Battant Dragonfly BEAM Robot à partir d'un jouet RC cassé: 14 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Il y a longtemps, j'ai eu un modèle de libellule RC. Cela n'a jamais très bien fonctionné et je l'ai cassé peu de temps après, mais cela a toujours été l'une de mes plus grandes fascinations. Au fil des ans, j'ai récupéré la plupart des pièces de la libellule afin de faire d'autres projets BEAM et cependant j'ai toujours laissé la boîte de vitesses intacte pour le jour où j'ai décidé de faire quelque chose comme ça.

Plus tard, j'espère faire plus de circuits de faisceaux de forme libre, donc ce modèle était principalement une expérience pour moi de pratiquer le soudage de tiges de laiton.

Fournitures

Matériaux

Petite souche

Tige et tube en laiton (j'ai utilisé une variété comme expliqué à l'étape 1)

Jouet libellule RC cassé

Électronique

Un BC557 et un BC547 transistor

résistance 2.2k

2 FLED rouges

Panneau solaire 6v (Comme nous utilisons deux FLED comme pour notre tension de seuil, explication complète à l'étape 10, notre panneau solaire doit fournir> 4V. Pour deux panneaux de la même taille, un 6v et un 12v, dans la même lumière le 6v fournissent deux fois plus de courant que le panneau 12 V. J'ai donc opté pour un panneau 6 V afin que le circuit fonctionne dans un éclairage légèrement faible tout en fournissant suffisamment de courant pour que notre libellule batte régulièrement.)

Fil de cuivre émaillé

Un assortiment de condensateurs de 220-47uF

Un condensateur 4700uF

Étape 1: La base de la sculpture

En commençant la sculpture par la base, j'ai trouvé une section appropriée d'une branche et je l'ai coupée à la bonne taille. J'ai percé un trou de 1,5 mm dans le bois pour insérer une tige en laiton de 1/16 (~ 1,6 mm) avec un ajustement très serré. Il doit être serré car cette tige en laiton finira par supporter toute la sculpture de la libellule.

Afin de me faciliter les choses, j'ai utilisé une variété de tiges en laiton doux et mi-dur (toutes en métaux K&S). beaucoup de bends comme le corps ou la face j'ai opté pour du laiton doux.

Étape 2: Construire les ailes

Les ailes ont été construites à partir d'une tige en laiton de 0,8 mm (et d'une petite section de tube en laiton de 2 mm sur chaque extrémité d'aile).

Les images expliquent mon processus beaucoup mieux que je ne pourrais le faire avec des mots, mais la méthode de base consistait à imprimer les plans à l'échelle 1:1. Ensuite, je posais une tige de laiton sur les plans et pliais chaque section jusqu'à ce qu'elle corresponde au dessin. J'ai ensuite soudé chaque section en place, souvent pendant que le laiton reposait encore sur le dessin. Le laiton évacue plus de chaleur qu'une jambe de composant mince, mais à part cela, c'est comme souder un circuit ensemble.

Ce projet n'était principalement qu'un exercice pour des circuits de forme libre plus compliqués et plus esthétiques que je ne l'ai fait, donc ces ailes étaient un excellent moyen pour moi de m'entraîner à concevoir et à former librement un "circuit" purement esthétique en laiton.

Lorsque le laiton est chauffé à la température de soudure, il développe une oxydation presque rose. Je l'ai enlevé avec du brasso et/ou une brosse à dents et de l'eau chaude. Le brasso fonctionne beaucoup mieux mais il est difficile d'entrer dans certaines zones.

Étape 3: Construire la tête (1/2)

La conception de la tête que je n'ai pas incluse dans les plans car je l'ai juste esquissée grossièrement et l'ai conçue au fur et à mesure. (Cela s'est avéré plus tard être ma partie la moins préférée de la libellule, je me demande ce que cela dit sur une bonne planification.)

La tête a été construite à partir d'un mélange de 1/16, de laiton doux et de tige de laiton de 0,8 mm.

La tête a été reconstituée de la même manière que les ailes. Un conseil que j'ai réalisé lors de la fabrication de ces pièces est qu'il est difficile de maintenir les pièces en place et de faire de beaux joints de soudure. un autre endroit. Une fois que j'avais ces joints de soudure rugueux et normalement froids maintenant une pièce en place, je pouvais ensuite revenir aux autres points de fixation pour cette pièce et nettoyer un peu mieux mes joints. Presque comme le soudage par points.

J'ai laissé une longue queue qui sortait de la tête et qui servait à attacher la tête au corps ainsi qu'à servir de ventre à la libellule.

Étape 4: Construire le corps (1/2)

Le corps était fait de laiton doux 3/32 et le dos était fait d'une tige en laiton semi-dur 1/16 qui glisse dans un tube 3/32 à l'arrière. Je l'ai fait comme ça car je dois enlever et ressouder le dos plusieurs fois pendant la construction pour tester les mécanismes d'aile et autres et de cette façon je n'aurais qu'à ressouder un joint au lieu de deux

Étape 5: Construire le corps (2/2)

Les éléments du talon de l'aile ont été construits à partir de tubes en laiton (2 mm dans ce cas, ce qui était un peu grand pour les ailes de 0,8 mm mais je les ai juste un peu sertis) avec de petites sections de tube en laiton 3/32 pour glisser de l'arrière du corps. Tout cela aurait pu être fait en impérial ou en métrique. Il se trouve que j'ai de toute façon ces tailles de laiton.

Quatre connexions simples ont été réalisées et deux connexions doubles avec un trou de pivot supplémentaire qui faciliterait le battement réel des ailes. J'ai fini par faire des tests avec les connecteurs d'aile en plastique d'origine et j'ai réalisé qu'ils fonctionnaient trop bien pour que je me soucie de tout remplacer par du laiton. J'ai souvent tendance à trop compliquer les mécanismes comme celui-ci et à introduire beaucoup trop de friction pour que quoi que ce soit fonctionne, surtout avec la petite quantité d'énergie fournie par le panneau solaire.

Étape 6: Construire la tête (2/2)

J'ai ensuite pris en sandwich deux LED rouges clignotantes (ou FLED) dans la tête et les ai connectées en série. J'ai ensuite pris deux longueurs de fil de cuivre émaillé et les ai connectées aux pattes restantes des FLED.

(Sur cette photo, vous pouvez également voir des restes de moi essayant différentes manières de faire battre les ailes)

Étape 7: Modification du mécanisme du jouet Dragonfly

Afin que le mécanisme des jouets s'adapte à notre modèle, un peu de peaufinage a été nécessaire. Les principaux objectifs de ces modifications étaient de supprimer tous les composants structurels inutiles et de faire pivoter les engrenages et le moteur vers le haut afin qu'ils prennent moins de place (comme auparavant, les engrenages et le moteur reculaient par rapport aux ailes et laissaient beaucoup d'espace inutilisé comme vous pouvez le voir sur la deuxième photo).

J'ai commencé par couper les jambes. J'ai ensuite retiré la goupille qui retenait les deux éléments du talon d'aile à leur support, puis j'ai coupé le support entièrement avec tous les autres supports, ceux qui maintiennent le moteur et les engrenages en place ainsi qu'une petite section que j'utiliserai pour sécuriser le mécanisme sur le corps de la libellule.

Étape 8: Fixation du mécanisme de jouet Dragonfly à notre robot BEAM

J'ai plié la section restante sortant de la tête de la libellule dans une position suffisamment large pour loger le moteur et les engrenages. J'ai ensuite pris la tige de support en laiton, que nous avons pliée à l'étape 1, hors de la base et l'ai soudée le long du ventre. Sur les photos vous pouvez voir ce support sortir par l'avant du ventre

J'ai également retiré l'arrière, enfilé tous les éléments nubby du connecteur d'aile à l'arrière et ressoudé l'arrière.

Enfin, j'ai utilisé un tube thermorétractable pour maintenir le peu de support que nous avons laissé sur le mécanisme d'engrenage jusqu'au ventre

Étape 9: Construire la queue

La queue était faite de deux longues sections de laiton doux auxquelles j'ai soudé un réseau de condensateurs en parallèle. Ces condensateurs ont été ajoutés à environ 2 200 uF, ce qui était suffisant, mais j'ai ajouté 4 700 uF supplémentaires comme je l'explique à l'étape 13.

Étape 10: Le circuit de moteur solaire classique basé sur FLED

Il existe de nombreux tutoriels sur la façon de former librement un circuit de moteur solaire basé sur FLED, mais je partagerai ma méthode préférée.

Si vous n'êtes pas familier avec ce que fait un moteur solaire, je vous recommande de lire ceci

Notre moteur solaire stocke simplement l'énergie d'un panneau solaire dans des condensateurs jusqu'à ce que la tension aux bornes des condensateurs atteigne un certain seuil auquel point il déverse toute l'énergie dans un moteur ou une bobine ou tout ce que vous voulez alimenter. Ceci est utile car cela signifie que notre libellule battra des ailes même lorsqu'il n'y aura pas assez de lumière pour faire fonctionner le moteur directement.

Notre tension de seuil est définie par 2 LED clignotantes qui pour moi ont donné une tension de déclenchement d'environ 3,8 V et j'ai utilisé une résistance de 2,2 k, comme cela est généralement recommandé pour une charge de moteur standard. Si vous avez un panneau solaire qui ne produit que 4 V en plein soleil, pendant la majeure partie de la journée, votre circuit n'atteindra pas la tension nécessaire au déclenchement et vous voudrez peut-être utiliser d'autres dispositions pour atteindre une tension de seuil plus appropriée. Un seul FLED rouge devrait créer une tension de seuil d'environ 2,4 V et un vert d'environ 2,8 V. En ajoutant des diodes de signal en série, vous pouvez augmenter ces tensions de seuil de 0,7 V par diode. J'aime juste utiliser 2 FLED car elles peuvent être utilisées comme des yeux qui clignotent subtilement lors de la charge.

J'ai utilisé un transistor BC547 et BC557 qui ont tous deux des configurations CBE pour les jambes si vous utilisez d'autres types de transistors comme 2n222s par exemple ils pourraient avoir une configuration EBC et vous devrez construire le circuit d'une autre manière (ou de la même manière mais avec les transistors dos à dos au lieu d'avant en avant)

Sur la première et la deuxième photo, vous pouvez voir les seules connexions que nous devons établir entre les deux transistors selon le circuit de la page solarbotics. Le reste des photos montre ensuite comment je fais ces connexions. Il est utile d'utiliser du blu tack ici pour maintenir les petits composants ensemble pendant le soudage.

Je ne montrerai pas exactement comment former librement le circuit car je vous implore de comprendre le circuit et comment le connecter ensemble plutôt que de simplement copier mes connexions exactes. C'est ainsi que j'ai commencé à construire des circuits comme celui-ci et il est très facile de faire une erreur et presque impossible à dépanner si vous ne comprenez pas pourquoi vous connectez des composants là où ce qui est très décourageant. Un peu de recherche supplémentaire, espérons-le, vous évitera beaucoup de chagrin.

Étape 11: Tout assembler (1/2)

J'ai ensuite placé mon moteur solaire à la base de la queue, je l'ai soudé en place et j'ai tout coupé à longueur.

J'ai ensuite torsadé les fils du moteur et les fils FLED et les ai coupés à la bonne longueur avant de les souder au moteur solaire comme indiqué.

Étape 12: Tout assembler (2/2)

Deux autres longueurs de fil de cuivre émaillé ont été soudées au panneau solaire, torsadées et coupées à longueur. Le panneau a été attaché à la souche avec du ruban adhésif double face en mousse et le fil a été tordu jusqu'au support de la libellule et soudé à la queue/moteur solaire.

Étape 13: Ajout d'un condensateur secret (chut, ne le dites à personne)

Le modèle fonctionnait bien car il était cependant dans des conditions de faible luminosité, la rafale des condensateurs d'environ 2200 uF n'était suffisante que pour déplacer les ailes d'une très petite quantité car au moment où le moteur avait surmonté l'inertie des ailes, son alimentation était épuisée. Par conséquent, en ajoutant 4700 uF supplémentaires, les ailes sont capables de faire presque tout un volet à chaque cycle du moteur solaire.

Comme je souhaitais garder le modèle tel quel, j'ai décidé de cacher le condensateur en perçant un trou dans la base sous le panneau solaire.

Étape 14: Réflexions finales

Le battement des ailes provoque une oscillation importante et à cause du fait que je râpe le bas du moignon, la base est légèrement convexe. Tout cela fait vaciller un peu le modèle, je devrai donc trouver des pieds en caoutchouc à un moment donné.

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