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假如相识BEAM呆板人的伴侣，也许对这样造型的呆板人已经很认识了——三脚支架中的两脚，加上毗连电机的底部转盘，总共三点支撑地面，晒会太阳充会电，电机驱动转盘动弹再发动呆板人移动。 从以上插图我们可以看到两种差异的造型，不外道理都是根基一样的，只不外布局上有一点区别（有一个带了碰撞环，这个后头会详细声名）。 以下为结果视频，前一段是在灯光（白炽灯）下举办测试的结果（包罗带碰撞环的结果），后头一段为在阳光下的结果。 为了利便各人，开通了PVCRobot系列呆板人淘宝网店，但愿能更好的为各人处事。 本项目套件的淘宝地点： ?id=9293648011（Ⅰ型） ?id=9294684279（Ⅱ/Ⅲ型） 一、根基道理 1.1、驱动道理 1.2、机器布局 1.3、电路道理 二、筹备事变 三、制作进程 3.1、电路焊接 3.2、三脚支架 3.3、电 路 板 3.4、电机支架 3.5、整机组装 3.6、整机调试 四、结果展示 五、扩展完美 5.1、成果扩展 5.2、版本进级 六、常见题目 七、项目总结 一、根基道理 本项目标呆板人的形状像一小我私人造卫星，是以太阳能电池作为电源，电机驱动底部的转盘动弹，从而发动整个呆板人移动。因为以自身动弹的方法举办移动的，就像一个旋转的陀螺，以是本项目呆板人又可称为“陀螺呆板人”。 1、驱动道理 本项目标驱动道理也是较量简朴的，首要是电机发动底部的转盘动弹——呆板人有一个三脚支架，同时只有相邻的某两脚支撑地面，再加上底部毗连电机的转盘，“两脚＋转盘”——三点支撑地面。电机发动转盘动弹，则个中一点动弹，其它两点支撑，呆板人就可以整体移动。
2、机器布局 本项目呆板人有一个三脚支脚，首要有三种环境的布局，轻微通过调解就可以有差异的运行结果。
1、假如是三脚支架离地较量高（相对付转盘），且底部用直径较量小的转盘，则三点均衡较量不变，每完成一次充电周期后电无邪弹只能发动转盘转一点间隔，一样平常只能是由一组相邻的双脚互换为下一组相邻的双脚支撑地面，每周期移动的间隔较量小。
2、假如是三脚支架离地过高（相对付转盘），则三点均衡相等不变，固然可以或许发动呆板人移动，可是由于支架过高导致无法互换支撑地面的双脚，就是说一向都是开始行为时默认支撑地面的双脚着地。
3、假如是三脚支架离地较量低（相对付转盘），以及底部用直径较量大的转盘，则三点均衡相对不足不变，每个充电周期后的运行可以靠近滑腻移动，也就是说每周期移动的间隔相对会大一点。
作为扩展的布局成果，本项目标呆板人还可以增进一个“碰撞环”：用PVC剪成细条做一个环，再用三根细条支架牢靠在周围一圈。本呆板人加了“碰撞环”后，假如在动弹移动的进程中，遇到障碍物后会有一个反弹转向的结果，之后再继承动弹移动（详细见：版本进级）。
3、电路道理
本项目呆板人的节制电路和PVC2号呆板人项目根基是一样的——典范的脉动充放电电路。 可是两者照旧有一点区别：PVC2号项目标电解电容是一个4700uF，而本项目标电路回收的是三个2200uF的电解电容。 三个电解电容并联在一路，其容值就是三个电解电容之和，这样本项目回收的电解电容着实就是6600uF，比PVC2号的4700uF大一点。对付本脉动充放电电路来说，电解电容的容量越大，储电量就会越大，但充电的时刻也会越长，不外放电的时刻也会越长，一连行为的时刻也会越久。 虽然，本项目之以是用三个电解电容并联在一路取代原本的一个电解电容，首要照旧由于机器布局的必要，即用三脚支架作为均衡支撑的布局。
根基道理如下： 1）太阳能电池板给电解电容充电，电解电容两头的电压不绝上升； 2）当电路电压到达LED二极管的导通电压（2V阁下）时，LED二极管导通； 3）三极管9015的基极从导通的LED二极管得到足够的导通电压，则三极管9015导通； 4）三极管9015导通后，又使三极管9014的基极得到足够的导通电压，则三极管9014导通； 5）三极管9014导通后，电机得到电流开始动弹； 6）电无邪弹，耗损电解电容中存储的电能，电路电压降落； 7）当电路电压降落到低于LED二极管的导通电压时，LED二极管截至； 8）固然三极管9015的基极失去了来自LED的导通电压，可是因为此时三极管9014已经导通，导通后的电流除了提供应电无邪弹之外，还通过电阻分流了一部门从头回到三极管9015的基极（形成一个轮回），即三极管的基极照旧有足够的导通电压； 9）当电机继承动弹耗损电解电容的电能时，电路电压进一步降落，则即便三极管9014导通后回流给三极管9015基极的电压也无法担保三极管9015继承导通（轮回被粉碎），则两个三极管都截至，电机遏制动弹； 10）电解电容从头充电，继承一再上面的各环节。 简朴的说，即：太阳能电池对电解电容充电，当充电量到达由LED二极管配置的充电上限后，则电路开始刹时放电提供应电无邪弹；固然电无邪弹耗损电能使电压降落至低于LED二极管的下限，可是因为电路存在一个导通轮回的机制，如故会继承放电让电无邪弹，可以或许尽也许的把电解电容中存储的电能都耗损掉；耗损完电解电容中的电能后，从头由太阳能电池对其举办充电……云云轮回来去。 也可以这样领略：太阳能电池对电解电容举办迟钝充电（太阳能电池的电流较量小），充电到达上限后对电机举办刹时放电（电机的电流较量大）；放电遏制的下限较量低，可以较量彻底的把充电的电量耗损完。 在PVCRobot 2号呆板人的项目中已经对该电路道理举办了更具体的说明，这里不再一再。假如尚有不清晰的，可能有乐趣继承相识的，可以点击这里：PVCRobot 2号 电路道理说明。 二、筹备事变 本项目必要的器械首要包罗：PVC线槽、小型电机（马达）、太阳能电池、电阻、电解电容、二极管、三极管、螺丝/螺帽等。
以下列出本项目首要器械，个中的采购预算，因为有些器械采购时一样平常是批量的，而本项目中现实行使用不了那么多（剩下的可以留在往后的其他项目上），以是其它加了一项本钱折算。 首要的器械都可以从网上购置，我列出了一些淘宝上的网址，根基上我也是通过这个渠道举办采购的，供各人参考。
名称 规格 数目 采购预算/本钱折算 来历 用途 PVC线槽 2.5CM宽度1段 4元 / 0.5元 实体五金店 首要布局原料小电机 微型马达1个 3元 淘宝：morehave 动力太阳能电池 1.5V2片 2.2元 淘宝：zhiqiang588 电源电阻 2.2K1个 8元 / 0.03元 淘宝：jxpjihao 电子元件电解电容 2200uf3个 0.6元 淘宝：东莞创博… 电子元件二极管 LED发光二极管（红/黄/绿）1个 0.08元 淘宝：lc事变室 电子元件三极管 9014、9015各1个2个
4.5元 / 0.15元 淘宝：jxpjihao 电子元件
电路板 电路板/尝试板/万用板/洞洞板1块 1.5元 淘宝：lm750811 齿轮组 巨细两个可选的底部转盘1对 2元 淘宝：morehave 底部转盘胶管 自行车气门芯胶管1条 0.2元 / 0.02元 实体五金店 小转盘“外胎”M1.2*5螺丝 直径1.2mm，长5mm 1颗 4元 / 0.04元 淘宝：精隆五金… 牢靠PVC原料M2*6螺丝 直径2mm，长6mm，平头 1颗 2元 / 0.02元 淘宝：精隆五金… 牢靠PVC原料M1.2螺母 孔径1.2mm1颗 15元 / 0.15元 淘宝：微型螺丝… 牢靠PVC原料M2螺母 孔径2mm1颗 2元 / 0.02元 淘宝：精隆五金… 牢靠PVC原料合计
49.08元 /10.31元 #p#分页问题#e# 同时为了利便列位伴侣，我也开通了PVCRobot系列呆板人淘宝网店，但愿能更好的为各人处事。 本项目套件的淘宝地点： ?id=9293648011（Ⅰ型） ?id=9294684279（Ⅱ/Ⅲ型） 三、制作进程 以下将凭证制作的次序，全程先容本项目呆板人的制作进程。 3.1、电路焊接
本项目呆板人的节制电路和PVCRobot 2号呆板人项目是一样的，固然一个是单个的大电解电容，一个是三只并联在一路的小电解电容，可是电路板照旧一样的（电解电容可以外接）。 关于电路焊接的声名这不再一再，详细请参考这里：PVCRobot 2号电路焊接。
这是“电路板正面机关图”（无焊点的一面，黑芯蓝点为焊点，蓝色带代表焊点相连）：
这是“电路板底面机关图”（有焊点的一面，黑芯蓝点为焊点，蓝色带代表焊点相连）：
选读内容——搭焊： 作为实行可能说作为进阶，也可以省去电路板，直接对电子元件的引脚举办搭焊。 由于要环绕电机直接搭焊，为了防备电机的金属外壳把电路给短路了，可以在外壳上包一圈透明胶布。
搭焊电路的结果较量有粗放的艺术质感，并且差异的人也许焊接机关的方法差异，最终的结果也都纷歧样，作为DIY来说会较量有本性。但直接搭焊对付焊接的能力要求较量高，尤其是轻微伟大一点的电路欠好掌握好。正由于云云，在我们PVC教程中只是把搭焊作为一个隶属的“选修”内容。假如对搭焊结果有乐趣的伴侣，可以会见我伴侣的博客：
电路调试 出格留意，本项目标太阳能呆板人一样平常只能在太阳下才气运行，而在平凡灯光下因为亮度不敷将无法正常运行。假如要在室内测试太阳能呆板人，因为光泽不敷就必要借助出格的灯光——可以选择100瓦的白炽灯（在实体五金店中可以很轻易买到灯胆和插座），以取代阳光。（留意：不能用一样平常日光灯或是节能灯，由于其亮度无法让太阳能电池有足够的输出功率）。
3.2、三脚支架 用三只电解电容做成三脚支架。 先把三只电解电容按下图机关排好。
把三只电解电容的电极并联焊在一路。
3.3、电路板 电子电路是与前几个项目一样的太阳能脉动充放电节制电路，作为一个经典的电路根基上可以做成通用电路板，见下图，个中LED发光二级管这次选择黄色的。
对应到以下电路板底面图中橙色圈所对应的焊点位置，把电机电极直接焊接在电路板上。
焊接好的电路板和电机。
3.4、电机支架 用铰剪把PVC原料剪裁并用尖嘴钳折成一个电机的支架，如下图所示。
3.5、整机组装
开始整机组装。 筹备好全部的待组装器件：太阳能电池板、太阳能电池板的支架、电机支架、电机以及电路板。
把电机、电机支架以及太阳能电池板用螺丝牢靠起来。
把太阳能电池板用双面胶布牢靠在支架上，凭证电路道理图把电解电容以及太阳能电池板的电极用电线与电路板毗连起来。同时把小齿轮安装到电机上，而且在小齿轮上套上一截自行车气门芯胶管（也可以省略）。
组装完毕的呆板人。
3.6、整机调试 #p#分页问题#e#完成整机组装后，必要举办调试。 起首，测试电路是否正常事变，可以在100W白炽灯光下测试电路的充放电节制是否正常，电机是否可以或许正常动弹（见视频中在灯光下的结果）。
四、最终展示 最终结果展示。
五、扩展完美 5.1、成果扩展 除了调解三脚支架可以改变本呆板人的最终运行结果外，还可以通过改换底部的转盘改变运行结果，即可以把底部的小齿轮转盘改为大齿轮转盘。（详细可拜见视频中灯光下的大直径转盘部门的结果）。
5.2、版本进级 作为进级版本，本项目标呆板人可以增进一个“碰撞环”：用PVC剪成细条做一个环，再用三根细条支架牢靠在周围一圈。安装了“碰撞环”之后，假如在动弹移动的进程中，遇到障碍物后会有一个反弹转向的结果，之后再继承动弹移动。 以下为一个进级版本的光能陀螺，带“碰撞环”，而且布局部门从头作了计划，命名为“PVCRobot 5号Ⅱ型”。详细运行结果可以见上面视频中碰撞环的部门。
下面大略的先容一下制作进程。 原料筹备和第一个版本是相同的，电路板也是直接焊接在电机电极上的，不外三个电解电容可以选择外形上轻微细长的范例，且引脚不必要很长的那种。
用透明胶布把三个电解电容如下图所示绑贴在电机支架周围做成支架，而且给电机装上小齿轮并在表面套一截自行车气门心胶管做成底部转盘（也可以只安装小齿轮不消气门芯胶管，运行结果会有差异）。留意电机轴突出要高过三个电解电容的底部，即让底部转盘要轻微高过三个电解电容做成的支架。
用PVC裁成细长条，个中一端折一个弯（用于直接插入三角形电机支架的三角旷地中），而且在30mm阁下的长度再扭一个弯。
碰撞环也可以用细一点的金属丝来做，重量更轻、弹性更好，以下是用单芯铜芯胶皮电线做的碰撞环（也可以思量用网线内芯的铜线）。为便于区分命名为“PVCRobot 5号Ⅲ型”。 用PVC做环的支架，把铜芯电线用502胶水粘贴在支架上。
出格保举：假如对付全金属版本的陀螺呆板人感乐趣的，可以会见我伴侣的博客：微型呆板人系列太阳能陀螺
六、常见题目 正常环境下，在阳光下测试，电机遇有节拍的转一阵、停一阵，留意调查还会发此刻电机开始动弹的刹时LED会有一点微光闪动。 针对应用当前的太阳能脉动充放电节制电路制作太阳能动力呆板人，以下列出也许存在的题目以及办理的要领：
1、电机转一下就遏制，电路不再触发。 1）电机内阻太大：假如是小电流的电机，由于内阻较量大，电解电容充电分压在LED两侧的电压较低不敷以让LED导通，办理的步伐是可以实行在电机两头并联一个几十欧姆的电阻。 2）假如是在凶猛阳光下存在这个题目，则是太阳能电池板的电压太高以及电机功率较小的缘故起因：太阳能电池板电压高，而电机功率小而耗损的电流也小，电机放电的速率赶不上太阳能充电的速率，导致三级管一旦导通后就无法截至，办理的步伐是可以实行在NPN三级管基极与PNP三极管集电极之间毗连一个1k阁下的电阻，使三级管导通的前提进步；其它也可以相同第一种环境在电机两头并联一个几十欧姆的电阻，也就是说可以加大放电时的电流，加快放电。
2、电机一向动弹，没有节拍性的转／停。 1）太阳能电池板的电压太高：实行多串联一个LED以进步电路充电阈值上限（回收本教程对应淘宝店提供的套件一样平常不存在该题目）。 #p#分页问题#e#3、电机不转，LED也不亮。 1）太阳能电池板的电压太低：至少要求太阳能电池板额定最高电压可以或许到达3V（回收本教程对应淘宝店提供的套件一样平常不存在该题目）； 2）光泽不敷：必要在足够的阳光下可能白炽灯下举办测试； 3）电路错误：搜查电路焊接是否正确。 4、LED常亮，电路不触发。 1）电路错误：搜查电路焊接是否正确。 5、电机嘶嘶响，可是不转。 1）储能电解电容容量过大：实行减小储能电解电容的容量，按照履历一样平常耐压高、体积大的电解电容用在这个呆板人电路上结果最好（回收本教程对应淘宝店提供的套件一样平常不存在该题目）。
七、项目总结 本项目是一个以简朴电子元件电路为节制基本的智能呆板人。对付刚入门的伴侣，可以通过这个项目： 1、加深脉动充放电节制电路在太阳能驱动应用方面的领略； 2、相识电容并联的应用； 3、相识太阳能陀螺布局的道理以及应用； 4、起源相识电子元件的搭焊。 本项目标机器布局也较量非凡，提议有前提的伴侣可以试试手作为一次实践经验。 本项目套件的淘宝地点： ?id=9293648011（Ⅰ型） ?id=9294684279（Ⅱ/Ⅲ型） (责任编辑：admin) |
