חרקים או מתנד מתנפח: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

מבוא

אני עוקב אחר התפתחות הרובוטיקה במשך כ 10 שנים והרקע שלי הוא ביולוגיה ווידוגרפיה. אינטרסים אלה הקיפו את התשוקה הבסיסית שלי, אנטומולוגיה (חקר חרקים). חרקים הם עניין גדול בתעשיות רבות, והיו מקור להשראה רבה. למרבה המזל, הביולוגיה והחרקים צוברים כוח ברובוטיקה באמצעות ביו -מימיקה וביולוגיה סינתטית. אני מתרגש במיוחד מההתקדמות של חרקים. ה- CIA יצר מטוס חרקים מעופף כבר בשנות השבעים וחרקים ימשיכו לשחק תפקיד גדול בהשפעה על האופן שבו בעיות ברובוטיקה נפתרות. אני רוצה לשתף בשיטה אמנותית לבניית פסל חרקים אלקטרומכני משלך.

מלאכה אחת שהתמקדה רבות בתכונות החרקים היא אומנות קשירת הזבובים. קשירת זבובים היא שיטה ליצירת פתיונות לדייג זבובים. מלאכה זו משתמשת בלוח מגוון של חומרים וכלים, ודורשת תשומת לב רבה לפרטים, תוך הסתמכות רבה על טכניקה נכונה להשלמת עיצובים יפים.

לא התרגשתי יותר מדי מהדפסה תלת מימדית או ממקרי מיקרו. אני עושה מאמצים לייצר יצורים אלקטרומכניים שלא משתמשים באף אחת מהטכנולוגיות הללו. נראה שלא משנה איזה חיישן או ביטוי מכני אתה רוצה לחקור, הכל צריך להאכיל דרך מיקרו -בקר. בואו ניקח את זה קצת אחורה ונהפוך את המוח שלנו למתנד!

אז מה שאני מציע לך הוא, אנו משתמשים בכלים, חומרים וטכניקת קשירת זבובים כבסיס ליצירת חרק אלקטרומכני יפה, קל משקל, ייחודי. פסל קינטי דמוי BEAM יתן תקווה לעורר את חבריך ומשפחתך להעריך חרקים ואומנות.

שלב 1: עיצוב המתנד שלך

ישנם מעגלי מתנד רבים לבחירה באינטרנט. לאחר שבדקתי את המגוון הרגשתי שהקלה וה"אורגנית "ביותר היא ה- Multivibrator Astable. מעגל זה יכול להיווצר עם נגדים סימטריים או לא סימטריים, וכתוצאה מכך רוחבי דופק מעט שונים, תלוי מאיזה "צד" של המעגל שאתה לוקח את הפלט שלך.

הרכיבים למעגל זה שבחרתי הם:

כמות: פריט:

טרנזיסטור pnp x1 2N4403

טרנזיסטור pnp x1 2N3905 (פין החוצה)

נגדים 330 Ω x2

נגדים x2 22k Ω

x2 4.7 µF 16V קבלים

x2 נגדים תלויי אור (LDR) בטווח 0 - 30k Ω

טרנזיסטור pnp x1 2N4920 (ידיות 1 אמפר)

x1 8+ Ω סליל רמקולים

x1 מתג קנים קטן, לא מגנטי, לא סגור

אני רוצה זמן RC נמוך וקבלים קטנים, אז בחרתי נגדים של 22k Ω עם קבלים דו קוטביים של 16.7 μF. התוצאה היא תדר תנודה בערך 2 - 5 הרץ.

אני גם רוצה שהמעגל יופעל על ידי הסביבה, אז אני שם נגדים תלויי אור (LDR) בסדרה עם הנגדים של 22k. המתג הוא מתג קנים קטן שנמשך ממעגל הבזק של מצלמה חד פעמית. אנו נשתמש במתג זה כשפכים רגישים על הבטן.

שלב 2: התחל הלחמה

באמצעות רכיבים אלה, תזדקק למספר כלים להלחמתם יחד. אנחנו לא הולכים להשתמש בלוח פרפבורד.

תפוס שני מפתחות, האחד שיחזיק את הרכיבים שלך והשני יאחז במגהץ הלחמה שלך.

כמו כן, ודא שיש לך חותכי תיל, צבת ודגם של המעגל שלך כהפניה. עשיתי אב טיפוס לגרסה שנייה של המעגל כדי לוודא שאני תמיד יודע אילו חלקים של הרכיבים מצמידים לאן.

כופפו את מוליכי שני הטרנזיסטורים כך שהאספן יתכופף לצד, והבסיס מתכופף פנימה לכיוון האמצע. מכיוון של- 2N4403 ול- 2N3905 (בתמונה BC557) יש סיכות שונות, הקפידו להקפיד על היכן נמצאים הבסיס והאספן. ניתן להשתמש בשניים מאותם טרנזיסטורים pnp, אבל אני אוהב את האיכות הכיראלית של סיכת המראה. אחרי הכל, זו אמנות.

כופפו את מוליכי הקבלים בזווית ישרה.

חתכו את המוליכים קצרים על הקבלים ובסיס הטרנזיסטור והאספנים.

כעת הנח את הטרנזיסטור במקלדת שלך, והבא את ברזל הלחמה לעבר ההובלה הרצויה להלחמה. זה משחרר את שתי הידיים שלך להכניס את הקבל והלחמה ולחבר אותן יחד.

חזור על שלב זה כך שהבסיס והאספנים של כל טרנזיסטור מתחברים לכל קבל.

מעניין לציין, שהמסגרה יכולה למעשה לשמש כיור קירור לטרנזיסטורים והארכיטקטורה של עבודת ההלחמה המוגמרת שלך הופכת את המבנה הזה לחזק להפתיע.

שלב 3: הלחמת הנגדים

כופפו וחתכו את מוליכי הנגדים כפי שמוצג בתמונה למעלה.

מקם את הנגד 330 Ω בברג הלחמה והלחם את יחידת הטרנזיסטור של הקבלים שלנו לנגד. עקוב אחר הסכימה, הנגד הזה חייב לצרף היכן שהאספן של הטרנזיסטור נמצא.

חזור על הפעולה עם הנגד השני של 330 Ω.

הנח את ה- LDR במקלדת והלחם אליו את מעגל הגידול שלנו. הלחמה לבסיס הטרנזיסטור.

חזור על הפעולה עם ה- LDR השני.

חותכים את המוליכים הארוכים של ה- LDR לכיוון המרכז.

הלחם נגדי 22k Ω למובילים LDR כך שהנגדים נמצאים בסדרה.

לכל אחד מארבעת הנגדים צריך להיות מוביל פתוח המצביע במרכז המעגל שלנו (כפי שמוצג בתמונה).

כופפו את מוליכי הנגדים הללו לעבר שכניהם, חתכו אותם והלחמו את כולם יחד. צרור הנגד הזה הוא כעת חלק ממעקה הקרקע שלנו.

שלב 4: חוטי הלחמה ו- Power PNP

יחידה זו של קבלים, טרנזיסטורים ונגדים היא מתנד הרב -ויברטור הקסום שלנו. זה למעשה המוח שלנו עבור החרק. LDRs מתפקדים כעיניים וישנו מעט את התדירות ואת רוחב הדופק של המתנד שלנו. מעגל זה לבדו אינו יכול להפעיל את סליל הרמקולים, לכן נחבר אותו ל- Q3, טרנזיסטור הכוח שלנו (BD140 או 2N4920).

הלחם את חוט המעקה החיובי לפולט של Q1.

הלחם את חוט מסילת הקרקע לצרור הנגד.

הלחמה חוט שלישי לפולט של Q2 (בתמונה כתום).

הלחם את החוט השלישי הזה לבסיס Q3, טרנזיסטור ה- pnp כוח (2N4920).

הפשיטו את חוט המעקה החיובי כ -1 1/2 סנטימטרים למטה והלחמו לפולט של Q3.

בשלב זה, אני אוהב לקחת הפסקה מהלחמה ולמרוח מעטפת ליברלית של לק שקוף על המעגל. זה יסייע במניעת מכנסיים קצרים אם המעגל כפוף או מעוות, וייתן לו מעט הגנה מפני מזג האוויר. אל תהסס למרוח מספר שכבות.

בדוק לוודא שלא קיצרת את המעגל בשום מקום. בדוק את המעגל כדי לוודא שהוא עדיין פועל על ידי הפעלת החוט האדום עם +9V, הארקה של החוט השחור או החום והצמדת לאספן Q3. אני משתמש במנורה 5V זעירה או ברמקול רזרבי. מכיוון ש- Q3 יכול להתמודד רק עם אמפר אחד, אל תחמם את הטרנזיסטור הזה עם יותר מדי הספק ופחות מדי התנגדות. בצע את החישובים שלך (I = V/R) בהנחה של זרם DC. בתיאוריה, הזרם הממוצע הוא חצי מזרם ה- DC במתח הרכבת בשל האפקט הדופק, אך זה יעזור לנו להשאיר מקום לטעויות.

שלב 5: גזור סליל והלחמה קולית

קח רמקול זול קטן עם סליל קול עובד וחתך אותו. התחל על ידי חיתוך מסביב לקצה חרוט הרמקול וודא שלא לחתוך את מחברי תיל הטינסיל שמתחתיהם.

מהדק או מחפש את מחברי חוט הטינסל מלשוניות הסל.

חותכים את מתלי הרשת ממש מעל המגנט הקבוע.

הסר את סליל הקול וחתוך את הנייר והרשת העודפים. הקפד להשאיר את מחברי תיל הטינסל זמן רב ככל האפשר.

מהדקים את קצות מחברי חוט הטינסל והלחמה אחת לאספן Q3.

הלחם את המחבר השני לחוט מאריך.

הפשיטו את מרכז החוט החדש הזה והלחמו אותו למעקה הקרקע.

שלב 6: עיצוב הכנפיים

הדפסתי דפוסי כנף של מנוף על שקיפות.

אתה יכול גם לצייר את הכנפיים באמצעות עטים וחדשים על אצטט.

שיהיה כיף לצבוע את הכנפיים ולהפוך אותן לייחודיות ומעניינות.

הניחו את גיליון האצטט שלכם על מגזין ישן ולחצו לוורידים בעזרת צעיף. החלף מלפנים ומאחור ליצירת קמטים קעורים וקמורים באצטט. זה לא רק מוסיף לאשליה של כנפי חרקים אמיתיים, אלא בעצם גם מחזק את הכנפיים.

חתכו את הכנפיים החוצה, אך השאירו אותן כזוג! השאר מעט חומר נוסף במרכז כך שלסליל הקולי שלנו יהיה יותר חומר לדחוף.

שלב 7: קשרו את הכנפיים למונופילמנט

כדי להתחיל לקשור, תזדקק לכדי מונופילמנט בסביבות 35 ק ג, המברגה שלנו מקודם, מספריים, כנפיים, חוט וסלילת קשירת זבובים. *תיקון מוצע: השתמש בתמיסת נימה כבדה יותר או בחוט דק לתמיכות כנף אלה. הדגם בתמונה ובנוי מאבד יעילות מכאנית כאשר המוני -פילמנט משתחווה כלפי חוץ בזמן שבץ כלפי מטה.

חותכים שתי חתיכות באורך של חמישה סנטימטרים ומניחים חתיכה אחת לתוך המקלדת. לקשור את הכנפיים באופן רופף למונופילמנט בתבנית דמות שמונה.

חזור על הפעולה עם פיסת מונופילמנט שנייה והאגף השני.

הוספתי מעט דבק לקשרים בכל פיסה לתוספת אבטחה. וודא שהדבק אינו חוסם את היכולת של הכנפיים להתנפנף. זה אמור לפעול כמו ציר והמונופילמנט הוא נקודת המשען שלנו.

שלב 8: בנה את בית החזה והראש

הכל מתאחד בבת אחת במהלך שלב זה.

קח חתיכה של שלושה אינץ 'של מונופילמנט או 100 צינורות קשיחים, וקשור חוט לאורכו.

קח חתיכות של שלושה, שבעה אינץ 'של חוט פרחוני, וקשור כל אחת מהן במרכז לאורך מבנה גופנו. אלה יהיו הרגליים שלנו.

קשור את החלקים האחוריים של מונופילמנט קטן יותר מיחידת הכנפיים שלנו ממש מאחורי הרגליים האחוריות, ומשאיר מקום להתאים את אורכם מאוחר יותר.

מצא סיכה מגנטית כמו זו שבתמונה. זה יחזיק את מגנט הניאודימיום הקבוע שלנו במקומו.

קשרו את המעגל שבנינו על הרגליים / הגוף.

קשרו את הסיכה המגנטית על הגוף שמאחורי הראש אך מול Q3.

קושרים שתי נוצות האקל קטנות על הגוף ממש מאחורי הראש, כך שיחטטו קדימה כמו אנטנות (זה אסתטי בלבד).

הביאו את החלקים הקדמיים של מונופילמנט קטן יותר מיחידת הכנף קדימה וקשרו אותם על הגוף קרוב לראש. משוך על כל חלק כדי לוודא שהכנפיים מרוכזות ועולות מעל המגנט.

חותכים את צינור הנייר של סליל הקול לכיוון המרכז כדי שנוכל להחליק את אצטט הכנפיים שבתוכו. כל המבנה הזה אמור לרחף מעל הסיכה שאליה יגיע המגנט שלנו, ולכן כאשר הזרם זורם דרך הסליל, הכוח המגנטי מושך את הכנפיים כלפי מטה וקצות הכנפיים מתנפנפים כלפי מעלה.

שלב 9: בנה את הבטן

קשרו את מתג הקנה לקצה האחורי של הגוף. זה יהיה קצה הבטן, שם יהיו הזיפים הרגישים שלנו. מרכיבים את מסילת הקרקע לרגל אחת של מתג הקנים.

הלחמה חתיכת חוט קצרה שנייה לרגל השנייה של מתג הקנה.

סלסלו את חוט המעקה החיובי ליצירת שטח פנים גדול עבור הסוללה.

סלסלו את חוט החוט הקצר החדש המחובר למתג כדי לגעת בצד השלילי או 0V של הסוללה.

קשרו סוללה קטנה של 12 וולט על הבטן ואבטחו את מוליכי הסוללה לחיבור מוצק. הייתי צריך להוסיף כמה חתיכות של מונופילמנט כבד לבטן כדי למנוע מהסוללה להתהפך לצד הנגדי של הבטן בזמן שקשרתי אותה.

נסה את זה! האם הכנפיים נעות לכיוון המגנט? וודא שהקוטביות של המגנט נכונה על ידי הכלל הימני של זרם אלקטרומגנטי, ושימוש במצפן אנלוגי כדי לקבוע את הקוטביות של המגנט הקבוע שלך. אם בנית את המעגל כפי שתיארתי, הזרם זורם החוצה מהאספן של Q3, דרך הסליל, ולכיוון מסילת הקרקע או צד 0V של הסוללה.

לסיום, כופפו את רגלי החוט הפרחוני כדי להיראות כמו באג כמו שאתם רוצים! נסה מעט דבק שבו הרגליים פוגשות את הגוף אם הן דקיקות מדי. תהנה!

אנא יידע אותי אם יש לך שאלות. זהו בהחלט פרוייקט זניח. רצועת גומי קטנה בין מוליכי הסוללה יכולה לעזור להחזיק אותם במקומם.

בהצלחה!

פרס ראשון בתחרות הטכנולוגיה