ელექტრომექანიკური მწერები ან ტალღოვანი ოსცილატორი: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

შესავალი

მე ვაკვირდები რობოტიკის განვითარებას დაახლოებით 10 წელია და ჩემი ისტორია ბიოლოგია და ვიდეოგრაფია. ეს ინტერესები ორბიტაზეა ჩემს ფუძემდებლურ ვნებაზე, ენტომოლოგიაზე (მწერების შესწავლა). მწერები ბევრ ინდუსტრიაშია და დიდი შთაგონების წყარო იყო. საბედნიეროდ, ბიოლოგია და მწერები რობოტიკაში იძენენ გავლენას ბიომიმიკისა და სინთეზური ბიოლოგიის საშუალებით. მე განსაკუთრებით აღფრთოვანებული ვარ insectothopters– ის პროგრესით. CIA– მ შექმნა 1970 – იანი წლების დასაწყისში მფრინავი insectothopter და მწერები გააგრძელებენ მნიშვნელოვან როლს რობოტიზმის პრობლემების გადაჭრაზე. მე მინდა გაგიზიაროთ საკუთარი ელექტრომექანიკური მწერების ქანდაკების აგების მხატვრული მეთოდი.

ერთი ხელობა, რომელიც დიდ ყურადღებას უთმობს მწერების თვისებებს, არის ბუზის შეკრების ხელოვნება. Fly Tying არის ფრენის თევზაობისთვის სატყუარების შექმნის მეთოდი. ეს ხელნაკეთობა იყენებს მასალებისა და ინსტრუმენტების მრავალფეროვან პალიტრას და მოითხოვს ფრთხილად ყურადღებას დეტალებზე, ხოლო დიდწილად ეყრდნობა სათანადო ტექნიკას ლამაზი დიზაინის დასასრულებლად.

მე არ ვარ ძალიან აღფრთოვანებული 3D ბეჭდვით ან მიკროკონტროლერებით. მე ვცდილობ შევქმნა ელექტრომექანიკური არსებები, რომლებიც არცერთ ამ ტექნოლოგიას არ იყენებენ. როგორც ჩანს, არ აქვს მნიშვნელობა რა სენსორის ან მექანიკური გამოხატვის გსურთ შეისწავლოთ, ეს ყველაფერი მიკროკონტროლერის საშუალებით უნდა იკვებებოდეს. მოდით, ცოტა უკან დავიბრუნოთ და ჩვენი ტვინი ვიყოთ ოსცილატორი!

ასე რომ, რასაც მე შემოგთავაზებთ არის ის, რომ ჩვენ ვიყენებთ ბუზის შესაკრავ ინსტრუმენტებს, მასალებს და ტექნიკას, როგორც საფუძველი ლამაზი, მსუბუქი, უნიკალური, ელექტრომექანიკური მწერების შესაქმნელად. ეს სხივის მსგავსი კინეტიკური ქანდაკება იმედია შთააგონებს თქვენს მეგობრებს და ოჯახს დააფასონ მწერები და ოსტატობა.

ნაბიჯი 1: თქვენი ოსცილატორის დიზაინი

არსებობს მრავალი ოსცილატორის სქემა, რომლიდანაც შეგიძლიათ აირჩიოთ ონლაინ რეჟიმში. ჯიშის შესწავლის შემდეგ ვიგრძენი, რომ ყველაზე იოლი და "ორგანული" იყო ასტაბილური მულტივიბრატორი. ეს წრე შეიძლება შეიქმნას სიმეტრიული რეზისტენტებით ან ასიმეტრიულად, რის შედეგადაც პულსის სიგანე ოდნავ განსხვავდება, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი წრის "გვერდიდან" იღებთ თქვენს გამოსავალს.

ამ სქემის კომპონენტები, რომლებიც მე ავირჩიე, არის:

რაოდენობა: ერთეული:

x1 2N4403 pnp ტრანზისტორი

x1 2N3905 pnp ტრანზისტორი (სარკისებური პინი)

x2 330 Ω რეზისტორები

x2 22k Ω რეზისტორები

x2 4.7 μF 16V კონდენსატორები

x2 სინათლისგან დამოუკიდებელი რეზისტორები (LDR) 0 - 30k Ω დიაპაზონში

x1 2N4920 pnp ტრანზისტორი (სახელურები 1 ამპერი)

x1 8+ Ω სპიკერის ხვეული

x1 მცირე არამაგნიტური, არა დახურული ლერწმის გადამრთველი

მინდა დაბალი RC დრო და მცირე კონდენსატორები, ამიტომ ავირჩიე 22k Ω რეზისტორები 4.7 μF 16V ბიპოლარული კონდენსატორებით. ეს იწვევს დაახლოებით 2 - 5 Hz რხევის სიხშირეს.

მე ასევე მინდა, რომ წრე იყოს გარემოს გავლენის ქვეშ, ამიტომ მე განათავსე სინათლეზე დამოკიდებული რეზისტორები (LDR) სერიაში 22k რეზისტორებით. გადამრთველი არის პატარა ლერწმის გადამრთველი, რომელიც ამოღებულია ერთჯერადი კამერის ფლეშ წრიდან. ჩვენ გამოვიყენებთ ამ ჩამრთველს მუცლის მგრძნობიარე ულვაში.

ნაბიჯი 2: დაიწყეთ შედუღება

ამ კომპონენტების გამოყენებით, თქვენ დაგჭირდებათ რამდენიმე ინსტრუმენტი მათ ერთმანეთთან დასაკავშირებლად. ჩვენ არ ვაპირებთ პერფორდის გამოყენებას.

აიღეთ ორი ხილული, ერთი თქვენი კომპონენტების შესანახად და მეორე თქვენი გასაყიდი რკინისთვის.

ასევე, დარწმუნდით, რომ თქვენ გაქვთ მავთულის საჭრელი, ქამარი და თქვენი სქემის მოდელი, როგორც მითითება. მე შევქმენი მიკროსქემის მეორე ვერსია, რათა დარწმუნებული ვიყო, რომ ყოველთვის ვიცი კომპონენტების რომელი ნაწილები სად არის დამაგრებული.

მოხარეთ ორი ტრანზისტორის ლიდერი ისე, რომ კოლექტორი მოტრიალდეს გვერდით, ხოლო ფუძე მოხრილი იყოს შუაგულისკენ. იმის გამო, რომ 2N4403 და 2N3905 (სურათზე BC557) განსხვავებული ქინძისთავები აქვთ, ფრთხილად იყავით, სად არის ბაზა და კოლექტორი. ორი ერთი და იგივე pnp ტრანზისტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას, მაგრამ მე მომწონს სარკისებური ქინძის ხარისხი. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს არის ხელოვნება.

მოხარეთ კონდენსატორის ლიდერები მარჯვენა კუთხით.

მოკლედ შეწყვიტეთ კონდენსატორები და ტრანზისტორი ბაზა და კოლექტორები.

ახლა მოათავსეთ ტრანზისტორი თქვენს ვიზში და მიიყვანეთ გამათბობელი რკინით სასურველ ტყვიამდე. ეს ათავისუფლებს ორივე ხელს, რომ შემოიტანოს კონდენსატორი და შედუღება და დააკავშიროს ისინი ერთმანეთთან.

გაიმეორეთ ეს ნაბიჯი ისე, რომ თითოეული ტრანზისტორის ფუძე და კოლექტორები მიმაგრდეს თითოეულ კონდენსატორზე.

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ ვიზამ შეიძლება რეალურად იმოქმედოს როგორც გამათბობელი ტრანზისტორებისთვის და თქვენი დასრულებული სამუშაოების არქიტექტურა ამ სტრუქტურას საოცრად ძლიერს ხდის.

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ რეზისტორები

მოხარეთ და გაჭერით რეზისტორების ლიდერები, როგორც ზემოთ მოცემულია სურათზე.

მოათავსეთ 330 Ω რეზისტორი ვიზაში და შეაერთეთ ჩვენი კონდენსატორის ტრანზისტორი ერთეული რეზისტორთან. მიჰყევით სქემატურს, ეს რეზისტორი უნდა დაერთოს იქ, სადაც არის ტრანზისტორის კოლექტორი.

გაიმეორეთ მეორე 330 Ω რეზისტორით.

მოათავსეთ LDR ვიზაში და მიამაგრეთ ჩვენი მზარდი წრე მასზე. Solder ბაზაზე ტრანზისტორი.

გაიმეორეთ მეორე LDR– ით.

გათიშეთ LDR– ის გრძელი ბილიკები ცენტრისკენ.

შეაერთეთ 22k Ω რეზისტორები LDR- ის გამტარებზე ისე, რომ რეზისტორები იყოს სერიული.

ოთხივე რეზისტორებიდან თითოეულს უნდა ჰქონდეს ღია ბილიკები, რომლებიც მიუთითებს ჩვენი წრის ცენტრში (როგორც სურათზეა).

მიაბრუნეთ ამ წინააღმდეგობის მიმდევრები მეზობლებისკენ, მოაჭერით ისინი და შეაერთეთ ყველა ერთად. ეს რეზისტენტული ნაკრები ახლა ჩვენი სახმელეთო რკინიგზის ნაწილია.

ნაბიჯი 4: Solder Wires და Power PNP

კონდენსატორების, ტრანზისტორებისა და რეზისტორების ეს ერთეული არის ჩვენი ასტაბილური მულტივიბრატორი ოსცილატორი. ის ეფექტურად ჩვენი ტვინია მწერებისათვის. LDR ფუნქციონირებს როგორც თვალები და ოდნავ შეცვლის ჩვენი ოსცილატორის სიხშირეს და პულსის სიგანეს. ეს წრე მარტო ვერ ახერხებს დინამიკის კოჭას, ამიტომ ჩვენ მას დავუკავშირებთ Q3- ს, ჩვენს დენის ტრანზისტორს (BD140 ან 2N4920).

შეაერთეთ დადებითი სარკინიგზო მავთული Q1- ის გამცემზე.

მიაწებეთ მიწის სარკინიგზო მავთულები რეზისტორების ნაკრებში.

შეაერთეთ მესამე მავთული Q2- ის გამცემზე (გამოსახულია ფორთოხლის სახით).

შეაერთეთ ეს მესამე მავთული Q3- ის ბაზაზე, დენის pnp ტრანზისტორი (2N4920).

გაასუფთავეთ პოზიტიური სარკინიგზო მავთული დაახლოებით 1 1/2 დუიმით ქვემოთ და შედგით Q3- ის გამყოფზე.

ამ მომენტში, მე მომწონს შედუღებისგან შესვენება და წებოვანაზე ფრჩხილის გამჭვირვალე ლაქის ლიბერალური ფენის გამოყენება. ეს ხელს შეუწყობს შორტების თავიდან აცილებას, თუ წრე მოხრილია ან გაფუჭებულია და მისცემს მას ამინდის პროგნოზს. მოგერიდებათ რამდენიმე ფენის გამოყენება.

შეამოწმეთ, რომ არ გაგიწყვეტიათ ჩართვა არსად. შეამოწმეთ წრე, რომ დარწმუნდეთ, რომ ის კვლავ მუშაობს წითელი მავთულის ჩართვით +9V, შავი ან ყავისფერი მავთულის დასაბუთებით და Q3- ის კოლექტორზე დაჭერით. მე ვიყენებ პატარა 5V ნათურას ან სათადარიგო დინამიკს. რადგან Q3- ს შეუძლია გაუმკლავდეს მხოლოდ 1 ამპერს, ნუ გაათბობთ ამ ტრანზისტორს ძალიან დიდი სიმძლავრით და ძალიან მცირე წინააღმდეგობით. გააკეთეთ თქვენი გამოთვლები (I = V/R) DC დენის გათვალისწინებით. თეორიულად, საშუალო დენი არის DC დენის ნახევარი სარკინიგზო ძაბვაზე იმპულსური ეფექტის გამო, მაგრამ ეს დაგვეხმარება დავტოვოთ ადგილი შეცდომისთვის.

ნაბიჯი 5: ამოიღეთ ხმოვანი ხვეული და გამდნარი

აიღეთ პატარა იაფი სპიკერი სამუშაო ხმის კოჭით და ამოჭერით იგი. დაიწყეთ დინამიკის კონუსის კიდეზე დაჭერით და დარწმუნდით, რომ არ გაჭრათ მავთულის კონექტორები მის ქვემოთ.

დააწკაპუნეთ ან გააცილეთ tinsel მავთულის კონექტორები კალათის ჩანართებიდან.

გაჭერით ქსელის სუსპენზია მუდმივი მაგნიტის ზემოთ.

ამოიღეთ ხმოვანი ხვეული და მოაშორეთ ზედმეტი ქაღალდი და ბადე. დარწმუნდით, რომ დატოვეთ tinsel მავთულის კონექტორები რაც შეიძლება დიდხანს.

Tinel რგოლები tinsel მავთულის კონექტორები და solder ერთი კოლექციონერი Q3.

შეაერთეთ სხვა კონექტორი გაფართოების მავთულზე.

ამოიღეთ ამ ახალი მავთულის ცენტრი და შეაერთეთ იგი მიწის რკინიგზაზე.

ნაბიჯი 6: შეიმუშავეთ ფრთები

მე ამობეჭდილი cranefly ფრთის ნიმუშების გამჭვირვალობის.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ ფრთების დახატვა კალმების და ბასრიების საშუალებით აცეტატზე.

გაერთეთ ფრთების შეღებვით და გახადეთ ისინი უნიკალური და საინტერესო.

მოათავსეთ თქვენი აცეტატის ფურცელი ძველ ჟურნალზე და დაჭერით ძარღვებში ბუშტუკით. ალტერნატიული წინ და უკან, რათა შეიქმნას ჩაზნექილი და ამოზნექილი ნაოჭები აცეტატში. ეს არა მხოლოდ მატებს მწერების ფრთების ილუზიას, არამედ რეალურად აძლიერებს ფრთებსაც.

გაჭერით ფრთები, მაგრამ დატოვეთ წყვილებად! დატოვე ცოტაოდენი მასალა ცენტრში, რათა ჩვენს ხმოვან გვირგვინს ჰქონდეს მეტი მასალა გადასაადგილებლად.

ნაბიჯი 7: მიამაგრეთ ფრთები მონოფილმენტთან

შეკრების დასაწყებად დაგჭირდებათ დაახლოებით 35 კილოგრამი მონოფილმენტი, ჩვენი ვიზა ადრე, მაკრატელი, ფრთები, ძაფი და ბუზის შესაკრავი ბობინი. *შემოთავაზებული შესწორება: გამოიყენეთ უფრო მძიმე მონოფილმენტი ან თხელი მავთული ამ ფრთების საყრდენებისთვის. მოდელი, რომელიც გამოსახულია და აშენებულია, კარგავს მექანიკურ ეფექტურობას, როდესაც მონოფილმენტი გარედან იხრება გარე დარტყმის დროს.

გაჭერით ორი ცალი, ხუთი სანტიმეტრის სიგრძის და მოათავსეთ ერთი ცალი ვიზაში. თავისუფლად მიამაგრეთ ფრთები მონოფილმენტზე რვა ფიგურაში.

გაიმეორეთ მონოფილმის მეორე ნაჭერი და მეორე ფრთა.

თითოეული ნაწილის კვანძებს დავამატე ცოტა წებო დამატებითი უსაფრთხოებისათვის. დარწმუნდით, რომ წებო არ შეაფერხებს ფრთების გადახურვის უნარს. ეს უნდა იმოქმედოს როგორც დამოკიდებული და მონოფილმენტი არის ჩვენი საყრდენი წერტილი.

ნაბიჯი 8: ააშენეთ გულმკერდი და თავი

ამ ეტაპზე ყველაფერი ერთდროულად იკრიბება.

მიიღეთ სამი დუიმიანი ნაჭერი 100 ფუნტიანი მონოფილმენტით ან მყარი მილით და მიამაგრეთ ძაფი მის სიგრძეზე.

აიღეთ სამი, შვიდი ინჩიანი ყვავილოვანი მავთულის ნაჭრები და თითოეული მიამაგრეთ ცენტრში ჩვენი სხეულის სტრუქტურის სიგრძის გასწვრივ. ეს იქნება ჩვენი ფეხები.

მიამაგრეთ პატარა მონოფილმის უკანა ნაწილები ჩვენი ფრთის ქვედანაყოფიდან უკანა ფეხების უკან, და დატოვეთ ადგილი მოგვიანებით მათი სიგრძის შესწორების მიზნით.

იპოვნეთ მაგნიტური პინი, როგორიც სურათზეა. ეს შეინარჩუნებს ჩვენს მუდმივ ნეოდიმი მაგნიტს.

მიამაგრეთ წრე ჩვენს ფეხებზე / სხეულზე.

მიამაგრეთ მაგნიტური პინი სხეულზე, თავის უკან, მაგრამ Q3– ის წინ.

მიამაგრეთ ორი პატარა ბუმბული სხეულზე, თავის უკან, რათა ისინი წინ წამოიწიონ ანტენებივით (ეს არის წმინდა ესთეტიკური).

ფრთის ქვედა ნაწილიდან მოათავსეთ პატარა მონოფილმის წინა ნაწილები და მიამაგრეთ ისინი სხეულზე თავთან ახლოს. გაიგეთ თითოეული ნაჭერი, რათა დარწმუნდეთ, რომ ფრთები ცენტრშია და მაღლა აიწევს მაგნიტზე.

ხმის კოჭის ქაღალდის მილი გავჭრათ ცენტრისკენ, რათა შევძლოთ მის შიგნით ფრთების აცეტატი. მთელი ეს სტრუქტურა უნდა დატრიალდეს პინზე მაღლა, სადაც ჩვენი მაგნიტი წავა, ასე რომ, როდესაც დენი გადის კოჭაში, მაგნიტური ძალა ფრთებს ქვევით იწევს და ფრთების წვერები მაღლა იწევს.

ნაბიჯი 9: ააშენეთ მუცელი

მიამაგრეთ ლერწმის გადამრთველი სხეულის უკანა მხარეს. ეს იქნება მუცლის წვერი, სადაც იქნება ჩვენი მგრძნობიარე ულვაშები. შეაერთეთ ჩვენი მიწის სარკინიგზო ლერწმის გადართვის ერთი ფეხი.

შეაერთეთ მეორე მოკლე ნაჭერი ლერწმის გადამრთველის მეორე ფეხიზე.

დააბრუნეთ პოზიტიური სარკინიგზო მავთულები ბატარეისთვის დიდი ზედაპირის შესაქმნელად.

გადაახვიეთ გადამრთველთან დაკავშირებული ახალი მოკლე ნაჭერი, რათა შეეხოთ ბატარეის უარყოფით ან 0 ვ მხარეს.

მიამაგრეთ პატარა 12 ვ ბატარეა მუცელზე და დააფიქსირეთ ბატარეის მყარი კავშირი. მე მომიწია რამოდენიმე ცალი მძიმე მონოფილმენტის დამატება მუცლის ღრუში, რათა თავიდან ავიცილო ბატარეა მუცლის მოპირდაპირე მხარეს გადაბმულობისას.

გამოსცადე! ფრთები მოძრაობს მაგნიტისკენ? დარწმუნდით, რომ მაგნიტის პოლარობა სწორია ელექტრომაგნიტური დენის მარჯვენა წესის დაცვით და ანალოგური კომპასის გამოყენებით თქვენი მუდმივი მაგნიტის პოლარობის დასადგენად. თუ თქვენ ააშენეთ წრე, როგორც აღვნიშნე, დენი მიედინება Q3– ის კოლექტორიდან, კოჭის გავლით და ბატარეის სახმელეთო რკინიგზის ან 0V მხარისკენ.

მისი დასრულების მიზნით, მოხარეთ ყვავილოვანი მავთულის ფეხები, რომ გამოიყურებოდეთ ისე, როგორც გინდათ! სცადეთ ცოტა წებო, სადაც ფეხები სხეულს ხვდება, თუ ისინი ძალიან მოქნილია. ისიამოვნეთ!

გთხოვთ შემატყობინოთ თუ გაქვთ რაიმე შეკითხვა. ეს ნამდვილად ფინალური პროექტია. პატარა რეზინის ბენდი ბატარეის ლიდერებს შორის შეიძლება დაგეხმაროთ მათ ადგილზე შენახვაში.

Წარმატებები!

პირველი პრიზი ტექნიკურ კონკურსში