Fabriquer un robot bug à énergie solaire : 9 étapes (avec photos)

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

Ces robots sont peut-être petits et un peu simples d'esprit, mais leur construction facile, leur locomotion unique et leur personnalité originale les rendent parfaits pour un premier projet de robotique. Dans ce projet, nous allons créer un simple robot semblable à un insecte qui stockera l'énergie lumineuse jusqu'à ce qu'il ait suffisamment de puissance pour se déplacer avec un moteur à vibration. Ce projet de robotique simple peut être réalisé en quelques heures et constitue une excellente introduction aux concepts de l'électronique et de la soudure.

Étape 1: Récupérez vos fournitures

Vous trouverez ci-dessous toutes les fournitures nécessaires à ce projet ainsi que des liens pour les acheter. La plupart des articles que vous pouvez trouver sur amazon, mais il est préférable d'acheter certains composants auprès de Mouser ou de DigiKey.

• Fer à souder et soudure
• Colle chaude
• Pinces coupantes
• Pince à bec effilé
• Fil de bijoux
• Fil électronique 22AWG
• Condensateur 4700μf
• Résistance 2.2kΩ
• Transistor 2N3904 NPN
• Transistor 2N3906 PNP
• Petites cellules solaires
• Moteur à vibrations
• Déclencheur de tension TC54

Mise à jour: il a été porté à mon attention que le déclencheur de tension auquel j'ai lié ci-dessus est devenu obsolète. Mais n'ayez pas peur ! J'ai trouvé ce que je pense être un substitut approprié dans le déclencheur de tension DS1233A. Malheureusement, les pattes de ce composant sont différentes du TC54, vous devrez donc garder cela à l'esprit tout au long du projet.

Jambe gauche du TC54 ===> Jambe médiane du DS1233A

Jambe médiane du TC54 ===> Jambe droite du DS1233A

Jambe droite du TC54 ===> Jambe gauche du DS1233A

Étape 2: préparez vos composants

La première partie du Solar Bug Robot que nous allons construire est le "moteur solaire". C'est la partie du robot qui vérifie le condensateur pour voir s'il est suffisamment chargé. Quand c'est le cas, il envoie toute cette puissance au moteur pour une courte poussée de mouvement. Pour construire le moteur solaire, nous allons d'abord devoir préparer nos composants. Je pense que le moyen le plus simple pour moi de vous montrer cela est de faire référence aux images ci-dessus, mais j'écrirai également des instructions pour raconter ce que je fais.

REMARQUE: Par souci de cohérence, lorsque je fais référence aux pieds « gauche » et « droite » des composants, je parle d'eux étant orientés avec le côté plat face à moi et les pieds pointant vers le bas (comme indiqué dans la plupart des images.)

Pliez d'abord la jambe gauche du 2N3904 vers la gauche et vers le bas et la jambe droite vers la droite et vers vous en laissant la jambe du milieu pointée vers le bas. Maintenant, le 2N3906 et le régulateur de tension TC54 seront pliés de la même manière, avec les jambes gauche et droite pliées vers l'extérieur et vers le bas et la jambe du milieu pointant vers vous.

Étape 3: Connectez le 2N3904 au 2N3906

Il est temps de sortir ce fer à souder et de se mettre au travail pour assembler cette chose. Placez d'abord le 2N3904 adjacent au 2N3906 puis soudez la patte du milieu du 2N3904 à la patte droite du 2N3906.

Ensuite, prenez la résistance de 2,2k et soudez-la entre la jambe droite du 2N3904 et la jambe du milieu du 2N3906. À ce stade, vous pouvez utiliser les pinces coupantes pour couper l'excès de plomb de la résistance.

Étape 4: Fixez le déclencheur de tension

Maintenant, jetons le déclencheur de tension dans le mix. Soudez la jambe gauche de la gâchette de tension à la jambe du milieu du 2N3904 et soudez la jambe gauche du 2N3904 à la jambe droite de la gâchette de tension. À ce stade, votre moteur solaire devrait ressembler à la première image ci-dessus.

Maintenant, coupez un morceau de fil 22AWG d'environ un pouce de long et soudez-le entre la jambe médiane du déclencheur de tension et la jambe gauche du 2N3906. Votre moteur solaire est maintenant terminé !

Étape 5: Fixez le moteur solaire au condensateur

Remarque: Maintenant que nous avons terminé le « cerveau » du bot, il est temps de lui donner un endroit pour stocker son énergie. Dans ce projet, nous utiliserons un condensateur électrolytique pour stocker l'électricité. Ce type de condensateur est ce que l'on appelle polaire, cela signifie qu'il ne fonctionne que dans un sens. Pour déterminer quel fil est lequel, recherchez une bande imprimée sur le côté du condensateur. C'est le fil négatif, donc l'autre est positif. Ce sera important pour cette étape.

Utilisez un peu de colle chaude pour fixer le moteur solaire au condensateur avec la patte négative la plus proche du déclencheur de tension. Assurez-vous de le placer quelque part où les jambes du condensateur atteindront.

Maintenant, pliez la jambe négative du condensateur et soudez-la à la jambe droite du déclencheur de tension. Pliez également la patte positive du condensateur en place et soudez-la à la patte gauche du 2N3906.

Étape 6: Fixez le moteur

Attachons maintenant le moteur ! Décidez d'abord où vous voulez placer le moteur, j'ai décidé de mettre le moteur à l'arrière comme un dard. Cela nécessite une certaine planification car les fils de mon moteur sont un peu courts. J'ai utilisé les jambes restantes que j'ai coupées de la résistance pour allonger un peu les fils du moteur afin qu'ils atteignent l'arrière de mon robot.

soudez l'un des fils du moteur à la jambe droite du 2N3904 et l'autre fil à l'extrémité positive du condensateur. peu importe quel fil va où, le fait de retourner les fils changera simplement le sens de rotation du moteur.

Ensuite, utilisez un peu de colle chaude pour fixer le moteur en place. Assurez-vous que le contrepoids peut tourner librement ou votre robot ne pourra pas se déplacer.

Étape 7: L'énergie solaire

Nous sommes dans la dernière ligne droite ! Il est maintenant temps de fixer les panneaux solaires. Premièrement, s'il n'y a pas de fils soudés aux panneaux, c'est le moment de le faire. Je recommande d'utiliser deux couleurs différentes du fil 22AWG afin que vous puissiez facilement identifier les pattes positives et négatives du panneau solaire.

Remarque: dans ce tutoriel, j'utilise deux panneaux solaires, mais si vous n'en avez qu'un, cela fonctionnera également. Plus vous avez de panneaux, plus le condensateur se chargera rapidement et plus le moteur pulsera. Donc, si vous voulez que votre bot se déplace davantage, ajoutez plus de panneaux.

Utilisez votre fer à souder pour connecter le fil négatif du panneau solaire à la patte négative du condensateur. Ensuite, faites de même de l'autre côté en connectant l'extrémité positive du panneau à la jambe positive du condensateur.

Étape 8: Rendez-le joli

À ce stade, votre Solar Bug-Bot est presque terminé ! La dernière étape n'est plus que cosmétique.

Coupez deux longueurs de fil à bijoux d'environ trois à quatre pouces de long. Utilisez des pinces à bec effilé pour plier chaque extrémité des deux morceaux de fil en petits pieds. Maintenant, pliez les deux longueurs de fil en forme de "M" et collez-les à chaud au bas de votre bot. Ceux-ci agiront comme les jambes de votre robot.

Et avec ça, votre Solar Bug-Bot est complet ! Il ne vous reste plus qu'à les exposer au soleil et à les regarder partir !

Étape 9: Comment ça marche ?

Lorsque le robot entre dans la lumière du soleil, les panneaux solaires commenceront à charger le condensateur. Au fur et à mesure qu'il se charge, la tension aux bornes du condensateur augmentera jusqu'à ce qu'elle dépasse finalement la tension qui déclenche le "point de basculement". À ce stade, le déclencheur de tension applique une tension à la base du 2N3904. Maintenant, parce que le 2N3904 est un transistor NPN, il agit comme un interrupteur, lorsqu'un courant est appliqué à la base, il permet au courant de circuler d'un côté à l'autre. Ce « commutateur » activera le moteur. Le 2N3906, quant à lui, est un transistor PNP. Cela signifie qu'il permet au courant de circuler lorsque la base est connectée à la terre. Lorsque le 2N3904 est déclenché, il déclenche le 2N3906 et contourne complètement le déclencheur de tension permettant à toute l'électricité de circuler dans le moteur jusqu'à ce que le condensateur soit vide et prêt à être rechargé.