主要的流程如下:
1)下雨天气,“雨水收集器”收集雨水
2)收集到的雨水注入“蓄水池”
3)“蓄水池”蓄满水后会溢出,一次性倒出
4)水流顺着管道流向“阀门”和“水闸”
5)“阀门”和“水闸”关闭,水流无法继续向前流
6)水压升高,水流顶开“阀门”并通过“阀门”,水流到达“闸门1”的基极
7)水压升高,“闸门1”被顶开,水流从“闸门1”的发射极流向集电极
8)“闸门1”集电极流出的水流向“闸门2”的基极
9)水压升高,“闸门2”被顶开,水流从“闸门2”的发射极流向集电极
10)“闸门2”集电极流出的水流向“水车”,并且通过“水流减小器”流回“水闸1”的基极
11)“水车”在水流的冲击下转动,并消耗水流;水流经过“水流减小器”流回“水闸1”的基极
12)“水闸2”集电极流出的水经过“水流减小器”回流到“水闸1”的基极,确保“水闸1”继续打开,循环之下“水闸2”也能保持打开
13)“水车”转动继续消耗水流
14)当“水车”转动消耗大多数水流,“水闸1”和“水闸2”无法维持打开状态,全都关闭了
15)“水车”失去水流驱动,停止了转动
16)准备重新收集雨水,开始下一轮循环
以下为原理分析的模拟动画,希望能够有助于理解。
题外话
如果了解过本项目电路的朋友,可能会知道该电路原型建议采用的是闪光LED二极管(也称爆闪LED二极管),即点亮后会自动以一定频率自动闪光的发光二极管(其之所以会闪光,其实是嵌入了一块用于控制闪光的芯片)。之所以使用这种类型的二极管,实际上就是因为只要LED二极管瞬间导通一次就可以令整个电路触发正常运行(之后发光二极管不需要继续导通),而且因为只是瞬间发光,所以LED二极管消耗的电能比较小,让剩余的所有电能都能够用在电路的电机运行上。 本项目这里不使用这种闪光LED二极管,而是采用普通发光的LED二极管,主要是因为:
1)虽然说闪光LED比一般LED省电,但是一般闪光LED的导通电压比较,通常都高于3V,如果要采用这种闪光LED二极管,则我们整体电路的太阳能电池板就不能使用3V的,而是需要更换为3V以上甚至4V的,再加上本身闪光LED二极管也比普通LED二极管价格高,这样的话无形中增加了成本。 2)虽然理论上使用普通LED二极管的效率不如使用闪光LED二极管,但是经过我们实践,以我们目前项目的电路元件的参数,我们的机器人还是可以运行得比较顺畅的,一来是我们所采用的电机都是低能耗的,能够在比较低的电流下正常运行;二来我们采用的太阳能电池板的电流也比较高,能够提供较大的电流。所以即便是我们采用普通LED二极管多消耗了一些电能,但是还是不影响机器人的整体运行的。