Ten projekt jest specjalnie dla fanów paneli słonecznych. Jak tylko wpadniesz w nasze ręce! To los ...
Prawdopodobnie myślałeś, że postanowiliśmy zmienić świat za pomocą prostych tanich paneli słonecznych. HAHAHA, jesteś taki naiwny! Teraz powiem prawdziwy cel naszych eksperymentów „słonecznych”.
Niech żyje karaluch Madagaskaru zasilany energią słoneczną!
To małe dziecko Gromphadorhina portentosa kosztuje mniej niż hot dog i wymaga tylko 15 minut. Zainspirowany podobnymi projektami na konwencjonalnej baterii (gdzie mały fotokomórka porusza się w kierunku źródła światła), postanowiłem stworzyć analog na baterii słonecznej. Możesz to łatwo zrobić, umieszczając moduł fotowoltaiczny na obudowie „zwierzęcej”. Stworzyliśmy 77 504 karaluchów na Madagaskarze, które cieszą się w życiu tylko dwiema rzeczami - protonami i twoimi obawami!
Wkrótce uwolnimy nasze „dzieci” do wolności, w wesołym miasteczku lub na jakimś jarmarku w twoim mieście. Będą klikać i bawić miejscowe kocięta, dopóki słońce nie zniknie za miliardy lat ... Jedynym schronieniem przed inwazją karalucha jest dobrze zamontowany parasol!
Zacznijmy tworzyć karalucha wyścigowego.
Krok 1: Czego potrzebujesz do tego
- Karta do gry (odpowiedni jest również kawałek grubego papieru, akryloplastu lub innego materiału o grubości do 2 mm).
- Taśma dwustronna: każdy to zrobi, moją ulubioną opcją jest taśma do okien.
- Para pasków lepkiej folii miedzianej: jest to po prostu niezbędny element każdej pracy z panelami słonecznymi. Taką wstążkę można znaleźć w każdym sklepie ze sztuką.
- Kawałek akrylu lub PET mniejszy niż twoja karta do gry: Użyłem prostokąta akrylowego płótna 70 x 60 mm.
- 5 fotokomórek *
- Silnik wibracyjny, który wibruje przy napięciu 0,5 - 2 V.
- 5-minutowy klej epoksydowy, przeznaczony do temperatur co najmniej 90 ° C.
- Gorący klej i pistolet dla niego
- Arkusz teflonowy (opcjonalnie)
* Jeśli wciąż jesteś nowy w świecie robotów fotonicznych, termin „fotokomórka” nie jest ci dobrze znany. fotokomórki to małe kawałki jedno- lub polikrystalicznego fotoelektrycznego krzemu, pocięte laserowo lub ręcznie na mniejsze fragmenty paneli słonecznych.To tylko małe prostokątne płytki z magicznego krzemu wszyte w panel. To oni przekształcają światło słoneczne w elektryczność.
Krok 2: Przyklej miedziany przewodnik do karty do gry
Będziesz potrzebował dwóch kawałków miedzianej taśmy izolacyjnej na dwa bieguny panelu słonecznego. Wytnij żądany kawałek, oderwij papier i przyklej go. Paznokieć wygładź folię, aby nabłysnęła :)
Ponieważ zamierzamy wykonać panel o napięciu 2 V (z jedną fotokomórką jako fałszywym przewodnikiem) i potrzebujemy 5 fotokomórek, ułożyłem dwa kawałki folii 25 mm w odległości 45 mm od siebie (patrz zdjęcie po niewłaściwej stronie i przedniej stronie).
>> Pamiętaj, że najlepsza folia miedziana przewodzi prąd na powierzchni bez kleju. Im grubsza warstwa, tym mniej niezawodne przewodnictwo.
Krok 3: Korzystanie z podwójnej taśmy
Po bokach folii należy przykleić dwa paski dwustronnej i samoprzylepnej taśmy. W żadnym wypadku nie należy zakładać folii na taśmę, ponieważ może to spowodować spadek mocy baterii słonecznej.
Krok 4: Zamontuj Solettes
W tym kroku połączymy fotokomórki w jedną baterię.
Wcześniej w takich projektach używałem superglue i pasty przewodzącej oraz lutowania. W przypadku lekkiego karalucha na Madagaskarze nie potrzebujesz tego, zrobisz o wiele łatwiej. Konieczne jest umieszczenie krawędzi jednej fotokomórki na krawędzi drugiej, bez żadnego kleju ani przyczepności. Ten projekt zamknie obwód akumulatora.
Teoria:
Każda fotokomórka lub inny rodzaj jedno- lub polikrystalicznego krzemu fotoelektrycznego wytwarza 0,5 - 0,6 V przy małym prądzie dla większości możliwych użytecznych zastosowań tej energii. Musimy zmontować wystarczającą liczbę fotokomórek razem z obwodem, aby w sumie dawały więcej napięcia.
Aby wibromotor obracał się i wytwarzał wibracje niezbędne do uruchomienia karalucha robota, do przewodów silnika należy przyłożyć napięcie około 2 V. Oznacza to, że potrzebujemy baterii 4 fotokomórek (które łącznie dadzą 2,0 V).
Polecam stosowanie fotokomórek 13x52 mm, a każda zapewni prąd zasilający w zakresie 150-200 mA na fotokomórkę. To o wiele więcej niż wystarczy, aby uruchomić wibrator z pełną prędkością, nawet w pochmurny dzień. Ponieważ montujemy razem kilka fotokomórek, napięcie jest sumowane, ale prąd nie. 4 fotokomórki z rzędu będą dawać 2,0 V i prąd o wartości 150–200 mA w pogodny dzień i około ⅓ tego prądu w pochmurny dzień.
Powrót do fotokomórek: (+) wyjściem jest szary spód pierwszej fotokomórki w łańcuchu. Dostęp do wyjścia (-) można uzyskać poprzez szynę elektryczną lub srebrne smugi na niebieskiej powierzchni powstałej baterii lub za pomocą „fałszywej” fotokomórki, która nie będzie wytwarzać elektryczności, ale będzie służyć jedynie jako łącznik między zewnętrzną powierzchnią jednej fotokomórki a wnętrzem drugiej. To najlepsze podejście, co pokazuję na zdjęciu. Nie szkoda poświęcić fotokomórki ze względu na prostotę, jaką daje nam ta metoda. Zignoruj wszystko, co napisałem w poprzednim akapicie. Będziemy potrzebować 5 fotokomórek, a nie 4, a 1 będzie przewodnikiem bazowym.
Ćwicz:
W przypadku pierwszej fotokomórki upewnij się, że wewnątrz znajduje się biała opona do kontaktu z folią miedzianą. W tym przykładzie użyłem fotokomórki z solidną szyną zbiorczą. Umieść magistralę fotokomórki na folii co najmniej 2 mm, aby zapewnić stabilne połączenie. Fotokomórka powinna być dobrze przymocowana do karty dzięki dwóm samoprzylepnym paskom po bokach karty. Nie zapominaj, że to niebieska strona karty będzie skierowana w stronę słońca.
Teraz połóż drugą fotokomórkę na pierwszych 2 mm. I znowu, przynajmniej część szyny zbiorczej pod drugą fotokomórką musi stykać się z białą magistralą na pierwszej fotokomórce, aby zapewnić dobrą przewodność (nie jest to obowiązkowa zasada dla takich płytopodobnych paneli, ale więcej o tym w jednym z poniższych warsztatów). Umieść wszystkie cztery fotokomórki jeden na drugim. Piąta i ostatnia fotokomórka musi mieć solidną oponę na dole, co zapewni połączenie fotokomórki nr 4 z miedzianym paskiem (-) krawędzi panelu.Ostatnia fotokomórka działa podobnie jak przewodnik, kawałek folii aluminiowej lub miedziany płaski przewodnik złożony z kilku warstw również działa dobrze. Ale użycie „fałszywej” fotokomórki daje najbardziej niezawodny wynik, dlatego polecam.
Krok 5: Kapsułkowanie i powlekanie
Aby chronić przyszłe stado karaluchów słonecznych, użyjemy 5-minutowej żywicy i warstwy przezroczystego akrylu. Epoksyd nie jest najlepszym wyborem do produkcji mikropaneli słonecznych, ponieważ żółknie na słońcu w wyniku promieniowania ultrafioletowego. Ale akrylowe bloki ultrafioletowe, więc ten duet pozwala tanio poważnie przedłużyć żywotność baterii słonecznej.
Przynajmniej w teorii. Sam nie testowałem tego typu paneli przez więcej niż kilka dni. Więc powiedz mi, czy teoria rzeczywistości pasuje!
Wymieszaj około 2 ml żywicy epoksydowej; to wystarczy, aby uderzyć nasz panel słoneczny w następnym kroku.
Umieść żywicę na fotokomórkach. Dodaj powłokę akrylową (użyłem blachy o grubości 1 mm, ale cieńszy lub grubszy akryl też będzie działał). Arkusz akrylowy powinien po prostu przykryć fotokomórki i wystawać kilka mm za nimi, aby po bokach znajdowało się około 20 mm niepowlekanej karty, jak pokazano na zdjęciu. Mam kawałek blachy akrylowej o wymiarach 70x60 mm.
A następnie na wierzch należy włożyć masę 5-10 kg, aby skompresować tę kanapkę epoksydowo-akrylową z fotokomórki. Mój panel pomyślnie przeszedł test zderzeniowy za pomocą prasy 15 kg (co odpowiada 2 psi nacisku na panel). Panel powinien być oddzielony od prasy czymś nielepkim, w przeciwnym razie karaluch ryzykuje przyklejenie się do tego ciężkiego przedmiotu przez całe życie. Użyłem arkusza teflonu.
Bateria musi położyć się na 10 minut pod prasą, a następnie musisz ją uwolnić. Ten cud powinien wytworzyć około 2,5 V i 150 - 200 mA w piękny słoneczny dzień. Jeszcze mniej prądu zapewni normalną pracę silnika wibracyjnego przy maksymalnej mocy, ponieważ silnik potrzebuje dziesiątek mA przy 2 V.
Krok 6: Przyklej silnik wibracyjny z tyłu karty do gry
Istnieje kilka podstawowych odmian silników wibracyjnych. Najpopularniejsza opcja ma asymetryczną masę na końcach, co powoduje efekt wibracji o wartości kilkuset Hz podczas obrotu masy. Inną mniej popularną formą jest równomiernie wypełniony dysk.
Jeśli masz opcję asymetrycznej masy, wyśrodkuj masę na środku tylnej części karty do gry. Wklej gorący klej i przyklej wibrator, aby klej nie spadł na masę bezwładności. Jeśli dostanie się nawet kawałek gorącego kleju, karaluch opadnie na brzuch przed wypuszczeniem na spacer. Nie łam jego układu mięśniowo-szkieletowego!
Krok 7: Przylutuj styki silnika wibratora do miedzianych styków akumulatora
Lut bardzo dobrze układa się na miedzi. Ponieważ dzieci naprawdę lubią chwytać karalucha do biegania, użyłem lutu bezołowiowego i lutowałem w temperaturze 350 ° C.
Przekonałem się, że nie ma znaczenia, który przewód jest lutowany do którego styku na akumulatorze. Może to ma znaczenie w przypadku niektórych silników. Jeśli tak, po prostu przylutuj czerwony styk silnika do paska miedzianego w pobliżu pierwszej fotokomórki, ponieważ jest to styk akumulatora (+).
Krok 8: Zegnij stopy
To ostatni i najważniejszy krok!
Wybierz, która strona karty będzie „głową” karalucha. Złóż te dwa rogi, wyginając strony w książce. Łuki te powinny być wystarczająco duże, aby gdy karaluch znalazł się na „nogach”, silnik mógł się cicho obracać.
Zegnij także pozostałe dwa rogi.
Teoria:
Gdy silnik się obraca, cała karta będzie wibrować. Celem tych „nóg” jest przekierowanie wszystkich tych wibracji w tym samym kierunku. Zwróć uwagę na zdjęciu, jak dwie przednie nogi wyglądają w tym samym kierunku co tylne nogi (jedna para nóg jest zgięta).To jest mała tajemnica, jak nauczyć karalucha chodzić, a nawet biegać, a nie losowo naciskać w kącie
Karaluch jest gotowy na wyścig!