах хэд хэдэн хэрэгсэл хэрэгтэй болно. Бид perfboard ашиглахгүй.

Хоёр виск ав, нэг нь эд ангиудыг, нөгөө нь гагнуурын төмрөө барь.

Түүнчлэн, утас таслагч, бахө, хэлхээнийхээ загварыг лавлагаа болгож аваарай. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль хэсгийг хаана холбож байгааг үргэлж мэдэж байхын тулд би хэлхээний хоёр дахь хувилбарыг хийжээ.

Хоёр транзисторын голыг нугалж, коллектор хажуу тийш бөхийж, суурь нь дунд хүртэл нугална. 2N4403 ба 2N3905 (BC557 гэж дүрсэлсэн) өөр өөр зүү гаралттай тул суурь ба коллектор хаана байгааг анхааралтай ажиглаарай. Нэг ижил pnp транзисторыг ашиглаж болно, гэхдээ толин тусгал зүүгийн хирал чанар надад таалагддаг. Эцсийн эцэст энэ бол урлаг юм.

Конденсаторыг зөв өнцгөөр нугална.

Конденсатор ба транзисторын суурь ба коллекторын залгуурыг богиносгоно.

Одоо транзисторыг цонхны тавцан дээр байрлуулж, гагнуурын төмрийг хүссэн тугалган дээр гагнуур руу аваачина. Энэ нь хоёр гараа чөлөөлж, конденсатор ба гагнуурыг оруулж, хооронд нь холбоно.

Транзистор бүрийн суурь ба коллекторыг конденсатор бүрт холбохын тулд энэ алхамыг давт.

Сонирхолтой нь, тиск нь транзисторын дулаан шингээгч болж чаддаг бөгөөд таны гагнуурын ажлын архитектур нь энэхүү бүтцийг гайхалтай хүчтэй болгодог.

Алхам 3: Резисторыг гагнах

Дээрх зураг дээрх резисторуудын үзүүрийг нугалж хайчилж ав.

330 Ω резисторыг нүхэнд хийж, конденсаторын транзисторын нэгжийг резистор руу гагнана. Схемийг дагаж мөрдөхөд энэ резистор нь транзисторын коллектор хаана байгааг хавсаргах ёстой.

Хоёр дахь 330 Ω эсэргүүцэлтэй давтан хийнэ үү.

LDR -ийг тискэнд хийж, бидний өсөн нэмэгдэж буй хэлхээг гагнана. Транзисторын сууринд гагнах.

Хоёрдахь LDR -ийг давтана уу.

LDR -ийн урт залгуурыг төв рүү хайчилж ав.

LDR -т 22к -ийн эсэргүүцэлийг гагнах нь резисторыг цуврал хэлбэрээр нийлүүлдэг.

Дөрвөн резистор тус бүр нь манай хэлхээний төв хэсэгт харуулсан нээлттэй залгууртай байх ёстой.

Эдгээр резисторуудын үзүүрийг хөршүүд рүүгээ нугалж, богиносгож, бүгдийг нь гагнана. Энэхүү эсэргүүцлийн багц нь одоо манай төмөр замын нэг хэсэг болжээ.

Алхам 4: Гагнуурын утас ба цахилгаан PNP

Энэхүү конденсатор, транзистор, резисторын нэгж нь бидний гайхалтай мультивибратор осциллятор юм. Энэ бол үр дүнтэй шавьжны бидний тархи юм. LDRs нь нүдний үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд бидний осцилляторын давтамж, импульсийн өргөнийг бага зэрэг өөрчилдөг. Зөвхөн энэ хэлхээ нь чанга яригч ороомог тэжээх боломжгүй тул бид үүнийг цахилгаан транзистор (BD140 эсвэл 2N4920) Q3 -тэй холбох болно.

Эерэг төмөр замын утсыг 1 -р улирлын ялгаруулагч руу гагнах.

Газардуулгын төмөр утсыг резисторын багцад гагнана.

Гурав дахь утсыг 2 -р улирлын ялгаруулагч руу гагнах (улбар шар өнгөөр дүрсэлсэн).

Гурав дахь утсыг Q3 pnp транзистор (2N4920) дээр гагнана.

Эерэг төмөр замын утсыг 1 1/2 инч орчим хуулж, 3 -р улирлын ялгаруулагч руу гагнана.

Энэ үед би гагнуур хийхээ түр завсарлаж, хэлхээнд либерал тунгалаг хумсны будаг түрхэх дуртай. Энэ нь хэлхээг бөхийлгөж, хавчихад богино өмд үүсэхээс сэргийлж, цаг агаарын хамгаалалтыг өгөх болно. Та хэд хэдэн давхар түрхэж болно.

Хаана ч хамаагүй хэлхээг богиносгосон эсэхийг шалгаарай. Улаан утсыг +9В -ээр тэжээж, хар эсвэл хүрэн утсыг газардуулж, Q3 -ийн коллектор руу хайчилж хэлхээг ажиллуулж байгаа эсэхийг шалгаарай. Би жижиг 5В чийдэн эсвэл сэлбэг чанга яригч ашигладаг. Q3 нь зөвхөн 1 ампер орчим ажиллах чадвартай тул хэт их хүч, хэт бага эсэргүүцэлтэй транзисторыг хэт халааж болохгүй. Тогтмол гүйдлийг тооцож (I = V/R) тооцооллыг хий. Онолын хувьд дундаж гүйдэл нь импульсийн нөлөөнөөс болж төмөр замын хүчдэл дэх тогтмол гүйдлийн тэн хагасыг эзэлдэг боловч энэ нь бидэнд алдаа гаргах зай үлдээхэд тусална.

Алхам 5: Дуу хоолойны ороомог ба гагнуурыг хайчилж ав

Ажлын дууны ороомогтой жижигхэн хямд чанга яригчийг аваад хайчилж ав. Чанга яригч конусын ирмэгийг хайчилж эхэл, доор нь тугалган утсан холбогчийг огтлохгүй байхыг анхаарна уу.

Сагсны хавчаараас тугалган утсан холбогчийг хавчих эсвэл задлах.

Байнгын соронзны дээгүүр торон суспензийг хайчилж ав.

Дуу хоолойны ороомогыг аваад илүүдэл цаас, торыг хайчилж ав. Цагаан тугалган утсан холбогчийг аль болох удаан орхих хэрэгтэй.

Гуравдугаар улирлын коллектор руу тугалган утсан холбогчийн үзүүрийг боож, нэгийг нь гагнана.

Нөгөө холбогчийг өргөтгөлийн утсанд гагнана.

Энэхүү шинэ утасны дунд хэсгийг хуулж, газрын төмөр замд гагнана.

Алхам 6: Далавчны дизайн

Би ил тод байдал дээр cranefly далавчны загварыг хэвлэв.

Та мөн ацетат дээр үзэг, үзүүр ашиглан далавч зурж болно.

Далавчаа будаж, өвөрмөц, сонирхолтой болгоход хөгжилтэй байгаарай.

Ацетат хуудсаа хуучин сэтгүүл дээр байрлуулаад судсаар нь боож өгнө. Ацетат дахь гүдгэр ба гүдгэр атираа үүсгэхийн тулд урд болон хойд хэсгийг ээлжлэн солино. Энэ нь жинхэнэ шавьжны далавчийг хуурмаг болгохоос гадна далавчийг бэхжүүлдэг.

Далавчаа хайчилж ав, гэхдээ хосоор нь орхи! Голд нь жаахан нэмэлт материал үлдээгээрэй, ингэснээр бидний дуу хоолой нь илүү олон материалтай болно.

Алхам 7: Далавчаа монофиламенттай холбоно уу

Уяж эхлэхийн тулд танд ойролцоогоор 35 фунт жинтэй монофиламент хэрэгтэй болно, бидний урьд өмнө үзүүлсэн тиск, хайч, далавч, утас, ялаа уях боолт. *Зөвлөмж болгож буй залруулга: Эдгээр далавчны тулгууруудад илүү хүнд монофиламент эсвэл нимгэн утас ашиглана уу. Цус харвалтын үед монофиламент гадагшаа бөхийхөд зураг дээрх болон бүтээсэн загвар нь механик үр ашгаа алддаг.

Таван инчийн урттай хоёр ширхэг хайчилж, нэг хэсгийг нь таган дээр хийнэ. Далавчаа найман хэв маягаар монофиламент руу сул уя.

Хоёрдахь монофиламент болон нөгөө жигүүрээр давтана.

Илүү аюулгүй байдлыг хангахын тулд би хэсэг тус бүрийн зангилаан дээр бага зэрэг цавуу нэмэв. Цавуу нь далавчаа дэлсэхэд саад болохгүй гэдгийг анхаараарай. Энэ нь нугас шиг ажиллах ёстой бөгөөд монофиламент нь бидний тулгуур хэсэг юм.

Алхам 8: Цээж, толгойг бүтээх

Энэ үе шатанд бүх зүйл нэг дор цуглардаг.

Гурван инчийн 100 фунт жинтэй монофиламент эсвэл хатуу хоолой авч, уртаар нь утас уя.

Гурван долоон инчийн ширхэг цэцгийн утас аваад тус бүрийг биеийнхээ бүтцийн дагуу төв хэсэгт нь уя. Эдгээр нь бидний хөл байх болно.

Жижиг монофиламентийн арын хэсгүүдийг хойд жигүүрийнхээ арын хөлний ард уяж, дараа нь уртыг нь засах боломжтой болно.

Зураг дээрх шиг соронзон зүү олоорой. Энэ нь бидний байнгын неодиум соронзыг байрандаа барих болно.

Бидний бүтээсэн хэлхээг хөл / биед холбоно уу.

Соронзон зүүг биендээ толгойны ард, харин 3 -р хэсгийн урд талд холбоно уу.

Толгойныхоо ард биендээ хоёр жижиг өд зангидаарай, ингэснээр тэд антен шиг урагш сунгана (энэ бол үнэхээр гоо зүй юм).

Жижигхэн монофиламентийн урд хэсгүүдийг далавчны хэсгээс урагш нь авчирч, толгой руу ойрхон биенд уя. Далавчнууд нь төвд байгаа эсэхийг шалгахын тулд хэсэг бүрээс татаж, соронзноос дээш өргөх хэрэгтэй.

Дуу хоолойны ороомгийн цаасан хоолойг дундуур нь хайчилж ав, ингэснээр бид далавчны ацетатыг дотор нь шургуулна. Энэхүү бүх бүтэц нь бидний соронз явах зүү дээр байх ёстой бөгөөд ингэснээр гүйдэл ороомогоор гүйх үед соронзон хүч далавчаа доош нь татаж, далавчны үзүүр дээшээ дээш ниснэ.

Алхам 9: Хэвлийг бүтээх

Зэгсний унтраалгыг биеийн ар талд холбоно уу. Энэ бол хэвлийн үзүүр бөгөөд бидний эмзэг сахал байх болно. Манай төмөр замыг зэгс шилжүүлэгчийн нэг хөл рүү гагнана.

Хоёр дахь богино утсыг зэгс шилжүүлэгчийн нөгөө хөл рүү гагнана.

Батерейны өргөн гадаргууг бий болгохын тулд эерэг төмөр замыг орооно.

Батерейны сөрөг эсвэл 0V талыг нь холбохын тулд унтраалгатай холбогдсон шинэ богино утсыг буржийлгаарай.

Жижиг 12В батерейг гэдсэндээ уяад батерейны холболтыг найдвартай холбоно уу. Зайг уяж байхдаа хэвлийнхээ эсрэг талд эргүүлэхгүйн тулд би хэвлийдээ хэдэн ширхэг хүнд монофиламент нэмж оруулах шаардлагатай болсон.

Туршаад үзээрэй! Далавч соронз руу хөдөлдөг үү? Цахилгаан соронзон гүйдлийн баруун гарын дүрмийг дагаж, байнгын соронзны туйлыг тогтоохын тулд аналог луужин ашиглан соронзны туйлшрал зөв эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та миний хэлснээр хэлхээг бүтээсэн бол гүйдэл нь Q3 коллектороос ороомогоор дамжиж, батерейны 0V эсвэл хажуугийн төмөр зам руу урсаж байна.

Үүнийг дуусгахын тулд цэцгийн утсан хөлийг нугалаад хүссэн шигээ алдаатай хараарай! Хөл нь хэт туранхай байвал бие нь хоорондоо таарч байгаа газарт жаахан цавуу туршаад үзээрэй. Зугаацаарай!

Асуух зүйл байвал надад мэдэгдээрэй. Мэдээжийн хэрэг, энэ бол хэцүү төсөл юм. Батерейны утаснуудын хоорондох жижиг резинэн тууз нь тэдгээрийг бэхлэхэд тусална.

Амжилт хүсье!

Техникийн уралдааны тэргүүн шагнал