طراحی ربات ویبراتور سوپر خازن

0
144
طراحی ربات ویبراتور سوپرخازن

آیا تا به حال در مورد ربات ویبراتور سوپر خازن شنیده اید؟ دوست دارید که با نحوه ساخت این ربات آشنا شوید؟ اگر اینطور است که با ما همراه باشید تا این پروژه جالب و خواندنی را با هم مطالعه و بررسی کنیم.

در این پروژه قصد داریم از سوپر خازن برای تغدیه ربات ویبراتور استفاده نماییم. به عبارت دیگر می‌خواهیم خازن‌های ۱۵ فاراد را برای تغذیه موتورهای ویبراتور به کار گیریم و از آن برای ساخت رباتی که تنها با ارتعاشات حرکت می‌کند، استفاده کنیم.  این ربات یک کلید روشن – خاموش و یک پورت برای شارژ دارد. نسخه پیشرفته تر این ربات، شامل یک سلول خورشیدی کوچک است تا زمانی که ربات بی حرکت است، به‌وسیله نور خورشید شارژ شود.

گام ۱ : قطعات موردنیاز

قطعات موردنیاز برای ساخت ربات ویبراتور سوپر خازن

برای ساخت ربات ویبراتور سوپر خازن به قطعات زیر احتیاج داریم:

  • یک سوپرخازن ۱۵ فاراد
  • یک مقاومت ۱۰۰ اهم
  • یک موتور ویبراتور
  • یک برد سوراخ دار یا ورابرد کوچک
  • یک کلید تک پل تک حالت یا SPDT
  • یک ست نری و مادگی کانکتور ۲ پین JST-XHP
  • یک آداپتور تغذیه ۲ سیم
  • یک منبع ولتاژ قابل تنظیم

 اگر بخواهید ربات خود را به نسخه پیشرفته تر ارتقا دهید، به قطعات زیر نیاز خواهید داشت:

  • یک پنل خورشیدی V4
  • یک دیود ۴۰۰۱N1

گام ۲ : مدار ربات ویبراتور سوپر خازن

شماتیک مدار ربات ویبراتور سوپر خازن

حالا نوبت به ساخت ربات رسیده است! مدار ربات ویبراتور سوپرخازن بسیار ساده‌ است. همانطور که گفته شد، در این جا موتور از طریق سوپرخازن تغذیه و از طریق کانکتور ورودی شارژ می‌شود. پایه مثبت تغذیه ورودی از طریق مقاومت ۱۰۰ اهمی محدود کننده جریان به کلید SPDT و پایه منفی آن به پایه منفی خازن و موتور متصل می‌شود.

کلید SPDT پایه مثبت خازن را بین شارژر و موتور سوئیچ می‌کند. . بنابراین خازن یا بوسیله پورت ورودی شارژ می‌شود، یا اینکه توان موتور را تأمین می‌کند.

گام ۳: اتصال خازن

ساخت برد را با مونتاژ سوپر خازن شروع می‌کنیم. هنگام لحیم سوپرخازن باید دقت کنید که صفحه فلزی زیر خازن که نقش پایه مثبت تغذیه را دارد، به طور تصادفی در اثر تماس با سطرهای باس، برد مدار با زمین اتصال کوتاه نشود.

گام ۴: نصب کانکتور به برد ربات ویبراتور سوپر خازن

در این مرحله سوکت مادگی کانکتور XH را برای اتصال فیش تغذیه روی برد نصب می‌کنیم. ترجیحاً کانکتور را در وسط ورابرد و در نزدیک پایه منفی خازن قرار دهید.

توجه :

همانطور که در تصویر می بینید، هنگام لحیم کاری چیزی زیر برد قرار دهید تا موقع لحیم، قطعه سرجایش نگه داشته شود.

گام۵:  کلید

سپس کلید SPDT را در طرف دیگر برد ربات ویبراتور ، رو به روی کانکتور XH  نصب کنید.

گام ۶: سیم‌ها

موتور ربات ویبراتور سوپر خازن

برای اینکه بتوان موتور ویبراتور را روی برد مونتاژ کرد، حدود دو سانتیمتر از سیم استخوانی بدون روکش را به ترمینال های موتور لحیم می‌کنیم.

گام ۷: سیم موتور

جایگاه نصب موتور ویبراتور بر روی ورابرد

موتور را در سمت دیگر برد، رو به روی خازن نصب کنید، به طوری‌که قسمتی از موتور خارج از برد قرار گیرد.

گام ۸: سیم‌بندی بیشتر ربات ویبراتور سوپر خازن

اتصال قطعات روی برد به یکدیگر با استفاده از سیم بندی

همانطور که در تصویر می‌بینید، بر روی برد ربات ویبراتور سوپر خازن، سیمهای مشکی، اتصالات مربوط به زمین را مشخص می‌کند. پایه زمین کانکتور XH، زمین خازن و یکی از ترمینال های موتور توسط سیم مشکی به یکدیگر متصل می‌شوند. 

حتما به پلاریته خازن توجه کنید. اتصال درست زمین کانکتور به خازن بسیار مهم است و اگر برعکس انجام شود و خازن وارونه شارژ شود، اتفاق بدی رخ خواهد داد! بنابراین دوباره اتصالات را بررسی کنید و از صحت آن مطمئن شوید.

بعد از اینکه از درستی اتصالات زمین مطمئن شدید،  با یک سیم قرمز پایه وسط کلید  را به پایه مثبت خازن متصل کنید. یک سیم قرمز دیگر نیز بین یکی از پایه‌های بیرونی کلید و ترمینال موتور لحیم گردد.

درنهایت یک سیم دور بدنه موتور لحیم شود. این سیم نباید اتصال الکتریکی با هیچ چیزی داشته باشد. این سیم فقط موتور را در سرجای خود نگه می‌دارد.

گام ۹: مقاومت شارژ

جایگاه مقاوت شارژ بر روی ورابرد

یک مقاومت ۱۰۰ اهم بین پایه  مثبت کانکتور و پایه استفاده نشده کلید قرار دهید. این مقاومت برای شارژ سوپرخازن استفاده می‌شود. در صورت عدم استفاده از این مقاومت، سوپرخازن، جریان زیادی از شارژر می‌کشد. این جریان سریع و ناگهانی مانند اتصال کوتاه است و ممکن است به مدار آسیب وارد سازد یا در صورت وجود مدار محافظ اصلاً هیچ کاری انجام نشود.

مقاومت مورد استفاده با قانون اهم محاسبه می‌شود. برای اطمینان بیشتر، چون مقدار به دست آمده جزو مقادیر استاندارد نیست، مقدار مقاومت، اندکی بیشتر انتخاب شده و این مقدار افزایش بی خطر است.

سوپرخازن استفاده شده در اینجا مقاومت داخلی نسبتا بزرگی دارد. یعنی کشیدن توان از یک شارژ با سرعت یک سوپرخازن معمولی انجام نمی‌شود. در حقیقت زمان شارژ طولانی است.( تقریبا یک ساعت در برابر ده‌ ثانیه)

مقاومت مورد استفاده ممکن است عملاً زمان شارژ را کمی کندتر کند. با این حال اگر بخواهید از سوپرخازن دیگری استفاده کنید، بهتر است که مقاومت را قرار دهید.

خازنی که در اینجا استفاده شده است، نسبت به سوپرخازن های معمولی اندازه کوچکتری دارد و با وجود اینکه زمان زیادی برای شارژ آن نیاز است، مدت زمان بیشتری می‌تواند شارژ را در خود نگه دارد.

گام ۱۰: برش سیم‌ها

استفاده از 4 سیم برش خورده به عنوان پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن

برای ساخت پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن از ۴ سیم استخوانی ۴ اینچی استفاده می‌شود.

گام ۱۱: اتصال پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن

اتصال پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن به ورابرد

دو سر هر سیم را به گوشه های برد لحیم کرده تا چهار حلقه سیمی تشکیل شود. این سیم ها نباید اتصال الکتریکی به هیچ المانی روی برد داشته باشد و تنها نقش پاهای ربات ویبراتور را ایفا می‌کنند!

گام ۱۲: شکل دهی پاهای ربات

شکل دهی پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن

حال پاهای ربات ویبراتور سوپر خازن را شکل می‌دهیم. در اینجا انتهای سیم ها یک حلقه کوچک ایجاد می‌کنیم. اما شما می‌توانید خلاقیت خود را به کار گیرید و طرح دیگری برای پاهای ربات تان انتخاب کنید.

گام۱۳: تعیین پلاریته

برای شارژ ربات‌مان از آداپتور دیواری استفاده می‌کنیم. برای اتصال آداپتور به کانکتور روی برد، لازم است ابتدا پلاریته فیش متصل شده به آداپتور دیواری را مشخص کنیم. معمولاً بدنه فیش، سر منفی و داخل آن سر مثبت است. برای اطمینان می‌توانید از مولتی متر کمک بگیرید. به این معنا که درحالتی که پراب قرمز مولتی متر به داخل فیش و پراب مشکی به بدنه آن متصل است، ولتاژ خوانده شده باید مثبت باشد. اگر ولتاژ منفی باشد، اتصال باید معکوس شود.

گام ۱۴: کانکتور

اتصال پین های فلزی کانکتور مادگی 2 پایه به دو سر سیم آداپتور تغذیه دو سیم

 پین های فلزی کانکتور مادگی ۲ پایه به دو سر سیم آداپتور تغذیه دو سیم لحیم می‌شود. در اتصال پین های فلزی به کانکتور مادگی باید به جهت قرارگیری کانکتور روی برد توجه شود.

 پین های فلزی را به انتهای هر سیم فشار دهید و سپس آنها را با اندکی فشار در داخل کانکتور قرار دهید.  

می توانید آداپتور تغذیه را به برق وصل کنید و با مولتی متر اندازه‌گیری نمایید تا از صحت اتصال پین ها مطمئن شوید.

گام ۱۵: شارژ کردن ربات ویبراتور سوپر خازن

اتصال آداپتور به کانکتور جهت شارژ ربات ویبراتور سوپر خازن

برای شارژ کردن، کلید را در وضعیت شارژ قرار دهید در این حالت، اتصال خازن به موتور برقرار نیست و موتور خاموش است . آداپتور را به کانکتور متصل کنید تا خازن، شروع به شارژ شدن کند.

اگر فراموش کردید که پس از شارژ خازن، شارژر را از مدار جدا کنید، اصلا نگران نباشید! چون می‌توان برای مدت طولانی آن را به شارژ متصل کرد. خازن به محض شارژ شدن، دیگر توان را به سمت خود نمی کشد. خازن مانند باطری نیست چرا که اگر باتری‌ برای زمان طولانی بدون مدار محافظ در حال شارژ بماند، عمر آن کاهش می‌یابد.

ربات ما آماده است!!! 😊

اگر میخواهید ربات خود را به نسخه پیشرفته‌تر ارتقا دهید، گام های ۱۶ تا ۲۰ را دنبال کنید! :😊

گام ۱۶: پنل خورشیدی

استفاده از پنل خورشیدی برای شارژ ربات ویبراتور

در نسخه پیشرفته، ربات برای شارژ از پنل خورشیدی استفاده می‌کند و دیگر نیازی به آداپتور ندارد. به این معنا که در حالتی که موتور خاموش است، از پنل خورشیدی برای شارژ خازن استفاده می‌شود. 

گام ۱۷: توسعه مدار

شماتیک طرح پیشرفته مدار ربات ویبراتور سوپر خازن

برای ساخت طرح پیشرفته مدار ربات ویبراتور سوپر خازن، نیاز به دو المان است: یک پنل خورشیدی و یک دیود .

پنل خورشیدی موازی با خازن نصب می‌شود و ولتاژ نامی آن باید کمتر از ولتاژ خازن باشد . در اینجا، ولتاژ نامی خازن V5.6  است، پس پنل خورشیدی V4 برای شارژ کردن آن مناسب است.

همچنین لازم است که دیود بین سر مثبت پنل خورشیدی و خازن قرار گیرد. در واقع دیود در زمانی که نوری به پنل نمی‌تابد، اجازه نمی‌دهد که جریانی از خازن به پنل برقرار شود.  

گام ۱۸: اضافه کردن دیود

بخش سر خط دار دیود که همان کاتد است را به پایه‌ای از کلید که مقاومت ۱۰۰ اهم نیز به آن متصل شده، لحیم کنید و سر دیگر آن یا آند را به هر پایه بدون استفاده روی برد متصل کنید.

گام ۱۹: سیم‌بندی پنل خورشیدی

لحیم سیم های استخوانی به پنل خورشیدی برای نگه داشتن بر روی ورابرد

یک سیم قرمز استخوانی به ترمینال مثبت صفحه خورشیدی و یک سیم مشکی به ترمینال منفی آن متصل نمایید.

دلیل استفاده از سیم استخوانی این است که این سیم‌ها خشک هستند و به راحتی منعطف نمی‌شوند که می‌توانند پنل خورشیدی را به صورت قائم روی برد نگه دارد.

گام ۲۰: اتصال پنل خورشیدی به ربات ویبراتور سوپر خازن

اتصال پنل خورشیدی به بالای برد ربات ویبراتور سوپر خازن

سیم قرمز پنل خورشیدی را به آند دیود و سیم مشکی آن را به یکی از زمین‌های برد متصل کنید. اکنون ربات ویبراتور سوپر خازن، با انرژی تجدیدپذیر تغذیه می‌شود.

 حالا می‌توانید ربات را روشن کنید تا شروع به حرکت کند!

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید