太陽能動力昆蟲機器人DIY-可愛的蚊子

還是對于水流的例子，本項目的震動馬達相當于一個“以水流驅(qū)動的水輪機(水車)”，水流從高處留下來，沖擊扇葉，扇葉帶動一根轉軸轉動，結果就是把水流落差的勢能轉為機械旋轉的動能。

(6)太陽能電池

太陽能電池是本項目機器人的能量來源?！　‰姵氐碾娮臃柸缦聢D：

a)第一個和第二個為普通電池的符號。

□ 一根長線和一根短線為一組，長線的一段為正極，短線的一段為負極;

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

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

c)第四個符號是電池旁邊帶了一組射入的箭頭，代表光線，其實也指的是“太陽能電池” ?！　√柲茈姵厥且环N把光能轉換為電能的器件。單片太陽能電池板的功率都不大，電壓電流都不高，如果用多塊太陽能電池板串聯(lián)來可以提高電壓，如果用多塊太陽能電池板并聯(lián)來可以提高電流，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，由于太陽能電池的效率并不高，所以一般不會直接用太陽能電池作為動力驅(qū)動，動力驅(qū)動用專門的大電流電池組，而太陽能電池只是用于給這些電池組進行充電(充電電流要求不高)。

本項目的機器人的移動方式?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能電池進行直接的動力驅(qū)動，中間通過一個巧妙的電能積蓄電路進行電能收集，達到一定的量之后進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有詳細的說明。

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

本項目采用兩片1.5V/50mA的太陽能電池板串聯(lián)在一起使用。

3)原理分析　　接下來我們對本項目的電路進行原理分析，有興趣深入了解的朋友可以繼續(xù)跟著來，如果已經(jīng)很熟悉的可以跳過本節(jié)?！　”卷椖?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/機器人">機器人的電路實際上是一個比較巧妙的電路——脈動充放電控制電路，其可以把功率較低且有可能斷斷續(xù)續(xù)的太陽能電能收集起來集中存儲，當存儲的電能達到一定量的時候，通過瞬間短暫的放電以獲取足夠的電流去驅(qū)動馬達。雖然瞬間放電的電流足夠大能夠驅(qū)動馬達，但是持續(xù)時間很短，在積蓄的電能很快耗盡后，則馬達停止電路重新開始收集太陽能進入下一次循環(huán)。　　即是這樣一個過程：　　　　太陽能充電——>積累電能——>瞬間放電——>驅(qū)動馬達——>耗盡電能——>太陽能充電……

由以上看出，本項目的機器人運動的頻率是有一個間斷性的，即周期性一陣陣的挪動，陽光亮度越大，每個周期中間的間隔時間就越小，相當于挪動得更快。(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，對電路圖的原理進行分析。 　　特別說明：以下的箭頭并不一定代表電流方向，只是為了說明電路執(zhí)行的流程，實際電流方向總是從正極流向負極?！　)太陽能電池把太陽能轉換為電能，并給電解電容充電。

b)電解電容積蓄電能，過程中整體電路的電壓逐步上升，當達到LED二極管的導通電壓時(2V)，LED二極管導通。

c)LED二極管導通后，可以給PNP三極管的基級提供足夠的電壓，促使PNP三極管導通。

d)PNP三極管導通后，反過來又給NPN三極管的基極提供足夠電壓，促使NPN三極管導通。

e)NPN三極管導通，一方面通過電阻給PNP三極管基極保持足夠的導通電壓，另一方面驅(qū)動馬達轉動。其中用電阻可以降低電流，以保護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LED二極管的主要作用不是用來發(fā)光的)，讓更多的電能都用在驅(qū)動馬達上。

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