Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника [Дмитрий Иванович Мамичев] (fb2) читать постранично

Мамичев Дмитрий Иванович «Простые роботы своими руками или несерьёзная электроника»

Родным и близким,

Ирине, Алёше и Ксении посвящаю…

Предисловие

Совершенство достигнуто не тогда, когда нечего добавить, а тогда, когда нечего убрать.

Антуан де Сент-Экзюпери

В этой книге, в отличие от предыдущих, много внимания уделено именно практическим конструкциям, их схемотехнике и концептам изготовления.

Успешность человека, имеющего хобби практической направленности, по крайней мере, внутренняя (на мой взгляд), состоит из трёх компонент: владение технологиями, знание и понимание «схемотехники увлечения» и… творческое начало личности. Добавить, пожалуй, можно желание делиться идеями и наработками с другими. Обо всех составляющих понемногу было рассказано в книгах. Рассказано на примерах конструкций игрушек, игр, сувениров. Эта книга — финал повествования.

Глава 1 ЛЕТНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Конструкции этой главы навеяны холодно-дождливым июлем 2015 года. Лишь в последнюю неделю пришла долгожданная летняя жара. Учительское лето короткое, и его всегда так мало…

Поэтому, наверное, и конструкции этой главы простые и быстрые на реализацию. В них нет как таковых печатных плат, монтаж в основном навесной.

Страж

Игрушка, изображение которой представлено на рис. 1, имитирует преданное хранение вверенного имущества. Зоркий страж, постоянно поворачиваясь, пытливо всматривается в окрестности, защищая добро от посягательств. Выполненная в «традициях БИМов», игрушка не содержит химических источников тока. Работает конструкция от энергии солнца, используя в качестве преобразователя солнечную батарею G1 (pис. 2). Игрушка будет интересна как настольный сувенир, может стать завсегдатаем подоконников окон солнечной стороны в качестве предмета релакса.

Схема управления двигателем M1 представлена на рис. 2. Трансформатор Т1 и транзистор VT1 образуют блокинг-генератор. После помещения конструкции под яркие солнечные лучи в моменты времени, когда транзистор закрыт, импульсы тока индуцированного суммарного напряжения обмоток трансформатора через развязывающий диод VD1 заряжают конденсатор С1. Резистор R2 ограничивает импульсы тока, управляющие работой транзистора. С течением времени напряжение на конденсаторе растёт. При его значении около 11 В происходит лавинообразное открывание транзистора VT2. Через развязывающий диод VD2 заряжается конденсатор С3. Статор мотора М1 начинает вращаться. При снижении напряжения конденсатора С1 до 8–9 В транзистор закрывается, однако открывается транзистор VT3.

Происходит дальнейший разряд накопительного конденсатора С1 на обмотки двигателя. Статор с закреплённой на нём конструкцией совершает поворот на угол около 120 градусов относительно ротора-основания. Далее цикл работы схемы повторяется. Конденсатор С2 обеспечивает устойчивый «лавинный пробой» транзистора VT2.

Таким образом, схема представляет собой так называемый солнечный двигатель. Его отличие от «классического двигателя Марка Тилдена» по схеме (рис. 3) — в наличии повышающего преобразователя напряжения и иного «спускового механизма» (транзисторы VT2,VT3). За счёт зарядки накопительного конденсатора до напряжения 11В энергия разряда существенно увеличивается, что повышает «тяговые возможности двигателя».

Резистор R1 является своего рода предохранителем на случай обрыва в цепях транзисторов. В таких ситуациях он защищает конденсатор С1 от перезаряда.

Конструктивно игрушка выполнена в «вертикальном наращивании». Элементы схемы смонтированы объёмно-навесным способом монтажа. Рисунок 4 поясняет её исполнение. На вал двигателя 3 надевают пластмассовый круг-основание 2. Снизу к поверхности основания приклеено резиновое кольцо 1. К контактным лепесткам мотора через сквозные отверстия припаяна плата 4, изготовленная из односторонне фольгированного гетинакса, её диаметр 25 мм. К плате, в свою очередь, припаяна стойка 6 для крепления солнечной батареи. На неё предварительно натянута переходная муфта 5. Муфта скручена на оправке (велосипедной спице) из проволоки канцелярских скрепок. К концам муфты на заключительном этапе сборки припаивают руки стража. Таким образом, получается шарнирное соединение рук.

Солнечная батарея вырезается из газонного светильника. Чтобы не повредить рабочий слой солнечной батареи (рис. 5), удобнее при приклеивании бруска 7 предварительно закрепить на обратной стороне элемента пластмассовую планку-переходник 8, используя для