Un ocell amb imants: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Sobre el projecte

El projecte us mostra com fer una joguina que representi un ocell que piuli mentre el motiveu a fer-ho. L’ocell té un òrgan específic de sentits anomenat ‘canya’; a mesura que un imant s’aproxima a aquest element, els contactes es tanquen i el circuit electrònic s’energia; llavors surten els sons. Vaig utilitzar un petit pal magnètic d’una joguina infantil, lleugerament disfressat de micròfon amb la part superior feta d’espuma de poliestir, per ‘motivar’ l’ocell; sou lliure de triar qualsevol altra forma de motivació sempre que s’hi inclogui un imant.

Subministraments

Components necessaris per al circuit

Circuit integrat NE555 - 1 unitats

Transistors 2N3904 - 4 unitats

Potenciómetres o retalladors 100K - 2 unitats

Resistències:

10K - 2 unitats

2,2K - 2 unitats

1K - 3 unitats

100 Ohm - 1 unitats

Condensadors electrolítics (tensió mínima de 10 V):

50 microfarad - 1 unitats

4,7 microfarad - 1 unitats

100 microfarad - 1 unitats

Condensadors ceràmics (tensió 50 V):

0,1 microfarad - 2 unitats

0,01 microfarad - 1 unitats

Altaveu petit amb bobina de 8 Ohm

Socket per al circuit integrat

Connector per a una bateria de 9V

Bateria de 9V

Un tros de placa de textolita perforada

Filferros

Eines necessàries per construir el circuit

Pistola de soldar amb soldadura

Talladors de filferro

Pinces

Ganivet exacte

Materials i eines necessàries per construir la figura de l’ocell

Depèn de com faria l’ocell. No excloo que algú pugui imprimir en 3D tant l’ocell com el recinte per a la seva part electrònica. Vaig fer l’ocell de pasta FIMO i vaig fer servir una caixa de te buida per fer el recinte. El procediment es descriu a les seccions del cos i el recinte de Bird.

Pas 1: Circuit electrònic

El circuit consta de dos multivibrators astables. El primer està construït amb un IC NE 555 i produeix impulsos amb una freqüència molt baixa que determina l’interval entre els ‘paquets tweet’. La freqüència es pot canviar mitjançant el potenciòmetre R2.

Transformem la fórmula general (vegeu la secció de referència) per a la freqüència de pols d’aquest tipus de multivibrador tenint en compte el potenciòmetre R2; per exemple, quan el control lliscant es troba a la posició central, la freqüència de pols és:

f = 1,44 / (60 KOhm + 2 * 60 KOhm) * 50 microfarad = 0,16 1 / s, el que significa que apareix un pols a la sortida IC cada 6,25 s

Aquest pols arriba a la base de Q1 i l’obre; així, el segon multivibrador s’energia.

Aquest multivibrador està construït amb els transistors Q2 i Q3; sense el C3 i el R7 seria un multivibrador astable normal (vegeu la referència) la freqüència del pols del qual es calcula amb la fórmula:

f = 1,38 / R * C

Per tant, f = 1,38 / 2,2 KOhm * 0,1 microfarad = 3294 1 / s

Aquesta freqüència determina l’altura d’un tuit. El potenciòmetre R7 i el condensador C3 determinen l'interval entre els tuits.

Suposem que C3 està completament descarregat abans que el circuit s’energia; el condensador comença a carregar-se a través de R6, R8 i les unions base-emissor de Q2 i Q3; el corrent flueix per C3 i el circuit funciona. Quan C3 està completament carregat, la seva placa superior és positiva i la placa inferior és negativa; per tant, Q2 i Q3 es tanquen.

C3 comença a descarregar-se a través del potenciòmetre R7; per tant, es pot variar el temps de descàrrega. Un cop descarregat C3, comença a recarregar-se, el corrent torna a fluir, el circuit funciona i produeix un "tuit".

C3 es compon de dos condensadors: un de 4,7 i l’altre de 100 microfarades; He provat diferents valors de C3 per fer sonar el to més o menys com un tuit d’ocells real; també podeu jugar amb el valor de R7 per modificar els tons.

El pols del col·lector de Q3 arriba, a través de R10, a la base de Q4; aquest darrer s’obre i el pols s’escolta a l’altaveu. S'instal·la un connector femella per al contacte reed a la línia '+'; aquesta característica, combinada amb el connector mascle del contacte de canya (interruptor magnètic, RSU) permet desconnectar la figura de l’ocell del circuit, si cal.

El circuit està muntat en una peça de textolita perforada de 35 x 70 mm.

Pas 2: contacte amb Reed

El contacte consta de:

una banda de 50 x 2 mm de textolita revestida de coure: aquesta és la base del contacte

una franja de 50 x 1 mm de xapa de ferro fina de 0,5 mm: és la canya que s’estén sota l’acció del camp magnètic

una peça de plàstic de 2 X 5 mm: per fixar la canya a la seva base i proporcionar-ne l'aïllament mutu; aquesta peça està enganxada amb resina epoxi

una peça de 2 x 5 mm de placa de ferro d’1 mm de gruix: soldada a l’extrem de la canya per augmentar la força d’atracció magnètica; de fet, la major part d’aquesta força s’aplica a aquest pes que, al seu torn, fa que la canya s’estrenyi

La sensibilitat de la canya depèn de la seva longitud, amplada i gruix; una canya més prima augmentaria el rang de detecció fins i tot si la resta de paràmetres (longitud, amplada, massa de la peça final, força magnètica) romanen sense canvis.

El contacte es marca com MSW (interruptor magnètic) al dibuix del circuit. Quan s’apropa un imant al contacte, aquest es tanca i el circuit s’energia.

Pas 3: Figura d’ocell

Aquest ocell s’inspira no només en un conegut ocell, sinó també en el monarca de cap negre (Hypothymis Azurea).

La figura està feta de pasta FIMO blava. Vaig fabricar patrons per a les ales per fer-los de la mateixa forma regular i vaig tallar la làmina fina de 1,5 mm de pasta FIMO. Cada pota té un marc fet amb filferro de coure estanyat d’1 mm de gruix; aquest marc no només reforça les potes, sinó que també serveix per fixar la figura a la coberta del recinte. Les imatges mostren com fer aquest tipus de marc.

També vaig fer un patró per al cos, però el vaig fer servir com a referència mentre feia el cos "mà lliure".

Després de reunir tots els elements de la figura i que la figura es vegi segons els vostres conceptes artístics, s’ha de curar a 130 graus C (no més !!!) durant 30 minuts; aquesta operació es podria realitzar en un forn casolà.

Després de curar la figura, s’ha de fer un canal per passar els cables del contacte de canya; Vaig fer aquest canal com una combinació de dos forats de 4 mm de diàmetre.

Per passar els cables pel canal, vaig passar un tros de fil de gruix, vaig fixar un extrem dels cables a la línia i els vaig passar. Després, vaig instal·lar el contacte de canya al canal i vaig enganxar el bec de paper gruixut.

Pas 4: recinte

Vaig fer servir una llauna de te buida per fer el recinte del circuit. La coberta té dos forats d’1 mm per a les potes de l’ocell i un forat de 3 mm per als cables del contacte de canya. S'instal·la un connector macho als extrems lliures dels cables que permet separar l'ocell amb la coberta del recinte, si cal. Els marcs de les potes s’instal·len als forats d’1 mm i es solden a la coberta; així, la figura es manté en posició.

Un suport de bateria fet amb placa metàl·lica de 0,5 mm de gruix es solda al fons del recinte.

Una peça de cartró en forma de segment s’enganxa a la part inferior del recinte per aïllar el circuit del recinte.

L’altaveu s’instal·la en un tros de cartró fixat tant a la part inferior com a les parets del recinte mitjançant plàstic de pistola de cola fos.

Es realitzen setze forats de 2 mm al costat del recinte segons un patró, per obrir pas al so; sou lliure de produir el vostre propi patró, però és convenient que l’àrea total dels forats sigui més o menys igual a la zona emissora de so de l’altaveu.

Pas 5: referències

Astable IC 555

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555…

Estable amb transistors

www.electronics-tutorials.ws/waveforms/ast…

Càrrega RC

www.electronics-tutorials.ws/rc/rc_1.html