Questo progetto è specifico per gli appassionati di pannelli solari. Non appena sei caduto nelle nostre mani! Questo è il destino ...
Probabilmente hai pensato che abbiamo deciso di cambiare il mondo con l'aiuto di semplici pannelli solari economici. HAHAHA, sei così ingenuo! Ora dirò il vero scopo dei nostri esperimenti "solari".
Lunga vita allo scarafaggio del Madagascar a energia solare!
Questa piccola Gromphadorhina portentosa costa meno di un hot dog e richiede solo 15 minuti di tempo. Ispirato da progetti simili su una batteria convenzionale (in cui un piccolo oggetto si sposta verso la sorgente luminosa grazie a una fotocellula), ho deciso di creare un analogo su una batteria solare. Puoi farlo facilmente posizionando un modulo fotovoltaico sopra la custodia "animale". Abbiamo creato 77 504 scarafaggi del Madagascar che godono nella vita solo di due cose: i protoni e le tue paure!
Presto libereremo i nostri "bambini" in libertà, in un parco di divertimenti o in una specie di fiera nella tua città. Faranno clic e intratterranno i gattini locali fino a quando il sole tramonterà, in miliardi di anni ... L'unico rifugio dall'invasione di scarafaggi è un ombrello ben montato!
Iniziamo a creare uno scarafaggio da corsa.
Passaggio 1: cosa serve per questo
- Una carta da gioco (è adatto anche solo un pezzo di carta spessa, acriloplastica o qualsiasi altro materiale fino a 2 mm di spessore).
- Nastro biadesivo: chiunque lo farà, la mia opzione preferita è il nastro per finestre.
- Un paio di strisce di lamina di rame adesiva: è solo un must per qualsiasi lavoro con i pannelli solari. Tale nastro può essere trovato in qualsiasi negozio d'arte.
- Un pezzo di acrilico o PET più piccolo della tua carta da gioco: ho usato un rettangolo di tela acrilica 70 x 60 mm.
- 5 fotocellule *
- Un motore di vibrazione che vibra ad una tensione di 0,5 - 2V
- Adesivo epossidico di 5 minuti, progettato per temperature di almeno 90 ° C.
- Colla a caldo e pistola per lui
- Foglio di teflon (opzionale)
* Se sei ancora nuovo nel mondo dei robot fotonici, il termine "fotocellula" non ti è familiare. le fotocellule sono piccoli pezzi di silicio fotoelettrico mono o policristallino, tagliati al laser o manualmente in piccoli frammenti di pannelli solari.Queste sono solo piccole tessere rettangolari di silicone magico cucite all'interno del pannello. Sono loro che convertono la luce solare in elettricità.
Passaggio 2: incollare il conduttore di rame sulla carta da gioco
Avrai bisogno di due pezzi di nastro adesivo in rame per i due poli del pannello solare. Taglia il pezzo desiderato, stacca la carta e incollala. Unghia lisciare la pellicola per brillare :)
Dato che realizzeremo un pannello con una tensione di 2 V (con una fotocellula come conduttore falso) e abbiamo bisogno di 5 fotocellule, ho disposto due pezzi di pellicola da 25 mm a una distanza di 45 mm l'una dall'altra (vedi foto del lato sbagliato e del lato anteriore).
>> Ricorda che la migliore lamina di rame conduce corrente su una superficie senza colla. Più spesso lo strato, meno affidabile è la conduttività.
Passaggio 3: utilizzo del doppio nastro
Ai lati del foglio è necessario incollare due strisce di nastro biadesivo e adesivo. In nessun caso non andare sulla pellicola con nastro adesivo, in quanto ciò può causare una diminuzione della potenza della batteria solare.
Passaggio 4: montare le solette
In questo passaggio, uniremo le fotocellule in un'unica batteria.
In precedenza, in tali progetti, ho usato supercolla, pasta conduttiva e saldatura. Per lo scarafaggio leggero del Madagascar, non ti serve nulla di tutto ciò, lo farai molto più facilmente. È necessario mettere il bordo di una fotocellula sul bordo di un'altra, senza colla o aderenze. Questo design chiuderà il circuito della batteria.
teoria:
Ogni fotocellula o altro tipo di silicio fotoelettrico mono o policristallino produce 0,5 - 0,6 V con una piccola corrente per la maggior parte delle possibili applicazioni utili di questa energia. Dobbiamo assemblare un numero sufficiente di fotocellule insieme, con un circuito, in modo che in totale forniscano più tensione.
Affinché il vibromotore ruoti e crei la vibrazione necessaria per mettere in moto lo scarafaggio del robot, è necessario applicare una tensione di circa 2 V ai fili del motore. Ciò significa che abbiamo bisogno di una batteria di 4 fotocellule (che in totale fornirà 2.0V).
Raccomando l'uso di fotocellule da 13x52 mm e ognuna fornirà una corrente di alimentazione nella regione di 150-200 mA per fotocellula. Questo è molto più che sufficiente per mettere in moto il vibratore a tutta velocità, anche in una giornata nuvolosa. Dato che assembliamo diverse fotocellule insieme, la tensione viene sommata, ma la corrente no. 4 fotocellule di seguito generano 2,0 V e una corrente di 150-200 mA in una giornata limpida e circa ⅓ di questa corrente in una giornata nuvolosa.
Torna alle fotocellule: (+) l'uscita è il fondo grigio della prima fotocellula nella catena. L'accesso all'uscita (-) può essere ottenuto tramite un bus elettrico o strisce d'argento sulla superficie blu della batteria risultante, oppure utilizzando una fotocellula "falsa", che non produrrà elettricità, ma servirà solo come connettore tra la superficie esterna di una fotocellula e l'interno della seconda. Questo è l'approccio migliore, come lo dimostrerò nella foto. Non è un peccato sacrificare una fotocellula a causa della semplicità che questo metodo ci offre. Ignora tutto ciò che ho scritto nel paragrafo precedente. Avremo bisogno di 5 fotocellule, non 4, e 1 sarà il conduttore di base.
pratica:
Per la prima fotocellula, assicurarsi che all'interno sia presente una gomma bianca per il contatto con un foglio di rame. In questo esempio ho usato una fotocellula con una barra collettrice solida. Collocare il bus della fotocellula sulla lamina di almeno 2 mm per garantire una connessione stabile. La fotocellula deve essere ben attaccata alla scheda a causa di due strisce adesive sui lati della scheda. Non dimenticare che è il lato blu della carta che affronterà il sole.
Posare ora la seconda fotocellula sui primi 2 mm. E ancora, almeno una parte della sbarra sotto la seconda fotocellula deve contattare il bus bianco sopra la prima fotocellula per garantire una buona conduttività (questa non è una regola obbligatoria per tali pannelli simili a piastrelle, ma più su quella in una delle seguenti officine). Posizionare tutte e quattro le fotocellule una sopra l'altra. La quinta e ultima fotocellula deve avere una barra collettrice solida sul lato inferiore, che assicurerà il collegamento della fotocellula n. 4 con una striscia di rame (-) del bordo del pannello.L'ultima fotocellula si comporta proprio come un conduttore, anche un pezzo di foglio di alluminio o un conduttore piatto di rame piegato in più strati funziona bene. Ma usare una fotocellula "falsa" dà il risultato più affidabile, quindi lo consiglio.
Passaggio 5: incapsulamento e rivestimento
Per proteggere il futuro stormo di scarafaggi solari, utilizzeremo una resina di 5 minuti e uno strato di acrilico trasparente. L'epossidico non è la scelta migliore per la produzione di micropanelli solari, poiché diventa giallo al sole a causa delle radiazioni ultraviolette. Ma l'acrilico blocca l'ultravioletto, quindi questo duetto ti consente di prolungare seriamente la durata della batteria solare.
Almeno in teoria. Io stesso non ho testato questo tipo di pannello per più di qualche giorno. Quindi dimmi se la teoria della realtà corrisponde!
Mescola circa 2 ml di resina epossidica; è sufficiente schiaffeggiare il nostro pannello solare nel passaggio successivo.
Posizionare la resina sulle fotocellule. Aggiungi un rivestimento acrilico (ho usato un foglio spesso 1 mm, ma funzionerà anche un acrilico più sottile o più spesso). Il foglio acrilico dovrebbe semplicemente coprire le fotocellule e sporgere di alcuni mm oltre le stesse in modo che ci siano ancora circa 20 mm di una carta non patinata sui lati, come mostrato nella foto. Ho un pezzo di foglio acrilico che misura 70x60 mm.
E poi sopra devi mettere un peso di 5-10 kg per comprimere questo sandwich di carta fotocellula epossidico-acrilico. Il mio pannello ha superato con successo un crash test con una pressa da 15 kg (che equivale a 2 psi di pressione sul pannello). Il pannello dovrebbe essere separato dalla stampa da qualcosa di non appiccicoso, altrimenti lo scarafaggio corre il rischio di aderire a quell'oggetto pesante per tutta la vita. Ho usato un foglio di teflon.
La batteria deve rimanere sdraiata per 10 minuti sotto la stampante, quindi è necessario liberarla da lì. Questo miracolo dovrebbe produrre circa 2,5 V e 150-200 mA in una bella giornata di sole. Ancora meno corrente assicurerà il normale funzionamento del vibromotore alla massima potenza, poiché il motore necessita di decine di mA a 2V.
Passaggio 6: incollare il motore di vibrazione sul retro della carta da gioco
Esistono un paio di varietà base di vibromotori. L'opzione più popolare ha una massa asimmetrica alle estremità, che provoca l'effetto di vibrazione di diverse centinaia di Hz durante la rotazione della massa. Un'altra forma meno popolare è un disco riempito uniformemente.
Se hai un'opzione di massa asimmetrica, centra la massa al centro del retro della carta da gioco. Sgocciolare la colla a caldo e incollare il vibratore in modo che la colla non cada sulla massa inerziale. Se arriva anche un pezzo di colla a caldo, lo scarafaggio cadrà sul suo ventre prima di essere rilasciato per una passeggiata. Non rompere il suo sistema muscolo-scheletrico!
Passaggio 7: saldare i contatti del motore del vibratore ai contatti di rame della batteria
La saldatura poggia molto bene sul rame. Dato che ai bambini piace davvero afferrare uno scarafaggio in esecuzione, ho usato una saldatura senza piombo e saldato a una temperatura di 350 ° C.
Ho scoperto che non importa quale filo sia saldato a quale contatto sulla batteria. Forse per alcuni motori questo è importante. In tal caso, è sufficiente saldare il contatto rosso del motore sulla striscia di rame vicino alla prima fotocellula, poiché si tratta del contatto (+) della batteria.
Passaggio 8: piega i piedi
Questo è l'ultimo e più importante passo!
Scegli quale lato della carta sarà la "testa" dello scarafaggio. Piega questi due angoli mentre pieghi le pagine di un libro. Queste curve dovrebbero essere abbastanza grandi in modo che quando lo scarafaggio si trova sulle sue "gambe", il motore può ruotare silenziosamente.
Piegare anche gli altri due angoli.
teoria:
Quando il motore gira, l'intera scheda vibrerà. Lo scopo di queste "gambe" è che tutte queste vibrazioni sono reindirizzate nella stessa direzione. Notare nella foto come le due zampe anteriori sembrano nella stessa direzione delle zampe posteriori (una coppia di gambe è piegata).Questo è un piccolo segreto, come insegnare a uno scarafaggio a camminare e persino correre e non spingere casualmente in un angolo
Lo scarafaggio è pronto per la gara!