Supercapacitor Vibrobot: 20 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Untuk proyek ini kita akan memanfaatkan superkapasitor untuk memberi daya pada vibrobot. Dengan kata lain, kita akan menggunakan kapasitor 15F untuk menggerakkan motor yang bergetar untuk membuat robot yang bergerak melalui getaran. Model dasar memiliki sakelar hidup/mati dan port pengisian daya untuk memungkinkan pengisian daya di antara penggunaan. Versi yang lebih maju juga mencakup sel surya kecil untuk membiarkannya diisi oleh matahari saat tidak digunakan. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang kapasitor, lihat Kelas Elektronik. Dan jika Anda memiliki robot di otak, saya juga memiliki Kelas Robot!

Langkah 1: Bahan

Untuk proyek pelajaran ini Anda akan membutuhkan:

(x1) Superkapasitor 15F (x1) Resistor 100 ohm (x1) Motor bergetar (x1) Papan sirkuit (x1) Sakelar lubang tembus SPDT (x1) JST-XHP Set konektor pria dan wanita 2-pin (x1) Daya 2-kawat adaptor (x1) Pasokan tegangan yang dapat disesuaikan Opsional: (x1) Panel Surya 4V (x1) 1N4001 diode

(Perhatikan bahwa beberapa tautan di halaman ini adalah tautan afiliasi. Ini tidak mengubah biaya barang untuk Anda. Saya menginvestasikan kembali hasil apa pun yang saya terima untuk membuat proyek baru. Jika Anda menginginkan saran untuk pemasok alternatif, beri tahu saya tahu.)

Langkah 2: Sirkuit

Sirkuit vibrobot cukup lurus ke depan. Ada daya pengisian yang memiliki sambungan daya dan ground. Ground akan terhubung ke kapasitor dan motor. Input daya masuk ke sakelar SPDT melalui resistor pembatas arus 100 ohm. Sakelar SPFT mengaktifkan koneksi positif kapasitor antara pengisi daya dan motor. Dengan cara ini, kapasitor dapat diisi oleh port input atau memberi daya pada motor.

Langkah 3: Pasang Kapasitor

Mari kita mulai papan sirkuit dengan menyolder superkapasitor di tempatnya. Perhatikan bahwa kapasitor memiliki pelat logam di bagian bawah yang terhubung ke pin daya. Anda harus sangat berhati-hati agar tidak secara tidak sengaja menyingkat daya dengan membuat bagian bawah kapasitor menyentuh baris bus apa pun di papan sirkuit yang mungkin terhubung ke ground. Untuk mencegah hal ini dengan mudah, saya memasang kapasitor saya pada sudut 45 derajat mengangkangi bagian tengah papan. Pengaturan ini memastikan bahwa hubungan pendek antara daya dan ground seperti ini kemungkinan tidak akan terjadi.

Langkah 4: Pasang Soket

Hal berikutnya yang harus dipasang adalah soket perempuan untuk colokan listrik. Tempatkan ini di sisi papan yang sama dengan kabel ground kapasitor. Letakkan di suatu tempat di tengah dengan lekukan untuk tab steker menghadap ke luar dari papan. Perhatikan bahwa saya memiliki sesuatu yang macet di bawah papan dalam gambar penyolderan. Ini untuk menahan komponen di tempatnya saat saya menyoldernya.

Langkah 5: Beralih

Pasang sakelar hidup/mati di sisi papan yang berlawanan dengan soket pengisi daya.

Langkah 6: Kabel

Lepaskan sekitar satu inci insulasi dari ujung kawat inti padat. Pasang kabel yang tidak berinsulasi ke salah satu terminal pada motor getar. Ulangi proses ini untuk terminal lainnya.

Langkah 7: Kawat di Motor

Tempatkan motor di tengah tepi papan sedemikian rupa sehingga penyeimbangnya menggantung di tepi. Masukkan setiap kabel motor melalui salah satu soket di masing-masing sisi papan sirkuit, dan solder di tempatnya.

Langkah 8: Lebih Banyak Kabel

Pasang kabel ground hitam di antara soket female 2-pin, pin ground pada kapasitor dan salah satu pin motor. Sangat penting untuk mendapatkan koneksi antara pin ground pada soket dan superkapasitor dengan benar. Jika Anda membalikkannya dan mengisi kapasitor ke belakang, hal-hal yang sangat buruk dapat terjadi. Jadi … periksa ini dan pastikan Anda melakukannya dengan benar. Ketika steker dimasukkan, pin ground harus disambungkan ke pin dengan tanda negatif pada kapasitor. Setelah Anda benar-benar yakin Anda mendapatkan koneksi ground yang benar, solder kabel merah antara pin tengah pada sakelar dan pin positif pada kapasitor. Solder juga kabel merah di antara salah satu pin luar pada sakelar dan motor. Terakhir, solder kabel di sekitar bodi motor. Ini seharusnya tidak terhubung secara elektrik ke apa pun. Itu hanya menahan motor di tempatnya.

Langkah 9: Pengisian Resistor

Solder resistor 100 ohm antara pin tegangan pada soket listrik dan pin yang tidak digunakan pada sakelar. Resistor ini digunakan untuk pengisian daya. Jika kita tidak menggunakan resistor, superkapasitor akan mencoba menarik arus sebanyak mungkin dari pengisi daya. Lonjakan tiba-tiba ini pada dasarnya akan seperti kabel pendek dan mungkin merusaknya, atau jika memiliki sirkuit pelindung, tidak melakukan apa pun. Resistor yang kami gunakan dihitung menggunakan Hukum Ohm. Untuk amannya, saya menaikkan nilainya sedikit karena resistor tidak sempurna, dan tidak ada salahnya untuk memiliki sedikit lebih banyak. Semua itu dikatakan, superkapasitor khusus yang digunakan di sini memiliki resistansi internal yang relatif tinggi. Artinya, ia tidak menarik daya dari muatan secepat superkapasitor normal. Faktanya, dibutuhkan waktu yang sangat lama untuk mengisi daya (sekitar satu jam dibandingkan dengan 10 detik). Resistor yang kami gunakan mungkin tidak diperlukan dan mungkin sedikit memperlambat waktu pengisian daya. Namun demikian, saya telah menyertakan resistor jika seseorang memutuskan untuk menggunakan superkapasitor yang berbeda. Anda mungkin bertanya-tanya mengapa saya memilih untuk menggunakan yang ini jika pengisiannya sangat lambat. Yah, ia memegang daya 15F, dan merupakan sebagian kecil dari ukuran superkapasitor normal. Pada dasarnya, tutup kecil ini memiliki daya 3X lebih besar daripada superkapasitor yang berukuran 5X. Mungkin perlu beberapa saat untuk mengisi daya, tetapi dapat berjalan untuk waktu yang relatif lama.

Langkah 10: Potong Kabel

Potong empat kabel inti padat 4 untuk digunakan sebagai kaki robot.

Langkah 11: Pasang Kaki

Solder kedua ujung setiap kawat ke sudut papan sirkuit untuk membuat empat loop kawat. Ini tidak boleh terhubung secara elektrik ke komponen sebenarnya di papan sirkuit.

Langkah 12: Bentuk Kaki

Bentuk keempat kabel menjadi kaki sesuai keinginan Anda. Saya memberikan masing-masing satu kaki lingkaran kecil, tetapi mungkin ada desain lain yang mungkin bekerja lebih baik. Jangan ragu untuk bereksperimen dengan bentuk dan estetika. Tidak ada jawaban benar yang benar.

Langkah 13: Tentukan Polaritasnya

Kami akan menggunakan konverter AC ke DC 'kutil dinding' untuk mengisi daya vibrobot. Untuk melakukan ini, pertama-tama kita perlu menentukan polaritas steker yang terhubung ke kutil dinding untuk menentukan ujung mana yang positif dan mana yang di-ground. Colokkan adaptor 2-kawat ke soket di ujung kabel. Gunakan pengaturan voltase pada multimeter Anda untuk mengukur voltase yang keluar dari adaptor. Jika Anda melihat tegangan positif, maka kabel yang terhubung ke probe merah adalah positif dan kabel yang terhubung ke probe hitam adalah ground. Tandai kabel ini untuk membedakannya jika belum ditandai.

Langkah 14: Konektor

Solder soket logam untuk konektor perempuan 2-pin ke ujung setiap kabel adaptor daya 2-kawat. Perhatikan tab penyelarasan pada steker. Jika tab penyelarasan menghadap Anda dan konektor mengarah ke atas, arde harus di sebelah kiri dan daya harus di sebelah kanan. Kompres tab logam di ujung setiap pin dan kemudian masukkan keduanya ke dalam soket steker yang tepat dengan menekannya dengan kuat. Jika Anda tidak yakin, Anda dapat mencolokkan adaptor daya dan mengukur dengan multimeter untuk memastikan Anda mendapatkan itu benar.

Langkah 15: Isi Daya

Untuk mengisi daya, pastikan sakelar dalam posisi pengisian (yaitu motor tidak berjalan), dan colokkan kutil dinding ke soket. Anda dapat membiarkannya dicolokkan ke pengisi daya selama yang Anda inginkan. Kapasitor akan berhenti menarik daya setelah diisi dan baik-baik saja. Kapasitor tidak seperti baterai yang masa simpannya berkurang jika Anda membiarkannya mengisi daya terlalu lama tanpa sirkuit pelindung.

Langkah 16: Surya

Jika Anda ingin melepaskan robot dari jaringan, Anda dapat menambahkan panel surya kecil untuk mengisi kapasitor saat motor tidak digunakan. Penambahan ini opsional.

Langkah 17: Memperluas Sirkuit

Untuk membuat rangkaian ini bertenaga surya, kita perlu menambahkan dua komponen tambahan, panel surya dan dioda. Panel surya harus diberi nilai tegangan yang lebih rendah daripada kapasitor, dan ditempatkan secara paralel dengan kapasitor. Karena kapasitor kita memiliki nilai 5.6V, menggunakan panel surya 4V seharusnya aman untuk diisi dayanya. Kita juga perlu menambahkan dioda ke rangkaian antara kabel positif pada panel surya dan kapasitor. Jangan terlalu khawatir tentang apa itu dioda. Mereka akan dibahas lebih jauh dalam pelajaran mendatang. Untuk sekarang, Anda hanya perlu tahu bahwa semua yang dilakukan dioda adalah mencegah listrik dari kapasitor mengalir mundur melalui panel surya ketika tidak ada sinar matahari yang mengenainya.

Langkah 18: Menambahkan Dioda

Cukup sambungkan ujung dioda dengan strip ke pin pada sakelar tempat resistor 100 ohm terhubung. Hubungkan pin dioda lainnya ke bantalan solder yang tidak digunakan di papan.

Langkah 19: Menghubungkan Panel Surya

Pasang kabel inti padat merah ke terminal positif pada panel surya dan kabel hitam ke negatif. Alasan kami mengganti kabel yang ada dengan kabel inti padat adalah karena kabel baru yang lebih kaku ini akan menahan panel surya di tempatnya tegak di atas permukaan papan.

Langkah 20: Hubungkan Panel Surya

Hubungkan bersama kabel merah dari panel surya ke pin yang tidak digunakan pada dioda. Hubungkan kabel hitam dari panel surya ke salah satu koneksi ground lainnya di papan tulis. Robot Anda sekarang ditenagai oleh energi terbarukan. Sekarang saatnya menghidupkan robot Anda dan melepaskannya.

Apakah menurut Anda ini berguna, menyenangkan, atau menghibur? Ikuti @madeineuphoria untuk melihat proyek terbaru saya.