Robot sventolante Dragonfly BEAM da un giocattolo RC rotto: 14 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Molto tempo fa avevo un modello di libellula RC. Non ha mai funzionato molto bene e l'ho rotto poco dopo, tuttavia è sempre stato uno dei miei più grandi fascini. Nel corso degli anni ho recuperato la maggior parte delle parti dalla libellula per realizzare altri progetti BEAM e tali, tuttavia, ho sempre lasciato intatto il cambio per il giorno in cui ho deciso di realizzare qualcosa del genere.

Più tardi spero di realizzare più circuiti a raggio a forma libera, quindi questo modello è stato principalmente un esperimento per esercitarmi nella saldatura dell'asta di ottone.

Forniture

Materiali

piccolo moncone

Asta e tubo in ottone (ho usato una varietà come spiegato nel passaggio 1)

Giocattolo libellula RC rotto

Elettronica

Un BC557 e un transistor BC547

Resistenza da 2.2k

2 FLED rossi

Pannello solare 6v (dato che stiamo usando due FLED come per la nostra tensione di soglia, spiegazione completa nel passaggio 10, il nostro pannello solare deve fornire >4V. Per due pannelli della stessa dimensione, uno da 6v e uno da 12v, alla stessa luce il 6v fornire il doppio della corrente rispetto al pannello da 12 V. Quindi ho optato per un pannello da 6 V in modo che il circuito funzioni con un'illuminazione leggermente bassa ma fornisca ancora abbastanza corrente per far sbattere regolarmente la nostra libellula)

Filo di rame smaltato

Un assortimento di condensatori da 220-47uF

Un condensatore da 4700uF

Passaggio 1: la base per la scultura

Iniziando la scultura con la base ho trovato una sezione adatta di un ramo e l'ho tagliata a misura. Ho praticato un foro di 1,5 mm nel legno per inserire un'asta di ottone da 1/16 (~1,6 mm) con un adattamento molto stretto. Deve essere stretto in quanto questa asta di ottone alla fine sosterrà l'intera scultura della libellula.

Per rendere le cose più facili per me stesso ho usato una varietà di tondini di ottone morbido e metà duro (tutti da metalli K&S) Per componenti strutturali come questo supporto o componenti per lo più diritti come le sezioni di ottone nelle ali ho usato l'ottone metà duro, tuttavia per le sezioni con molte curve come il corpo o il viso ho optato per l'ottone morbido.

Passaggio 2: costruire le ali

Le ali sono state costruite con un'asta di ottone da 0,8 mm (e una piccola sezione di tubo in ottone da 2 mm su ciascuna punta dell'ala).

Le immagini spiegano il mio processo molto meglio di quanto potrei a parole, ma il metodo di base era stampare i piani in scala 1:1. Quindi posavo un'asta di ottone sopra i piani e piegavo ogni sezione finché non corrispondeva al disegno. Ho quindi saldato ogni sezione in posizione, spesso mentre l'ottone giaceva ancora sul disegno. L'ottone assorbe più calore di una gamba di un componente sottile, ma a parte questo è proprio come saldare un circuito insieme.

Questo progetto era principalmente solo una pratica per circuiti a forma libera più complicati e più estetici di quelli che stavo realizzando, quindi queste ali sono state un ottimo modo per esercitarmi nella progettazione e nella forma libera di un "circuito" puramente estetico in ottone.

Quando l'ottone viene riscaldato alla temperatura di saldatura sviluppa un'ossidazione quasi rosa. L'ho rimosso con un po 'di ottone e/o uno spazzolino da denti e acqua calda. Il brasso funziona molto meglio ma è difficile entrare in alcune aree.

Passaggio 3: costruzione della testa (1/2)

Il design della testa non l'ho incluso nei piani perché l'ho appena abbozzato e disegnato mentre procedevo. (In seguito si è rivelato essere la parte meno preferita della libellula, mi chiedo cosa dica di una buona pianificazione.)

La testa è stata costruita con un mix di 1/16, ottone morbido e asta di ottone da 0,8 mm.

La testa è stata ricomposta in modo simile alle ali. Un consiglio che mi sono reso conto quando ho realizzato queste parti è che è difficile tenere le parti in posizione e realizzare dei bei giunti di saldatura, quindi quello che farei non è preoccuparmi così tanto della pulizia dei miei giunti di saldatura finché non ho fissato la parte almeno un'altra posizione. Una volta che ho avuto queste giunture di saldatura ruvide, normalmente fredde, che tengono una parte in posizione, potrei quindi tornare agli altri punti di attacco per quel pezzo e ripulire un po' meglio le mie giunture. Quasi come la puntatura.

Ho lasciato una lunga coda che si staccava dalla testa che sarebbe stata usata per attaccare la testa al corpo oltre a fungere da pancia della libellula.

Fase 4: Costruzione del corpo (1/2)

Il corpo è stato realizzato in ottone morbido 3/32 e la parte posteriore è stata realizzata in tondino di ottone semiduro 1/16 che scorre in un tubo 3/32 nella parte posteriore. L'ho fatto in questo modo perché devo rimuovere e risaldare la parte posteriore alcune volte mentre costruivo per testare i meccanismi alari e simili e in questo modo dovrei solo risaldare un giunto invece di due

Passaggio 5: costruzione del corpo (2/2)

Gli stub dell'ala erano costruiti con tubi di ottone (2 mm in questo caso che era un po' grande per le ali da 0,8 mm, ma li ho solo arricciati un po') con piccole sezioni di tubo di ottone 3/32 per far scorrere la parte posteriore del corpo. Tutto questo avrebbe potuto essere fatto in imperiale o metrico, mi è capitato di avere comunque queste dimensioni di ottone.

Sono stati realizzati quattro collegamenti singoli e due doppi con un foro di perno in più che avrebbe facilitato l'effettivo sbattere delle ali. Ho finito per fare alcuni test con i connettori ad ala di plastica originali e mi sono reso conto che funzionano troppo bene per preoccuparmi di sostituire tutto con l'ottone. Spesso tendo a complicare eccessivamente i meccanismi come questo e introduco troppi attriti perché qualsiasi cosa funzioni, specialmente con la piccola quantità di energia fornita dal pannello solare.

Passaggio 6: costruzione della testa (2/2)

Ho quindi inserito due LED lampeggianti rossi (o FLED) nella testa e li ho collegati in serie. Ho quindi preso due pezzi di filo di rame smaltato e li ho collegati alle gambe rimanenti dei FLED.

(In questa foto puoi anche vedere i miei resti che provano diversi modi per far sbattere le ali)

Passaggio 7: modifica del meccanismo del giocattolo della libellula

Per far sì che il meccanismo dei giocattoli si adattasse al nostro modello è stato necessario un po' di modifiche. Gli obiettivi principali di queste modifiche erano rimuovere tutti i componenti strutturali non necessari e sollevare gli ingranaggi e il motore in modo che occupino meno spazio (in quanto in precedenza gli ingranaggi e il motore sono arretrati rispetto alle ali e hanno lasciato molto spazio inutilizzato in quanto puoi vedere nella seconda foto).

Ho iniziato tagliando le gambe. Ho quindi rimosso il perno che tiene i due mozziconi dell'ala al loro supporto e poi ho tagliato completamente il supporto insieme a tutti gli altri supporti barra quelli che tengono il motore e gli ingranaggi in posizione e una piccola sezione che userò per fissare il meccanismo sul corpo della libellula.

Passaggio 8: collegamento del meccanismo del giocattolo Dragonfly al nostro robot BEAM

Ho piegato la sezione rimanente che esce dalla testa della libellula in una posizione abbastanza ampia da ospitare il motore e gli ingranaggi. Ho quindi estratto dalla base l'asta di supporto in ottone, che abbiamo piegato nel passaggio 1, e l'ho saldata lungo la pancia. Nelle foto potete vedere questo supporto che esce dalla parte anteriore della pancia

Ho anche rimosso la parte posteriore, infilato tutte le cose nodose del connettore ad ala sulla parte posteriore e risaldato la parte posteriore.

Alla fine ho usato un tubo termoretraibile per tenere il piccolo supporto che abbiamo lasciato sul meccanismo ad ingranaggi alla pancia

Passaggio 9: costruire la coda

La coda era composta da due lunghe sezioni di ottone morbido a cui ho saldato una serie di condensatori in parallelo. Questi condensatori sono stati aggiunti a ~2200uF, il che è stato sufficiente, tuttavia ho aggiunto altri 4700uF come spiego nel passaggio 13.

Passaggio 10: il classico circuito del motore solare basato su FLED

Ci sono molti tutorial su come modellare liberamente un circuito di un motore solare basato su FLED, ma condividerò il mio modo preferito.

Se non hai familiarità con il funzionamento di un motore solare, consiglierei di leggere questo

Il nostro motore solare immagazzina semplicemente energia da un pannello solare in condensatori fino a quando la tensione attraverso i condensatori raggiunge una certa soglia, a quel punto scarica tutta l'energia in un motore o bobina o qualunque cosa tu voglia alimentare. Questo è utile in quanto significa che la nostra libellula sbatterà dentro anche quando non c'è abbastanza luce per far funzionare direttamente il motore.

La nostra tensione di soglia è impostata da 2 LED lampeggianti che per me hanno fornito una tensione di trigger di ~ 3,8 V e ho usato un resistore da 2,2 k come generalmente consigliato per un carico motore standard. Se hai un pannello solare che emette solo 4V in piena luce solare, per la maggior parte della giornata il tuo circuito non raggiungerà la tensione necessaria per accendersi e quindi potresti voler usare altri accorgimenti per arrivare a una tensione di soglia più adatta. Un singolo FLED rosso dovrebbe creare una tensione di soglia di ~2.4V e un verde ~2.8V. Aggiungendo diodi di segnale in serie è possibile aumentare queste tensioni di soglia di 0,7 V per diodo. Mi piace usare 2 FLED in quanto possono essere usati come occhi che lampeggiano sottilmente durante la ricarica.

Ho usato un transistor BC547 e BC557 che hanno entrambi configurazioni CBE per le gambe se si utilizzano altri tipi di transistor come 2n222, ad esempio potrebbero avere una configurazione EBC e si dovrà costruire il circuito in un altro modo (o allo stesso modo ma con i transistor da dietro a dietro invece che da davanti a davanti)

Nella prima e nella seconda foto potete vedere le uniche connessioni che dobbiamo fare tra i due transistor come da circuito nella pagina solarbotics. Il resto delle foto mostra poi come faccio questi collegamenti. È utile utilizzare la puntina blu qui per tenere insieme i piccoli componenti durante la saldatura.

Non mostrerò esattamente come modellare liberamente il circuito poiché ti imploro di capire il circuito e come collegarlo insieme piuttosto che semplicemente copiare le mie connessioni esatte. È così che ho iniziato a costruire circuiti come questo ed è molto facile commettere un errore e quasi impossibile risolvere i problemi se non capisci perché stai collegando componenti in cui è molto scoraggiante. Si spera che una piccola ricerca in più ti risparmi un sacco di angoscia.

Passaggio 11: mettere tutto insieme (1/2)

Ho quindi posizionato il mio motore solare alla base della coda, l'ho saldato in posizione e ho tagliato tutto a misura.

Ho quindi attorcigliato i cavi del motore e i cavi FLED e li ho tagliati a misura prima di saldarli al motore solare come mostrato.

Passaggio 12: mettere tutto insieme (2/2)

Altre due lunghezze di filo di rame smaltato sono state saldate al pannello solare, attorcigliate e tagliate a misura. Il pannello è stato attaccato al moncone con nastro biadesivo in schiuma e il filo è stato attorcigliato sul supporto per la libellula e saldato alla coda/motore solare.

Passaggio 13: aggiunta di un condensatore segreto (shhhh, non dirlo a nessuno)

Il modello ha funzionato bene poiché era comunque in condizioni di scarsa illuminazione, la raffica dei condensatori da ~2200uF era sufficiente per spostare le ali di una quantità molto piccola poiché nel momento in cui il motore aveva superato l'inerzia delle ali la sua alimentazione era esaurita. Quindi aggiungendo altri 4700uF le ali sono in grado di fare quasi un intero battito ad ogni ciclo del motore solare.

Poiché desideravo mantenere il modello così com'era, ho deciso di nascondere il condensatore praticando un foro nella base sotto il pannello solare.

Passaggio 14: Considerazioni finali

Lo sbattimento delle ali provoca una notevole quantità di oscillazione e, a causa del mio raschiamento sul fondo del moncherino, la base è leggermente convessa. Tutto questo fa oscillare un po' il modello, quindi a un certo punto dovrò trovare dei piedini di gomma.

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