Um pássaro motivado por ímã: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Sobre o projeto

O projeto mostra como fazer um brinquedo que representa um pássaro que tweeta conforme você o motiva a fazê-lo. O pássaro tem um órgão de sentidos específico chamado "interruptor de palheta"; à medida que um ímã se aproxima desse elemento, os contatos se fecham e o circuito eletrônico é energizado - então, surgem sons. Usei um pequeno bastão magnético de um brinquedo de criança, ligeiramente disfarçado de microfone com a parte superior feita de isopor, para 'motivar' o pássaro; você é livre para escolher qualquer outra forma de motivação, desde que um ímã esteja incluído nela.

Suprimentos

Componentes necessários para o circuito

Circuito integrado NE555 - 1 pcs

Transistores 2N3904 - 4 pcs

Potenciômetros ou trimmers 100K - 2 pcs

Resistores:

10K - 2 pcs

2,2K - 2 pcs

1K - 3 pcs

100 Ohm - 1 pcs

Capacitores eletrolíticos (tensão de pelo menos 10 V):

50 microfarad - 1 pcs

4,7 microfarad - 1 pcs

100 microfarad - 1 pcs

Capacitores de cerâmica (tensão 50 V):

0,1 microfarad - 2 pcs

0,01 microfarad - 1 pcs

Alto-falante pequeno com bobina de 8 ohms

Soquete para o circuito integrado

Conector para bateria 9V

Bateria 9V

Um pedaço de placa de textolite perfurada

Fios

Ferramentas necessárias para construir o circuito

Pistola de solda com solda

Cortadores de arame

Pinças

Faca exacto

Materiais e ferramentas necessários para construir a figura do pássaro

Depende de como você faria o pássaro. Não excluo que alguém seria capaz de imprimir em 3D o pássaro e a caixa de sua parte eletrônica. Fiz a pasta do pássaro FIMO e usei uma caixa de chá vazia para fazer o invólucro. O procedimento é descrito nas seções Corpo e Gabinete do Pássaro.

Etapa 1: Circuito Eletrônico

O circuito consiste em dois multivibradores astáveis. O primeiro é construído com um IC NE 555 e produz pulsos com uma frequência muito baixa que determina o intervalo entre os 'pacotes de tweet'. A frequência pode ser alterada por meio do potenciômetro R2.

Vamos transformar a fórmula geral (ver seção Referência) para a frequência de pulso deste tipo de multivibrador levando em consideração o potenciômetro R2; por exemplo, quando seu controle deslizante está na posição central, a frequência de pulso é:

f = 1,44 / (60 KOhm + 2 * 60 KOhm) * 50 microfarad = 0,16 1 / s, o que significa que um pulso aparece na saída IC a cada 6,25 segundos

Esse pulso chega à base de Q1 e a abre; assim, o segundo multivibrador é energizado.

Este multivibrador é construído com os transistores Q2 e Q3; sem o C3 e o R7, seria um multivibrador astável comum (consulte a referência), cuja frequência de pulso é calculada com a fórmula:

f = 1,38 / R * C

Assim, f = 1,38 / 2,2 KOhm * 0,1 microfarad = 3294 1 / s

Esta frequência determina o tom de um tweet. O potenciômetro R7 e o capacitor C3 determinam o intervalo entre os tuítes.

Suponhamos que C3 esteja totalmente descarregado antes que o circuito seja energizado; o capacitor começa a carregar através de R6, R8 e das junções base-emissor de Q2 e Q3; a corrente flui por C3 e o circuito funciona. Quando C3 está totalmente carregado, sua placa superior é positiva e a placa inferior é negativa; portanto, Q2 e Q3 fecham.

C3 começa a descarregar através do potenciômetro R7; assim, o tempo de alta pode ser variado. Uma vez que o C3 é descarregado, ele começa a recarregar, a corrente flui novamente, o circuito funciona e produz um 'tweet'.

C3 é composto por dois capacitores: um de 4,7 e outro de 100 microfarad; Tentei diferentes valores de C3 para fazer o tom soar mais ou menos como um tweet de pássaro real; você também pode brincar com o valor de R7 para modificar os tons.

O pulso do coletor de Q3 chega, por meio de R10, à base de Q4; o último abre e o pulso é ouvido no alto-falante. Um conector fêmea para o contato reed é instalado na linha '+'; esta característica, combinada com o conector macho do contato reed (chave magnética, MSW) permite desconectar a figura do pássaro do circuito, se necessário.

O circuito é montado em uma peça de textolita perfurada de 35 x 70 mm.

Etapa 2: Reed Contact

O contato consiste em:

uma faixa de 50 x 2 mm de textolita revestida de cobre - esta é a base do contato

uma faixa de 50 x 1 mm de chapa de ferro fina de 0,5 mm - esta é a palheta que se dobra sob a ação do campo magnético

um pedaço de plástico de 2 x 5 mm - para fixar a palheta em sua base e proporcionar seu isolamento mútuo; esta peça é colada com resina epóxi

uma peça de 2 x 5 mm de placa de ferro de 1 mm de espessura - soldada na extremidade da palheta para aumentar a força de atração magnética; na verdade, a maior parte desta força é aplicada a este peso que, por sua vez, faz com que a palheta

A sensibilidade da palheta depende de seu comprimento, largura e espessura; uma palheta mais fina aumentaria o alcance de detecção mesmo se os outros parâmetros (comprimento, largura, massa da peça final, força magnética) permanecessem inalterados.

O contato é marcado como MSW (chave magnética) no desenho do circuito. Quando um ímã se aproxima do contato, este fecha e o circuito é energizado.

Etapa 3: Figura de pássaro

Este pássaro é inspirado não só por um pássaro conhecido, mas também pelo Monarca-Naped (Hypothymis Azurea).

A figura é feita de pasta FIMO azul. Eu fabriquei padrões para as asas para torná-las da mesma forma regular e cortei uma folha fina de 1,5 mm de pasta FIMO. Cada perna tem uma estrutura feita de fio de cobre estanhado de 1 mm de espessura; esta moldura não só reforça as pernas, mas também serve para fixar a figura na tampa do invólucro. As fotos mostram como fazer esse tipo de moldura.

Eu também fiz um padrão para o corpo, mas usei-o antes como uma referência ao fazer o corpo 'à mão livre'.

Após todos os elementos da figura estarem montados, e a figura parecer de acordo com seus conceitos artísticos, ela deve ser curada a 130 graus C (não mais !!!) durante 30 minutos; esta operação pode ser realizada em um forno doméstico.

Após a cura da figura, deve-se fazer um canal para passar os fios do contato palheta; Fiz este canal como uma combinação de dois orifícios de 4 mm de diâmetro.

Para passar os fios pelo canal, passei um pedaço de linha grossa de pesca, prendi uma ponta dos fios à linha e os puxei. Em seguida, instalei o contato de palheta no canal e colei o bico de papel grosso.

Etapa 4: Gabinete

Usei uma lata de chá vazia para fazer o invólucro do circuito. A tampa tem dois orifícios de 1 mm para as pernas da ave e orifícios de 3 mm para os fios de contato da palheta. Um conector macho é instalado nas pontas livres dos fios, o que permite separar o pássaro com a tampa do invólucro, se necessário. As estruturas das pernas são instaladas nos orifícios de 1 mm e soldadas à tampa; assim, a figura é mantida na posição.

Um suporte de bateria feito de placa de metal de 0,5 mm de espessura é soldado na parte inferior do gabinete.

Um pedaço de papelão em forma de segmento é colado na parte inferior do invólucro para isolar o circuito do invólucro.

O alto-falante é instalado sobre um pedaço de papelão fixado na parte inferior e nas paredes do gabinete por meio de plástico de pistola de cola derretido.

Dezesseis orifícios de 2 mm são perfurados na lateral do gabinete de acordo com um padrão, para abrir caminho para o som; você está livre para produzir seu próprio padrão, mas é desejável tornar a área total dos orifícios mais ou menos igual à área de emissão de som do alto-falante.

Etapa 5: Referências

Astable IC 555

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555…

Astable com transistores

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/ast…

Carregamento RC

www.electronics-tutorials.ws/rc/rc_1.html