Dit project is speciaal voor fans van zonnepanelen. Zodra je in onze handen viel! Dit is het lot ...
Je dacht waarschijnlijk dat we besloten hebben om de wereld te veranderen met behulp van eenvoudige goedkope zonnepanelen. HAHAHA, je bent zo naïef! Nu zal ik het ware doel van onze "zonne-experimenten" vertellen.
Lang leve de kakkerlak op zonne-energie van Madagaskar!
Deze baby Gromphadorhina portentosa kost minder dan een hotdog en heeft slechts 15 minuten nodig. Geïnspireerd door vergelijkbare projecten op een conventionele batterij (waarbij een klein object dankzij een fotocel naar de lichtbron beweegt), besloot ik een analoog op een zonnebatterij te maken. U kunt dit eenvoudig doen door een fotovoltaïsche module bovenop de 'dierenkoffer' te plaatsen. We hebben 77 504 kakkerlakken uit Madagaskar gemaakt die in het leven maar van twee dingen genieten: protonen en je angsten!
Binnenkort zullen we onze "kinderen" vrijlaten, in een pretpark of op een soort beurs in uw stad. Ze zullen de lokale kittens klikken en vermaken totdat de zon in miljarden jaren verdwijnt ... De enige schuilplaats tegen de invasie van de kakkerlak is een goed opgezette paraplu!
Laten we beginnen met het maken van een race-kakkerlak.
Stap 1: Wat heb je hiervoor nodig
- Een speelkaart (alleen een stuk dik papier, acryloplast of ander materiaal tot 2 mm dik is ook geschikt).
- Dubbelzijdige tape: iedereen zal het doen, mijn favoriete optie is raamtape.
- Een paar stroken kleverige koperfolie: het is een must-have voor elke klus met zonnepanelen. Zo'n lint is te vinden in elke kunstwinkel.
- Een stuk acryl of PET kleiner dan je speelkaart: ik gebruikte een rechthoek van acryl canvas 70 x 60 mm.
- 5 fotocellen *
- Een vibratiemotor die trilt met een spanning van 0,5 - 2V
- 5 minuten durende epoxylijm, ontworpen voor temperaturen van minimaal 90 ° C.
- Hete lijm en pistool voor hem
- Teflon vel (optioneel)
* Als u nog nieuw bent in de wereld van fotonische robots, is de term "fotocel" u duidelijk niet bekend. fotocellen zijn kleine stukjes mono- of polykristallijn foto-elektrisch silicium, met laser gesneden of handmatig in kleinere fragmenten van zonnepanelen.Dit zijn slechts kleine rechthoekige tegels van magisch silicium die in het paneel zijn genaaid. Zij zijn het die zonlicht omzetten in elektriciteit.
Stap 2: Lijm de koperen geleider op de speelkaart
Voor de twee polen van het zonnepaneel heeft u twee stukken koperen ducttape nodig. Snijd het gewenste stuk, trek het papier eraf en lijm het vast. Spijker de folie glad tot een glans :)
Omdat we een paneel gaan maken met een spanning van 2V (met één fotocel als nepgeleider), en we 5 fotocellen nodig hebben, heb ik twee stukjes folie 25 mm op een afstand van 45 mm van elkaar geplaatst (zie foto van de verkeerde kant en voorkant).
>> Onthoud dat de beste koperfolie zonder lijm stroom op een oppervlak geleidt. Hoe dikker de laag, hoe minder betrouwbaar de geleidbaarheid.
Stap 3: Double Tape gebruiken
Aan de zijkanten van de folie moet je twee stroken dubbelzijdig en plakband lijmen. Ga in geen geval op de folie met tape, dit kan namelijk een afname van het vermogen van de zonnebatterij veroorzaken.
Stap 4: Monteer de Solettes
In deze stap combineren we de fotocellen tot één batterij.
Voorheen gebruikte ik bij dergelijke projecten superlijm en geleidende pasta en soldeer. Voor de lichte kakkerlak van Madagaskar heb je dit allemaal niet nodig, je zult het veel gemakkelijker doen. Het is noodzakelijk om de rand van de ene fotocel op de rand van een andere te plaatsen, zonder lijm of verklevingen. Dit ontwerp sluit het batterijcircuit.
Theorie:
Elke fotocel of ander type mono- of polykristallijn foto-elektrisch silicium produceert 0,5 - 0,6 V met een kleine stroom voor de meeste mogelijke nuttige toepassingen van deze energie. We moeten voldoende fotocellen bij elkaar zetten, met een circuit, zodat ze in totaal meer spanning geven.
Om de vibromotor te laten draaien en de vibratie te creëren die nodig is om de robotkakkerlak in beweging te brengen, moet een spanning van ongeveer 2V op de motordraden worden aangelegd. Dit betekent dat we een batterij van 4 fotocellen nodig hebben (die in totaal 2,0V zullen leveren).
Ik raad het gebruik van fotocellen van 13x52 mm aan, die elk een voedingsstroom leveren in de buurt van 150-200 mA per fotocel. Dit is veel meer dan genoeg om de vibrator op volle snelheid in beweging te brengen, ook op een bewolkte dag. Omdat we verschillende fotocellen samenstellen, wordt de spanning opgeteld, maar de stroom niet. 4 fotocellen achter elkaar geven op een heldere dag 2.0V en een stroom van 150 - 200 mA af, en ongeveer ⅓ van deze stroom op een bewolkte dag.
Terug naar de fotocellen: (+) de output is de grijze onderkant van de eerste fotocel in de ketting. Toegang tot de (-) output kan worden verkregen door middel van een elektrische bus of zilveren strepen op het blauwe oppervlak van de resulterende batterij, of door een "nep" fotocel te gebruiken, die geen elektriciteit zal produceren, maar alleen zal dienen als een connector tussen het buitenoppervlak van een fotocel en de binnenkant van de tweede. Dit is de beste aanpak, zoals ik het op de foto laat zien. Het is niet jammer om een fotocel op te offeren vanwege de eenvoud die deze methode ons geeft. Negeer alles wat ik in de vorige paragraaf heb geschreven. We hebben 5 fotocellen nodig, niet 4, en 1 wordt de basisgeleider.
Oefenen:
Zorg er bij de eerste fotocel voor dat er aan de binnenkant een witte band zit voor contact met koperfolie. Ik heb in dit voorbeeld een fotocel met een solide rail gebruikt. Plaats de fotocelbus minimaal 2 mm op de folie voor een stabiele verbinding. De fotocel moet goed aan de kaart worden bevestigd dankzij twee plakstrips aan de zijkanten van de kaart. Vergeet niet dat het de blauwe kant van de kaart is die naar de zon kijkt.
Leg nu de tweede fotocel over de eerste 2 mm. En nogmaals, ten minste een deel van de rail onder de tweede fotocel moet contact maken met de witte bus bovenop de eerste fotocel om een goede geleiding te garanderen (dit is geen verplichte regel voor dergelijke tegelachtige panelen, maar meer daarover in een van de volgende workshops). Plaats alle vier de fotocellen op elkaar. De vijfde en laatste fotocel moet aan de onderkant een stevige band hebben, die ervoor zorgt dat fotocel nr. 4 wordt aangesloten op de koperstrip (-) van de paneelrand.De laatste fotocel werkt net als een geleider, een stuk aluminiumfolie of een in meerdere lagen gevouwen koperen platte geleider werkt ook goed. Maar het gebruik van een "nep" fotocel geeft het meest betrouwbare resultaat, dus ik raad het aan.
Stap 5: inkapseling en coating
Om de toekomstige kudde zonnekakkerlakken te beschermen, gebruiken we een hars van 5 minuten en een laag transparant acryl. Epoxy is niet de beste keuze voor de fabricage van zonnepanelen, omdat het geel wordt in de zon als gevolg van ultraviolette straling. Maar acryl blokkeert ultraviolet, dus met dit duet kun je de levensduur van de zonnebatterij goedkoop serieus verlengen.
In theorie tenminste. Zelf heb ik dit type paneel al meer dan een paar dagen niet getest. Dus vertel me zelf of de theorie van de werkelijkheid overeenkomt!
Meng ongeveer 2 ml epoxy; dat is genoeg om ons zonnepaneel in de volgende stap te slaan.
Leg hars op de fotocellen. Voeg een acrylcoating toe (ik heb een plaat van 1 mm dik gebruikt, maar dunner of dikker acryl werkt ook). De acrylplaat moet de fotocellen gewoon bedekken en een paar mm daarbuiten uitsteken, zodat er ongeveer 20 mm aan een ongecoate kaart aan de zijkanten zit, zoals te zien is op de foto. Ik heb een stuk acrylplaat van 70x60 mm.
En dan moet je bovenop een gewicht van 5-10 kg leggen om deze kaart-foto-cel-epoxy-acryl sandwich samen te drukken. Mijn paneel heeft met succes een crashtest doorstaan met een pers van 15 kg (wat overeenkomt met een druk van 2 psi op het paneel). Het paneel moet van de pers worden gescheiden door iets dat niet plakkerig is, anders loopt de kakkerlak het risico levenslang aan dat zware voorwerp te blijven plakken. Ik heb een teflonlaken gebruikt.
De batterij moet 10 minuten onder de pers liggen en dan moet je hem van daaruit bevrijden. Dit wonder zou op een mooie zonnige dag ongeveer 2,5 V en 150-200 mA moeten produceren. Nog minder stroom zorgt voor de normale werking van de vibromotor bij maximaal vermogen, aangezien de motor tientallen mA nodig heeft bij 2V.
Stap 6: Lijm de vibratiemotor aan de achterkant van de speelkaart
Er zijn een paar basissoorten vibromotoren. De meest populaire optie heeft een asymmetrische massa aan de uiteinden, die het effect van trillingen van enkele honderden Hz veroorzaakt tijdens rotatie van de massa. Een andere minder populaire vorm is een uniform gevulde schijf.
Als je een asymmetrische massaoptie hebt, centreer dan de massa in het midden van de achterkant van de speelkaart. Druppel hete lijm en lijm de vibrator zodat de lijm niet op de traagheidsmassa valt. Als er zelfs maar een stuk hete lijm op komt, zal de kakkerlak op zijn buik vallen voordat hij wordt vrijgegeven voor een wandeling. Breek zijn bewegingsapparaat niet!
Stap 7: Soldeer de contacten van de vibratormotor aan de koperen contacten van de accu
Soldeer ligt heel goed op koper. Omdat de kinderen graag een lopende kakkerlak pakken, heb ik loodvrij soldeer gebruikt en gesoldeerd bij een temperatuur van 350C.
Ik ontdekte dat het niet uitmaakt welke draad aan welk contact op de batterij is gesoldeerd. Misschien doet dit er voor sommige motoren toe. Soldeer dan het rode motorcontact op de koperstrip bij de eerste fotocel, want dit is het (+) batterijcontact.
Stap 8: Buig de voeten
Dit is de laatste en belangrijkste stap!
Kies welke kant van de kaart de "kop" van de kakkerlak zal zijn. Vouw deze twee hoeken om terwijl je pagina's in een boek buigt. Deze bochten moeten groot genoeg zijn zodat de motor rustig kan draaien wanneer de kakkerlak op zijn “poten” staat.
Buig ook de andere twee hoeken.
Theorie:
Wanneer de motor draait, trilt de hele kaart. Het doel van deze 'benen' is dat al deze trillingen in dezelfde richting worden gericht. Merk op de foto op hoe de twee voorpoten er in dezelfde richting uitzien als de achterpoten (één paar poten is gebogen).Dit is een klein geheim, hoe je een kakkerlak moet leren lopen en zelfs rennen, en niet willekeurig in de hoek rondduwen
Kakkerlak is klaar voor de race!