BEAM 常用元件和制作技巧

龙飞凤

BEAM 机器人的制作十分简单，一般不需要用到很多元件，使用的元件也都是很常见的、随手可以得到的。 BEAM 机器人的造型也没有什么特定的，主要是模仿昆虫造型，根据手头上元件的形状特点自由发挥。下面介绍一些常用的元件。                                                                                                   图 1 是小型的太阳能电池板，太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换效应，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为： 1 ．硅太阳能电池； 2 ．以无机盐如砷化镓Ⅲ— V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池； 3 ．功能高分子材料的大阳能电池 4 ．纳米晶太阳能电池等。太阳能电池板在市场的规格很多，有小到指甲大小的、有大到 2m 2 的，功率有几十毫瓦到几百瓦，制作小型 BEAM 使用的太阳能电池板可以选用小型的封胶太阳能电池板，面积在 30cm 2 左右，电压在 3 ． 2V ～ 5 ． 2V ，峰值电流 100mA 之内，更小的可以使用在计算器上取出来的太阳能电池，也可以根据要制作的 BEAM 的用电量来选择合适的太阳能电池板。在一般的电子市场上太阳能电池比较难购买到，可以在网上找找相关的网络销售商购买。 制作 BEAM 的元件还会用到导线、万用电路板、面包板、电池等。通常很多元件也不需要特地去购买，在废旧的电器中都可以找到。如电机可以在随身听、手机振子、 VCD 机芯、玩具小车中找到；小太阳能感光板可以在计算器上取得。如果你身边找不到一些特殊的元件，如舵机、传感器，不妨浏览网络找找一些信誉好的商家进行邮购。 搞小制作时，准备好了元件的同时当然也应该备有一些必须的工具。如钳子、烙铁、剪子、刻刀、万用表等常用的电子制作工具，见图 2 。熟练使用这些工具也是制作成功的关键。

[ 本帖最后由 龙飞凤 于 2011-11-1 12:05 编辑 ]

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DIY 触角式的微动开关也是很容易的事。这种制作简单的开关可以模拟昆虫触角，当开关碰到障碍物时，开关导通。开关的结构图如图 11 所示。制作材料可以使用曲别针、铁钉、塑料管、热缩管、铜线等。只要能达到最终的效果，选用的材料并没有限制。笔者选用身边最常见的东西做制作材料，有圆珠笔芯、曲别针、铜线。用剪钳截 3cm 左右的曲别针和 1cm 左右的原珠笔塑料管，如图 12 所示，再按照图 13 的形状弯曲组合，用铜线在塑料管上绕 2 ． 5cm 长的线圈，做成图 14 的样子。开关可以根据需要长度来制作，使用时把接线端焊接到电路。

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制作航模、车模都会使用到舵机，它是一种伺服的驱动装置，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其简单的工作原理是：舵机的控制信号是 PWM 信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。一般的舵机控制信号要求是，脉宽为 1ms 时为右，转到极限位置， 1 ． 5ms 为停止， 2ms 为左，转到极限位置。当控制脉冲信号进入控制芯片，芯片进行根据脉冲宽度对电机的正反转进行控制，电机转到一定的角度时通过联接在减速机构上的电位器反馈，芯片控制电机停止。舵机能准确方便地控制电机的转角，而且它还有级联的减速机构，能输出比较大的力矩，所以也被大量用于机器人制作中，但在 BEAM 机器人制作中因为不需要舵机电路精确控制电机运动，只需要使用它的减速机构给 BEAM 提供动力，因此在 BEAM 中使用舵机，通常都需要进行简单的改装。一般新舵机价格比较贵，要把它改成 BEAM 用的减速电机，最好是选用价格便宜的，或是从网上或二手市场购买二手的舵机，里面的电路在改装后是不需要的，所以只要齿轮组磨损不大和电机能运转的二手舵机，就可以购买了。通常的舵机是不能 360 °旋转的，只能转一定的角度，但也有专用机器人制作的舵机是可以 360 °旋转的，改装的目的就是使一个普通的舵机能 360 °连续转动。如果你所设计的 BEAM 电路只是使电机在很小范围的角度上运动，那么你就只需要去掉舵机上的控制电路就算完成改装了。 图 8 是 MG995 舵机，下面来介绍如何改装使它能 360 °连续旋转。先卸下箱体的 4 颗螺丝，打开底盖把里面的电路板和电位器去掉，见图 9 。然后再把顶盖打开，把输出轴齿轮上的限位销去掉，见图 10 ，最后把电机连线引出，上好盖，改装就成功了。如果你所使用的是新舵机，建议把控制电路和电位器保留下来，在需要时可以恢复原形使用。

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[ 本帖最后由 龙飞凤 于 2011-11-1 11:59 编辑 ]

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要制作会活动的 BEAM 自然少不了电动机，电动机常用的驱动轮子的方法有如下几种。图 4 是电动机轴直接带动滑轮，电机转动时带动滑轮转动，滑轮边缘和地面摩擦产生行进的力，改变轴的转向则可以改变行进方向。

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图 3 是焊接元件的示意图，焊点的质量直接影响制作的成功。焊接时主要注意焊锡一定要接触到电路板上焊盘，焊锡量合适，不宜多或少，焊点光洁不起毛刺。制作简单的 BEAM 机器人，为了方便不使用电路板，常常使用搭焊，也就是元件引脚直接相互连接进行焊接。使用搭焊时，在焊接之前应先仔细检查元件引脚连接是否正确，以避免连接错误带来的麻烦。

[ 本帖最后由 龙飞凤 于 2011-11-1 11:10 编辑 ]

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