太陽能陀螺

太陽能陀螺

太陽能陀螺屬于入門級的微型機器人，它能在陽光下自動運轉，碰到障礙物后可轉向，而在無光環(huán)境下則保持靜止。它不像居家電器一樣需要電源開關控制，也不需要專人維護，可以24小時運轉。

制作這個機器人所需要的大部分材料可從廢家電里獲得，如果使用較高品質的材料做，造價也不會超過一頓午餐。

一、工具和材料

需要的工具有功率為20W的內熱烙鐵、剪刀、尖嘴鉗、偏口鉗。為了保證操作安全，電烙鐵還需配備一個專用的烙鐵架。

所需要的材料有曲別針6枚，微型電機1只，2200uf電解3只，NPN三極管1只，PNP三極管1只，2.2K電阻1只，閃光LED1只，導線若干，電壓4V以上、電流10mA以上小型太陽能電池板1片，洞洞板1片，焊錫絲若干。

為了增加制作樂趣，建議盡量搜集身邊的材料，如廢電腦、電話、手機、游戲機等被拆解后都能成為有利用價值的材料。

二、制作過程

太陽能陀螺是一個經典的BEAM機器人太陽能引擎，網上可以找到很多相關資料。特別值得一提的是一些有關太陽能引擎類似神經元的特性：實體化后的裝置是一個基于隨機振蕩器的閥值設備，電路有一個觸發(fā)電壓的上限閥值和關閉電壓的下限閥值，觸發(fā)和關閉的周期受電機負載的影響。

在關閉狀態(tài)，電路又受太陽能電池板所接收到的環(huán)境光的影響。它與環(huán)境是一種動態(tài)的衰變關系。

首先制作太陽能陀螺的機械部分。先把洞洞板剪切成一個等邊三角形。要求三角形外切圓內可放得下三只2200uf電解和微型電機，放置在中心的電機和外部包圍的三只電解之間有一定距離，如圖1所示。

圖1

把三根曲別針拉直，首尾銜接彎成一個圓

形外框。圓環(huán)內放置儲能電解、電機和電子部分，太陽能電池安置在三角形洞洞板上。

該圓環(huán)有三個作用：一是作為三只儲能電解負極的匯流母線；二是保護環(huán)內的電子核心；三是利用碰撞造成的重心變化改變機器人的運動方向。

接下來在洞洞板上焊接電子部分，三只電解的負極向外輻射延伸，與前面提到的圓環(huán)焊接在一起。如圖2。

圖2

用余下的三根曲別針彎成三個固定電機的框架，把電機包在架子里。注意，曲別針卡入電機螺絲孔里的那一端不要留太長，否則會阻礙電機轉子的運轉。如圖3所示。

圖3

最后是總裝工作。用膠條或尼龍扎帶固定好包圍電機外框的曲別針，用這三根曲別針把電機與電容線路板接合。由于只是最后正反轉的區(qū)別，可以不管電機的極性。

注意電機軸和電容頂部接觸地面時不是在一條水平線上，把制好的骨架平放在桌面上，圓環(huán)應與桌面有一個傾斜角度，除電機主軸還有兩只電容著地。這樣電路觸發(fā)電機啟動時，機器人會做弧形運動；當圓環(huán)在運動方向碰到障礙物時，機器人傾斜的方向就會改變，著地的電容隨之改變，弧形運動的方向也跟著變化。

倉門電機的軸比較細，可用電線剝下的塑料外皮套在軸上，增加與地面的摩擦力。在每只電容頂部接觸地面處，用雙面膠貼上一個塑料片，用以保護電容、減少運動阻力。

為了讓它看起來更像一臺機器，可以去除三只電解和電容外面的塑料皮，使其銀光閃閃，如圖4。

圖4

三、調試

電路和骨架都裝配完畢后，在陽光下測試。正常情況是LED閃動幾下后，電機帶動整個骨架旋轉。以下是幾個可能出現(xiàn)的問題和解決辦法。

1.電機轉一下就停止，電路不再觸發(fā)。

電機靈敏度太高，嘗試在電機兩端并聯(lián)一根幾十歐姆的電阻。

2.電機不轉，LED也不閃。

太陽能電池板的電壓太低或接線錯誤。

3.LED常亮，不閃，電路不觸發(fā)。

嘗試用不透明膠布或熱縮管包裹LED。

4.電機嘶嘶響，但是不轉。

儲能電容容量過大，嘗試減小儲能電容的容量。

如果太陽能板和電容都比較大，三根曲別針圈不下，則可以增加曲別針的數(shù)量，將外框制成六邊形或八邊形。圓環(huán)的材料也不一定用曲別針，其他外觀好看、焊接方便的材料都可以。（據極客網）