Faça um robô de insetos movido a energia solar: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Esses robôs podem ser pequenos e um tanto simples, mas sua construção fácil, locomoção única e personalidade peculiar os tornam excelentes como um projeto de robótica pela primeira vez. Neste projeto, estaremos criando um robô simples semelhante a um inseto que armazenará energia da luz até que tenha potência suficiente para se mover com um motor de vibração. Este simples projeto de robótica pode ser feito em poucas horas e é uma excelente introdução aos conceitos de eletrônica e soldagem.

Etapa 1: Colete seus suprimentos

Abaixo estão todos os suprimentos necessários para este projeto, bem como links para comprá-los. A maioria dos itens que você pode encontrar na Amazon, no entanto, alguns dos componentes são melhor adquiridos na Mouser ou DigiKey.

• Ferro de solda e solda
• Cola quente
• Cortadores de fio
• Alicate de ponta fina
• Fio de joalheria
• 22AWG Electronics Wire
• Capacitor 4700μf
• Resistor 2.2kΩ
• 2N3904 Transistor NPN
• 2N3906 Transistor PNP
• Células Solares Pequenas
• Motor de vibração
• TC54 Tensão Trigger

Atualização: Fui informado de que o gatilho de tensão que vinculei acima se tornou obsoleto. Mas não tenha medo! Eu encontrei o que acredito ser um substituto adequado no Disparador de Tensão DS1233A. Infelizmente, as pernas deste componente são diferentes do TC54, então você terá que manter isso em mente durante todo o projeto.

Perna esquerda do TC54 ===> Perna média do DS1233A

Perna média do TC54 ===> Perna direita do DS1233A

Perna direita do TC54 ===> Perna esquerda do DS1233A

Etapa 2: Prepare seus componentes

A primeira parte do Solar Bug Robot que vamos construir é o "motor solar". Esta é a parte do robô que verifica o capacitor para ver se ele está carregado o suficiente. Quando está, ele descarrega toda a energia para o motor por um curto surto de movimento. Para construir o Solar Engine primeiro, vamos precisar preparar nossos componentes. Acredito que a maneira mais fácil de mostrar isso é referenciando as imagens acima, mas também escreverei instruções para narrar o que estou fazendo.

NOTA: Por uma questão de consistência, quando me refiro às pernas "esquerda" e "direita" dos componentes, estou falando sobre eles serem orientados com o lado plano voltado para mim e as pernas apontando para baixo (como mostrado na maioria das fotos.)

Primeiro, dobre a perna esquerda do 2N3904 para a esquerda e para baixo e a perna direita para a direita e em sua direção, deixando a perna do meio apontando diretamente para baixo. Agora, o 2N3906 e o regulador de tensão TC54 serão dobrados da mesma maneira, com as pernas esquerda e direita dobradas para fora e para baixo e a perna do meio apontando para você.

Etapa 3: Conecte o 2N3904 ao 2N3906

É hora de puxar o ferro de solda e começar a trabalhar para montar essa coisa. Primeiro coloque o 2N3904 adjacente ao 2N3906 e depois solde a perna do meio do 2N3904 na perna direita do 2N3906.

Em seguida, pegue o resistor de 2.2k e solde-o entre a perna direita do 2N3904 e a perna do meio do 2N3906. Neste ponto, você pode usar o alicate para cortar o excesso de chumbo do resistor.

Etapa 4: Anexe o gatilho de tensão

Agora vamos colocar o gatilho de tensão na mistura. Solde a perna esquerda do gatilho de tensão na perna do meio do 2N3904 e solde a perna esquerda do 2N3904 na perna direita do gatilho de tensão. Neste ponto, seu motor solar deve se parecer com a primeira foto acima.

Agora corte um pedaço de fio 22AWG com cerca de 2,5 cm de comprimento e solde-o entre a perna do meio do gatilho de tensão e a perna esquerda do 2N3906. Agora seu motor solar está completo!

Etapa 5: conecte o motor solar ao capacitor

Nota: Agora que completamos o "cérebro" do bot, é hora de dar a ele um lugar para armazenar sua energia. Neste projeto, estaremos usando um capacitor eletrolítico para armazenar eletricidade. Esse tipo de capacitor é o que chamamos de polar, isso significa que ele só funciona em uma direção. Para descobrir qual fio é qual, procure uma faixa impressa na lateral do capacitor. Esta é a derivação negativa, portanto, a outra é positiva. Isso será importante para esta etapa.

Use um pouco de cola quente para prender o motor solar ao capacitor com a perna negativa mais próxima do gatilho de tensão. Certifique-se de colocá-lo em algum lugar onde as pernas do capacitor cheguem.

Agora dobre a perna negativa do capacitor para trás e solde-o na perna direita do gatilho de tensão. Também dobre a perna positiva do capacitor no lugar e solde-o na perna esquerda do 2N3906.

Etapa 6: Anexe o motor

Agora vamos conectar o motor! Primeiro decida onde você quer colocar o motor, eu decidi colocar o motor saindo pela parte de trás como um ferrão. Isso requer algum planejamento porque os fios do meu motor são um pouco curtos. Usei as pernas restantes que cortei do resistor para estender um pouco os fios do motor para que chegassem à parte de trás do meu robô.

Solde um dos fios do motor à perna direita do 2N3904 e o outro fio à extremidade positiva do capacitor. não importa qual fio vai para onde, inverter os fios apenas mudará a direção de rotação do motor.

Em seguida, use um pouco de cola quente para prender o motor no lugar. Certifique-se de que o contrapeso possa girar livremente ou seu robô não será capaz de se mover.

Etapa 7: Energia solar

Estamos na reta final! Agora é hora de anexar os painéis solares. Em primeiro lugar, se não houver fios soldados aos painéis, agora é a hora de fazê-lo. Eu recomendo usar duas cores diferentes do fio 22AWG para que você possa identificar facilmente as pernas positivas e negativas do painel solar.

Nota: Neste tutorial estou usando dois painéis solares, no entanto, se você tiver apenas um, também funcionará. Quanto mais painéis você tiver, mais rápido o capacitor carregará e mais o motor pulsará. Então, se você quiser que seu bot se mova mais, adicione mais painéis.

Use seu ferro de solda para conectar o fio negativo do painel solar à perna negativa do capacitor. Em seguida, faça o mesmo do outro lado, conectando a extremidade positiva do painel à perna positiva do capacitor.

Etapa 8: faça com que pareça bonita

Neste ponto, seu Solar Bug-Bot está quase pronto! A etapa final agora é apenas cosmética.

Corte dois pedaços de fio de joalheria com cerca de sete a dezoito centímetros de comprimento. Use um alicate de bico fino para dobrar cada extremidade de ambos os pedaços de arame em pequenos pés. Agora dobre os dois pedaços de arame em forma de "M" e cole-os com cola quente na parte inferior do seu robô. Elas funcionarão como as pernas do seu robô.

E com isso o seu Solar Bug-Bot está completo! Agora tudo o que você precisa fazer é levá-los para o sol e vê-los ir!

Etapa 9: Como funciona?

Quando o robô entra na luz do sol, os painéis solares começam a carregar o capacitor. À medida que ele carrega, a tensão no capacitor aumentará até ultrapassar o "ponto de inflexão" dos disparadores de tensão. Neste ponto, o gatilho de tensão aplicará tensão à base do 2N3904. Agora, como o 2N3904 é um transistor NPN, ele atua como uma chave, quando uma corrente é aplicada à base, ela permite que a corrente flua de um lado para o outro. Este "interruptor" ativará o motor. O 2N3906, por outro lado, é um transistor PNP. Isso significa que permite que a corrente flua quando a base estiver conectada ao aterramento. Quando o 2N3904 é desarmado, ele desarma o 2N3906 e desvia completamente o gatilho de tensão, permitindo que toda a eletricidade flua para o motor até que o capacitor esteja vazio e pronto para ser recarregado.