太陽(yáng)能動(dòng)力昆蟲(chóng)機(jī)器人DIY-可愛(ài)的蚊子

還是對(duì)于水流的例子，本項(xiàng)目的震動(dòng)馬達(dá)相當(dāng)于一個(gè)“以水流驅(qū)動(dòng)的水輪機(jī)(水車(chē))”，水流從高處留下來(lái)，沖擊扇葉，扇葉帶動(dòng)一根轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果就是把水流落差的勢(shì)能轉(zhuǎn)為機(jī)械旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能。

(6)太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池是本項(xiàng)目機(jī)器人的能量來(lái)源?！　‰姵氐碾娮臃?hào)如下圖：

a)第一個(gè)和第二個(gè)為普通電池的符號(hào)。

□ 一根長(zhǎng)線和一根短線為一組，長(zhǎng)線的一段為正極，短線的一段為負(fù)極;

□ 很多時(shí)候，一組長(zhǎng)短線就代表一節(jié)電池，兩組就代表兩節(jié)電池;

□ 也有些時(shí)候，多少組長(zhǎng)短線并不代表具體多少節(jié)電池，尤其是在電壓比較高時(shí)(如果真要換成多少節(jié)電池來(lái)表示可能需要非常多組的長(zhǎng)短線，那樣的話太復(fù)雜)，而只是代表是電源，具體多少電壓一般會(huì)在旁邊直接注明，比如：3V、1.5V*2(意為兩節(jié)1.5V的電池)。　　b)第三個(gè)符號(hào)是電池旁邊帶了英文“Solar Cell”， 含義就是“太陽(yáng)能電池” 。

c)第四個(gè)符號(hào)是電池旁邊帶了一組射入的箭頭，代表光線，其實(shí)也指的是“太陽(yáng)能電池” 。　　太陽(yáng)能電池是一種把光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。單片太陽(yáng)能電池板的功率都不大，電壓電流都不高，如果用多塊太陽(yáng)能電池板串聯(lián)來(lái)可以提高電壓，如果用多塊太陽(yáng)能電池板并聯(lián)來(lái)可以提高電流，也可以是即串聯(lián)又并聯(lián)既提高電壓也提高電流。即便如此，由于太陽(yáng)能電池的效率并不高，所以一般不會(huì)直接用太陽(yáng)能電池作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)用專門(mén)的大電流電池組，而太陽(yáng)能電池只是用于給這些電池組進(jìn)行充電(充電電流要求不高)。

本項(xiàng)目的機(jī)器人的移動(dòng)方式?jīng)Q定了其不需要持續(xù)的電源供電，所以我們用可以用太陽(yáng)能電池進(jìn)行直接的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，中間通過(guò)一個(gè)巧妙的電能積蓄電路進(jìn)行電能收集，達(dá)到一定的量之后進(jìn)行瞬間短暫的放電以獲取足夠的電流。具體原理在后面的電路分析中會(huì)有詳細(xì)的說(shuō)明。

同樣對(duì)于水流的例子，我們把太陽(yáng)能電池看成是“可以收集雨水的裝置(雨水收集器)”，即把曬太陽(yáng)看成是淋雨(正好相反，哈哈)，把“收集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能形成電流”看成是“收集雨水形成水流”。

本項(xiàng)目采用兩片1.5V/50mA的太陽(yáng)能電池板串聯(lián)在一起使用。

3)原理分析　　接下來(lái)我們對(duì)本項(xiàng)目的電路進(jìn)行原理分析，有興趣深入了解的朋友可以繼續(xù)跟著來(lái)，如果已經(jīng)很熟悉的可以跳過(guò)本節(jié)?！　”卷?xiàng)目機(jī)器人的電路實(shí)際上是一個(gè)比較巧妙的電路——脈動(dòng)充放電控制電路，其可以把功率較低且有可能斷斷續(xù)續(xù)的太陽(yáng)能電能收集起來(lái)集中存儲(chǔ)，當(dāng)存儲(chǔ)的電能達(dá)到一定量的時(shí)候，通過(guò)瞬間短暫的放電以獲取足夠的電流去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。雖然瞬間放電的電流足夠大能夠驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，但是持續(xù)時(shí)間很短，在積蓄的電能很快耗盡后，則馬達(dá)停止電路重新開(kāi)始收集太陽(yáng)能進(jìn)入下一次循環(huán)?！　〖词沁@樣一個(gè)過(guò)程：　　　　太陽(yáng)能充電——>積累電能——>瞬間放電——>驅(qū)動(dòng)馬達(dá)——>耗盡電能——>太陽(yáng)能充電……

由以上看出，本項(xiàng)目的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的頻率是有一個(gè)間斷性的，即周期性一陣陣的挪動(dòng)，陽(yáng)光亮度越大，每個(gè)周期中間的間隔時(shí)間就越小，相當(dāng)于挪動(dòng)得更快。(1)常規(guī)分析　　下面我們將以常規(guī)的方式，即從電子專業(yè)的角度，對(duì)電路圖的原理進(jìn)行分析。 　　特別說(shuō)明：以下的箭頭并不一定代表電流方向，只是為了說(shuō)明電路執(zhí)行的流程，實(shí)際電流方向總是從正極流向負(fù)極?！　)太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并給電解電容充電。

b)電解電容積蓄電能，過(guò)程中整體電路的電壓逐步上升，當(dāng)達(dá)到LED二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)(2V)，LED二極管導(dǎo)通。

c)LED二極管導(dǎo)通后，可以給PNP三極管的基級(jí)提供足夠的電壓，促使PNP三極管導(dǎo)通。

d)PNP三極管導(dǎo)通后，反過(guò)來(lái)又給NPN三極管的基極提供足夠電壓，促使NPN三極管導(dǎo)通。

e)NPN三極管導(dǎo)通，一方面通過(guò)電阻給PNP三極管基極保持足夠的導(dǎo)通電壓，另一方面驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中用電阻可以降低電流，以保護(hù)LED二極管以及PNP三極管不容易燒壞，而且也降低LED二極管的功耗(畢竟這里L(fēng)ED二極管的主要作用不是用來(lái)發(fā)光的)，讓更多的電能都用在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上。

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