Робот на солнечной батарее

Недавно я сконструировал десятки роботов, в большей части вдохновленный чудесами BEAM-робототехники. Если вы не знакомы с этой технологией, BEAM - это особый метод конструирования роботов с упором B - биологию (biology), E - электронику (electronics), A- эстетику (aesthetics) и M - механику (mechanics). Это и есть акроним BEAM. Что отделяет эту технологию от остальных подходов - использование только радиационной энергии для питания (преимущественно солнечная энергия), утилизация разных материалов (повторное использование) и минимализм. Хоть я и перенял эти принципы, мои собственные роботы были не совсем в духе BEAM (они питались от батарейки).

Поскольку BEAM-робототехника вдохновила меня серьезно, я захотел сделать робота на солнечной батарее. Но вместо того, чтобы просто сделать BEAM-робота, я решил встроить солнечную батарейку в робота моего привычного стиля. Вместо полного питания от солнца, я решил встроить перезаряжаемые батарейки. То есть мой робот может питаться либо от батарейки, либо от солнечной панели, в зависимости от того, какой источник питания в данный момент мощнее. Солнечная панель также заряжает батарейки, когда на нее попадает солнечный свет. Это позволяет роботу передвигаться как на свету, так и в тени.

Я думаю, такой подход удачно сочетает в себе два стиля, и это интересный эксперимент в конструировании роботов.

Шаг 1: Материалы




Вам понадобится:

(x1) Солнечная панель
(x2) Стандартные сервомоторы
(x3) Диоды Шоттки 1N5817 - эквивалент NTE578
(x1) 9V батарейка
(x8) Перезаряжаемые батарейки AA
(x1) 8 x AA батарейный блок
(x12) Основания для хомутов
(x1) Линейка (30 - 50 см)
(x2) Настенные клейкие крючки
(x1) Пластиковые хомуты
(x1) Термоусадочная трубка

Шаг 2: Модификация сервопривода




Откройте корпус сервопривода, раскрутив 4 шурупа на нижней панели. Распаяйте плату внутри и присоедините красный и черный проводки к каждой клемме привода.

Откройте зубчатый привод и найдите шестеренку с небольшим пластиковым колпачком, которая предотвращает непрерывное вращение. Срежьте колпачок с шестеренки.

Шаг 3: Сверлим




Просверлите отверстие в четверть дюйма (6.3 мм) посередине линейки, на расстояние около 15 мм от короткого края. Просверлите второе отверстие, на расстоянии около 60 мм от того же края.

Шаг 4: Сгибаем




Используя тиски или две металлические пластинки, зажатые на крае стола, согните линейку под углом 90 градусов на расстоянии 15 см от края, в котором были просверлены отверстия.

Сделайте такой же сгиб под углом 90 градусов на расстоянии 15 см от другого края. У вас получится фигура в виде буквы П.

Шаг 5: Соединение




Нужно закрепить сервоприводы на линейке пластиковыми хомутами, через просверленные отверстия. Сервомоторы должны сидеть спиной друг к другу.

Шаг 6: Основания для хомутов




Разместите две пары оснований для хомутов рядом друг с другом на задней стороне солнечной панели. Важно, чтобы каналы каждой пары были на одной линии.

Шаг 7: Больше оснований




Присоедините еще два основания ко внутренней стороне П-образной линейки, на сторону напротив сервоприводов.

Шаг 8: Соединение




Прикрепите солнечную батарею хомутами, через закрепленные основания.

Шаг 9: Вставьте батарейки




Вставьте батареи в батарейный блок.

Шаг 10: Диоды




Спаяйте два диода вместе катодами (стороны диодов с дорожкой).

Шаг 11: Сборка цепи




Цепь для этого робота основана на простой солнечной зарядной цепи Дэвида Кука. Цепь содержит два диода Шоттки, соединенные катод-к-катоду, один диод присоединен к солнечной панели и одной из батарей. Такая конфигурация позволяет питаться и от батареек, и от солнечной панели, в зависимости от условий.

Так как батарейки перезаряжаемые, от солнечной панели прямо к батарейному отсеку подсоединен третий диод Шоттки для заряда батареек от солнца.

Чтобы подключить это все, подсоедините красный провод с одного из сервоприводов и черный проводок с другого к центральной точке катодного соединения.

Далее соедините красный провод с вывода батареи к аноду одного из диодов Шоттки. Соедините красный провод с солнечной панели к аноду на другом диоде.

Теперь припаяйте анод третьего диода к красному проводу, который присоединен к солнечной панели, и катод - к красному проводу от вывода батареи.
Оберните все провода термоусадочной трубкой, чтобы защитить цепь от короткого замыкания.

Шаг 12: Еще немного проводов




Спаяйте вместе все черные провода и оставшиеся свободные красные провода с сервоприводов.

Получится два спаянных соединения; один для питания, и один для заземления. Оба эти соединения оберните термоусадочной трубкой или изолентой.

Шаг 13: И еще немного оснований для хомутов




Закрепите две пары оснований на нижнюю сторону П-образно изогнутой линейки.

Шаг 14: Закрепление батарей




Закрепите батареи хомутами внутри П-образной линейки, чтобы они крепко и неподвижно сидели на своем месте.

Шаг 15: Подрезка




Отрежьте крючки на настенных пластиковых креплениях.

Шаг 16: Колеса




Приклейте настенные крепления к наружным шестеренкам сервоприводов (это будет нечто вроде колес).

Шаг 17: Включаем!




Подсоедините вывод к батарейному блоку, и робот начнет двигаться.