(4)三极管 三极管有三个引脚(因此得名),在本项目中的基本作用可以理解当“控制引脚”的电压达到一定程度后把另外两个引脚连通从而允许电流通过。 三极管的两个引脚是不同的,其中“控制引脚”称为“基极”,用字母“B”表示;另外常连接着电源的,相当于引入电流的那一引脚称为“发射极”,用字母“E”表示;还有一个引脚是作为输出电流给目标的,称为“集电极”,用字母“C”表示。 三极管通常分为NPN和PNP两种类型(这里不做详细介绍,如果不明白的可以百度一下),简单的理解就是: a)NPN型的三极管,其“发射极”固定连接的是电源的负极,即实现的功能就是控制负极的电流从“集电极”输出; b)PNP型的三极管,其“发射极”固定连接的是电源的正极,即实现的功能就是控制正极的电流从“集电极”输出。 注:实际上电流没有正负极之分,电流都是从电源正极流向电源负极,上面这样提只是便于简化表述。
下图三极管的电子符号,左边的两个为NPN类型(有两种表示方法),右边的两个为PNP类型(有两种表示方法)。 NPN和PNP两者的符号区别只是发射极箭头的方向,NPN是箭头向外的,而PNP是箭头向内的,这个箭头其实就是电流的方向(电流实际上从电源正极流向负极的),正好也就是NPN型的发射极是接着电源负极,而PNP型的发射极是接着电源的正极的。
如果把电流比喻成水流的话,三极管可以看成一个“由注入的水的水压控制的水闸”,当从控制口注入的水的水压达到一定程度后,水闸会打开,水闸上游的水会流向下游。如果NPN型三极管说是“控制水是从东流向西的水闸”,则PNP型三极管就相当于“控制水从西流向东的水闸”。(姑且可以这样理解)
三极管有比较多的参数指标,这里不展开讲,有兴趣的可以自己百度一下。这里只提一个参数——“最大电流”,也就是说三极管最能够承受多大的电流通过,用我们水流的例子理解就是这个水闸单位时间里最大能够允许多大的水流通过(立方/秒)。我们这个电路由于采用的是太阳能电池供电,实际电路的电流并不大,所以我们选择三极管的时候就按照比设计电流稍微大一点的指标进行选型。
本项目采用两个三极管,一个是NPN的,型号为9014;一个是PNP的,型号为9015。 如果看过这个电路图原始版本的朋友可能会知道,他原来采用的两个三极管的型号为2N3904和2N3906,那两种三极管的最大电流是0.2A。其实这个影响不大,之所以我这里改为9014和9015是因为在我们国内,后面这两种型号的三极管相对容易找一些,而这两种型号的三极管最大电流虽然只是0.1A,但是对于我们这个电路来说还是足够了的。(5)震动马达 本项目的动力来自震动马达产生的震动波。关于震振动马达在前面的驱动原理的章节中已经有了详细的介绍,这不再重复。 马达的电子符号如下图(两种表示方法),圆圈里面的字母“M”其实就是英文单词“Motor”(译为:发动机、马达)的首字母。
还是对于水流的例子,本项目的震动马达相当于一个“以水流驱动的水轮机(水车)”,水流从高处留下来,冲击扇叶,扇叶带动一根转轴转动,结果就是把水流落差的势能转为机械旋转的动能。
(6)太阳能电池 太阳能电池是本项目机器人的能量来源。