Robô de libélula oscilante BEAM de um brinquedo de RC quebrado: 14 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Há muito tempo, eu tinha um modelo de libélula RC. Nunca funcionou muito bem e quebrei pouco depois, porém sempre foi um dos meus maiores fascínios. Ao longo dos anos, eu recolhi a maior parte das partes da libélula para fazer outros projetos BEAM e, no entanto, sempre deixei a caixa de câmbio intacta para o dia em que decidi fazer algo assim.

Mais tarde, espero fazer mais circuitos de feixe de forma livre, de modo que este modelo foi principalmente um experimento para eu praticar a solda de haste de latão.

Suprimentos

Materiais

Toco pequeno

Haste e tubo de latão (usei uma variedade, conforme explicado na etapa 1)

Brinquedo de libélula rc quebrado

Eletrônicos

Um transistor BC557 e um BC547

Resistor 2.2k

2 FLEDs vermelhos

Painel solar 6v (Como estamos usando dois FLEDs para nossa tensão limite, explicação completa na etapa 10, nosso painel solar deve fornecer> 4V. Para dois painéis do mesmo tamanho, um de 6v e outro de 12v, na mesma luz os 6v fornecem duas vezes a corrente do painel de 12v. Portanto, optei por um painel de 6v para que o circuito funcione com iluminação ligeiramente baixa, mas ainda forneça corrente suficiente para nossa libélula bater regularmente)

Fio de cobre esmaltado

Uma variedade de capacitores de 220-47uF

Um capacitor 4700uF

Etapa 1: a base para a escultura

Começando a escultura com a base, encontrei uma seção adequada de um galho e cortei no tamanho certo. Fiz um orifício de 1,5 mm na madeira para inserir uma haste de latão de 1/16 (~ 1,6 mm) com um encaixe muito justo. Tem que ser apertado, pois esta haste de latão acabará por sustentar toda a escultura da libélula.

A fim de tornar as coisas mais fáceis para mim, usei uma variedade de hastes de latão macio e meio duro (todos de metais K&S). Para componentes estruturais como este suporte ou componentes principalmente retos como seções de latão nas asas, usei metade de latão duro, porém para seções com muitas curvas, como o corpo ou rosto, optei por latão macio.

Etapa 2: construindo as asas

As asas foram construídas com haste de latão de 0,8 mm (e uma pequena seção de tubo de latão de 2 mm em cada ponta da asa).

As fotos explicam meu processo muito melhor do que eu poderia em palavras, mas o método básico era imprimir os planos em uma escala de 1: 1. Em seguida, colocava uma haste de latão no topo das plantas e dobrava cada seção até que correspondesse ao desenho. Em seguida, soldei cada seção no lugar, muitas vezes enquanto o latão ainda estava no desenho. O latão absorve mais calor do que uma perna de componente fina, mas fora isso é como soldar um circuito.

Este projeto foi principalmente apenas a prática de circuitos de forma livre mais complicados e mais estéticos do que eu tenho feito, então essas asas foram uma ótima maneira de praticar o projeto e a formação livre de um "circuito" puramente estético em latão.

Quando o latão é aquecido à temperatura de soldagem, desenvolve uma oxidação quase rosa. Tirei isso com um pouco de sutiã e / ou escova de dente e água quente. O brasso funciona muito melhor, mas é difícil entrar em algumas áreas.

Etapa 3: Construindo a Cabeça (1/2)

O desenho da cabeça eu não incluí nos planos, pois apenas o esbocei e o desenhei conforme fazia. (Mais tarde acabou sendo minha parte menos favorita da libélula, eu me pergunto o que isso diz sobre um bom planejamento.)

A cabeça foi construída com uma mistura de 1/16, latão macio e haste de latão de 0,8 mm.

A cabeça foi montada de maneira semelhante às asas. Uma dica que percebi ao fazer essas peças é que é difícil segurar as peças no lugar e fazer boas juntas de solda, então o que eu faria não seria me preocupar tanto com a limpeza das minhas juntas de solda até que tivesse fixado a peça pelo menos outro local. Depois de ter essas juntas de solda ásperas e normalmente frias segurando uma peça no lugar, eu poderia então voltar aos outros pontos de fixação dessa peça e limpar minhas juntas um pouco melhor. Quase como soldagem por pontos.

Eu deixei uma longa cauda saindo da cabeça que seria usada para prender a cabeça ao corpo e também atuar como a barriga da libélula.

Etapa 4: construindo o corpo (1/2)

O corpo era feito de latão 3/32 macio e a parte traseira era feita de uma haste de latão semi-duro 1/16 que desliza em um tubo 3/32 na parte traseira. Eu fiz assim, pois tenho que remover e revender a parte traseira algumas vezes enquanto construo para testar os mecanismos de asa e tal, e desta forma eu só teria que revender uma junta em vez de duas

Etapa 5: Construindo o Corpo (2/2)

As coisas do toco da asa foram construídas com tubos de latão (2 mm neste caso que era um pouco grande para as asas de 0,8 mm, mas eu apenas as enrolei um pouco) com pequenas seções de tubo de latão 3/32 para deslizar pela parte de trás do corpo. Isso tudo poderia ter sido feito em imperial ou métrico. Acontece que tenho esses tamanhos de latão de qualquer maneira.

Foram feitas quatro conexões simples e duas conexões duplas com um orifício pivô extra que facilitaria o efetivo bater das asas. Acabei fazendo alguns testes com os conectores de asa de plástico originais e percebi que eles funcionam muito bem para eu me incomodar em trocar tudo por latão. Costumo complicar mecanismos como este e introduzir atrito demais para que qualquer coisa funcione, especialmente com a pequena quantidade de energia fornecida pelo painel solar.

Etapa 6: Construindo a Cabeça (2/2)

Em seguida, coloquei dois LEDs piscantes vermelhos (ou FLEDs) na cabeça e os conectei em série. Em seguida, peguei dois pedaços de fio de cobre esmaltado e os conectei às pernas restantes dos FLEDs.

(Nesta foto você também pode ver vestígios de mim tentando maneiras diferentes de fazer as asas baterem)

Etapa 7: Modificando o mecanismo de brinquedo da libélula

Para que o mecanismo de brinquedos se encaixasse em nosso modelo, alguns ajustes foram necessários. Os principais objetivos dessas modificações eram remover todos os componentes estruturais desnecessários e girar as engrenagens e o motor para que ocupassem menos espaço (visto que anteriormente as engrenagens e o motor foram para trás em relação às asas e deixaram muito espaço não utilizado como você pode ver na segunda foto).

Comecei cortando as pernas. Em seguida, removi o pino que prendia as duas coisas do toco de asa ao seu suporte e, em seguida, cortei o suporte inteiramente junto com todas as outras barras de suporte, as que prendem o motor e as engrenagens no lugar, bem como uma pequena seção que usarei para prender o mecanismo no corpo da libélula.

Etapa 8: conectando o mecanismo de brinquedo da libélula ao nosso robô BEAM

Dobrei a seção restante saindo da cabeça da libélula em uma posição larga o suficiente para abrigar o motor e as engrenagens. Em seguida, tirei a haste de latão de suporte, que dobramos no passo 1, para fora da base e soldei ao lado da barriga. Nas fotos você pode ver esse suporte saindo pela frente da barriga

Eu também removi a parte de trás, enfiei todas as coisas protuberantes do conector da asa na parte de trás e resoldurei a parte de trás.

Por fim, usei um tubo termoencolhível para segurar o pouco de suporte que deixamos no mecanismo de engrenagem para a barriga

Etapa 9: Construindo a cauda

A cauda era feita de duas longas seções de latão macio às quais soldava uma série de capacitores em paralelo. Esses capacitores aumentaram ~ 2200uF, o que foi suficiente, no entanto, adicionei outro 4700uF conforme explico na etapa 13.

Etapa 10: O circuito do motor solar clássico baseado em FLED

Existem muitos tutoriais sobre como formar livre um circuito de motor solar baseado em FLED, mas vou compartilhar meu método favorito.

Se você não está familiarizado com o que um motor solar faz, recomendo a leitura deste

Nosso motor solar simplesmente armazena energia de um painel solar em capacitores até que a voltagem entre os capacitores atinja um certo limite, momento em que ele despeja toda a energia em um motor ou bobina ou o que quer que você queira alimentar. Isso é útil porque significa que nossa libélula vai bater as asas mesmo quando não houver luz suficiente para ligar o motor diretamente.

Nossa tensão limite é definida por 2 LEDs piscando que, para mim, deram uma tensão de disparo de ~ 3,8 V e usei um resistor de 2,2 k como geralmente é recomendado para uma carga de motor padrão. Se você tem um painel solar que produz apenas 4 V em plena luz do dia, na maior parte do dia seu circuito não alcançará a voltagem necessária para disparar e, portanto, você pode querer usar outros arranjos para obter uma voltagem limite mais adequada. Um único FLED vermelho deve criar uma tensão de limiar de ~ 2,4 V e uma verde de ~ 2,8 V. Adicionando diodos de sinal em série, você pode aumentar essas tensões de limite em 0,7 V por diodo. Eu apenas gosto de usar 2 FLEDs, pois eles podem ser usados como olhos que piscam sutilmente durante o carregamento.

Eu usei um transistor BC547 e BC557, ambos com configurações CBE para as pernas, se você estiver usando outros tipos de transistores como 2n222s, por exemplo, eles podem ter uma configuração EBC e você terá que construir o circuito de outra maneira (ou da mesma forma, mas com os transistores de trás para frente em vez de frente para frente)

Na primeira e na segunda foto você pode ver as únicas conexões que precisamos fazer entre os dois transistores de acordo com o circuito na página do Solarbotics. O restante das fotos mostra como faço essas conexões. É útil usar blu tack aqui para manter os pequenos componentes juntos durante a soldagem.

Não mostrarei exatamente como formar o circuito livremente, pois imploro que você entenda o circuito e como conectá-lo, em vez de simplesmente copiar minhas conexões exatas. Foi assim que comecei a construir circuitos como este e é muito fácil cometer um erro e quase impossível solucionar o problema se você não entender por que está conectando componentes onde o que é muito desanimador. Esperançosamente, um pouco de pesquisa extra irá lhe poupar muita dor de cabeça.

Etapa 11: juntando tudo (1/2)

Em seguida, coloquei meu motor solar na base da cauda, soldei-o no lugar e cortei tudo no comprimento certo.

Em seguida, torci os fios do motor e FLED e cortei-os no comprimento também antes de soldá-los ao motor solar, conforme mostrado.

Etapa 12: juntando tudo (2/2)

Mais dois pedaços de fio de cobre esmaltado foram soldados ao painel solar, torcidos e cortados no comprimento certo. O painel foi preso ao coto com fita de espuma de dupla face e o fio torcido para cima no suporte da libélula e soldado à cauda / motor solar.

Etapa 13: adicionar um capacitor secreto (shhhh, não conte a ninguém)

O modelo funcionou bem, pois estava, no entanto, com pouca luz, a explosão dos capacitores de ~ 2200uF foi apenas o suficiente para mover as asas uma quantidade muito pequena, pois no momento em que o motor superou a inércia das asas sua fonte de alimentação acabou. Conseqüentemente, ao adicionar mais 4700uF, as asas são capazes de fazer quase um flap completo a cada ciclo do motor solar.

Como eu queria manter o modelo com a aparência que estava, decidi esconder o capacitor fazendo um orifício na base sob o painel solar.

Etapa 14: Considerações Finais

As asas batendo causam uma quantidade substancial de oscilação e devido a mim raspar a parte inferior do coto, a base é ligeiramente convexa. Isso tudo faz o modelo oscilar um pouco, então vou precisar encontrar alguns pés de borracha em algum momento.

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