Un uccello motivato dal magnete: 5 passaggi

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

Sul progetto

Il progetto ti mostra come creare un giocattolo che rappresenti un uccello che twitta mentre lo motivi a farlo. L'uccello ha uno specifico organo di sensi chiamato "interruttore a lamella"; quando un magnete si avvicina a questo elemento, i contatti si chiudono e il circuito elettronico viene eccitato, quindi vengono emessi dei suoni. Ho usato un bastoncino magnetico di un giocattolo per bambini, leggermente camuffato da microfono con la parte superiore in polistirolo, per "motivare" l'uccellino; sei libero di scegliere qualsiasi altra forma di motivazione a condizione che sia incluso un magnete.

Forniture

Componenti necessari per il circuito

Circuito integrato NE555 - 1 pz

Transistor 2N3904 - 4 pezzi

Potenziometri o trimmer 100K - 2 pz

resistori:

10K - 2 pezzi

2.2K - 2 pezzi

1K - 3 pezzi

100 Ohm - 1 pz

Condensatori elettrolitici (tensione almeno 10 V):

50 microfarad - 1 pz

4.7 microfarad - 1 pz

100 microfarad - 1 pz

Condensatori ceramici (tensione 50 V):

0,1 microfarad - 2 pezzi

0,01 microfarad - 1 pz

Piccolo altoparlante con bobina da 8 Ohm

Presa per il circuito integrato

Connettore per una batteria da 9V

Batteria da 9V

Un pezzo di piastra di textolite perforata

fili

Strumenti necessari per costruire il circuito

Pistola saldante con saldatura

Pinza tagliafili

pinzette

Coltello esatto

Materiali e strumenti necessari per costruire la figura dell'uccello

Dipende da come realizzeresti l'uccello. Non escludo che qualcuno sarebbe in grado di stampare in 3D sia l'uccello che il recinto per la sua parte elettronica. Ho realizzato l'uccello di pasta FIMO e ho usato una scatola da tè vuota per realizzare il recinto. Il procedimento è descritto nelle sezioni Bird's Body e Enclosure.

Passaggio 1: circuito elettronico

Il circuito è costituito da due multivibratori astabili. Il primo è costruito con un IC NE 555 e produce impulsi con una frequenza molto bassa che determina l'intervallo tra i 'pacchetti tweet'. La frequenza può essere modificata tramite il potenziometro R2.

Trasformiamo la formula generale (vedi sezione Riferimenti) per la frequenza degli impulsi di questo tipo di multivibratore tenendo conto del potenziometro R2; ad esempio, quando il suo cursore è in posizione centrale, la frequenza degli impulsi è:

f = 1,44 / (60 KOhm + 2*60 KOhm) * 50 microfarad = 0,16 1/s, il che significa che un impulso appare all'uscita dell'IC ogni 6,25 sec

Questo impulso arriva alla base di Q1 e lo apre; quindi, il secondo multivibratore viene eccitato.

Questo multivibratore è costruito con i transistor Q2 e Q3; senza C3 e R7 sarebbe un normale multivibratore astabile (vedi riferimento) la cui frequenza di impulso si calcola con la formula:

f = 1,38 / R*C

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

Questa frequenza determina il tono di un tweet. Il potenziometro R7 e il condensatore C3 determinano l'intervallo tra i tweet.

Supponiamo che C3 sia completamente scarica prima che il circuito venga alimentato; il condensatore inizia a caricarsi attraverso R6, R8 e le giunzioni base-emettitore di Q2 e Q3; la corrente scorre attraverso C3 e il circuito funziona. Quando C3 è completamente carico, la sua piastra superiore è positiva e la piastra inferiore è negativa; pertanto, Q2 e Q3 si chiudono.

C3 inizia a scaricare tramite il potenziometro R7; quindi, il tempo di scarico può essere variato. Una volta che C3 si è scaricato inizia a ricaricarsi, la corrente scorre di nuovo, il circuito funziona e produce un 'tweet'.

C3 è composto da due condensatori: uno da 4,7 e l'altro da 100 microfarad; Ho provato diversi valori di C3 per far suonare il tono più o meno come un vero cinguettio di uccelli; sei anche libero di giocare con il valore di R7 per modificare i toni.

L'impulso dal collettore di Q3 arriva, tramite R10, alla base di Q4; quest'ultimo si apre e si sente il polso nell'altoparlante. Nella linea '+' è installato un connettore femmina per il contatto reed; questa caratteristica, abbinata al connettore maschio del contatto reed (interruttore magnetico, MSW) permette di scollegare la figura dell'uccello dal circuito, se richiesto.

Il circuito è assemblato su un pezzo di textolite perforata di 35 x 70 mm.

Passaggio 2: contatto reed

Il contatto è composto da:

una striscia di 50 x 2 mm di textolite rivestita di rame: questa è la base del contatto

una striscia di 50 x 1 mm di lamiera sottile di 0,5 mm - questa è la canna che si muove sotto l'azione del campo magnetico

un pezzo di plastica di 2 X 5 mm - per fissare l'ancia sulla sua base e fornire il loro isolamento reciproco; questo pezzo è incollato con resina epossidica

un pezzo di 2 x 5 mm di lamiera di ferro spessa 1 mm - saldato all'estremità dell'ancia per aumentare la forza di attrazione magnetica; infatti, la maggior parte di questa forza viene applicata a questo peso che, a sua volta, fa piegare la canna

La sensibilità dell'ancia dipende dalla sua lunghezza, larghezza e spessore; un'ancia più sottile aumenterebbe il campo di rilevamento anche se gli altri parametri (lunghezza, larghezza, massa dell'estremità, forza magnetica) rimangono invariati.

Il contatto è contrassegnato come MSW (interruttore magnetico) sul disegno del circuito. Quando si avvicina un magnete al contatto, quest'ultimo si chiude e il circuito si eccita.

Passaggio 3: la figura dell'uccello

Questo uccello è ispirato non solo da un noto uccello, ma anche dal monarca dalla nuca nera (Hypothymis Azurea).

La figura è realizzata in pasta FIMO blu. Ho fabbricato i modelli per le ali per renderle della stessa forma regolare e ho tagliato il foglio di pasta FIMO sottile di 1,5 mm. Ogni gamba ha un telaio in filo di rame stagnato dello spessore di 1 mm; questo telaio non solo rinforza le gambe, ma serve anche per fissare la figura sul coperchio del contenitore. Le immagini mostrano come realizzare questo tipo di cornice.

Ho anche creato un modello per il corpo, ma l'ho usato piuttosto come riferimento mentre rendevo il corpo "a mano libera".

Dopo che tutti gli elementi della figura sono stati assemblati e la figura sembra secondo i tuoi concetti artistici, dovrebbe essere polimerizzata a 130 gradi C (non di più!!!) per 30 minuti; questa operazione potrebbe essere eseguita in un forno domestico.

Dopo che la figura è polimerizzata, dovrebbe essere fatto un canale per far passare i fili del contatto reed; Ho realizzato questo canale come una combinazione di due fori di 4 mm di diametro.

Per far passare i fili attraverso il canale, ho passato un pezzo di filo da pesca spesso, ho attaccato un'estremità dei fili alla linea e li ho fatti passare. Successivamente, ho installato il contatto reed nel canale e ho incollato il becco di carta spessa.

Passaggio 4: allegato

Ho usato una lattina di tè vuota per fare il recinto per il circuito. Il coperchio ha due fori da 1 mm per le zampe dell'uccello e un foro da 3 mm per i fili del contatto reed. Sulle estremità libere dei cavi è installato un connettore maschio che permette di staccare l'uccello con il coperchio dalla custodia, se richiesto. I telai delle gambe vengono installati nei fori da 1 mm e saldati al coperchio; quindi, la figura è tenuta in posizione.

Sul fondo dell'involucro è saldato un portabatteria in lamiera metallica spessa 0,5 mm.

Un pezzo di cartone a forma di segmento è incollato sul fondo del contenitore per isolare il circuito dal contenitore.

L'altoparlante è installato su un pezzo di cartone fissato sia al fondo che alle pareti della custodia mediante plastica fusa per pistola.

Sedici fori da 2 mm sono praticati nel lato della custodia secondo uno schema, per aprire la strada al suono; sei libero di produrre il tuo modello, ma è desiderabile rendere l'area totale dei fori più o meno uguale all'area di emissione del suono dell'altoparlante.

Passaggio 5: riferimenti

IC astabile 555

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

Astabile con transistor

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

Ricarica RC

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