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。　　電池的電子符號如下圖：

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電池，兩組就代表兩節電池;

□ 也有些時候，多少組長短線并不代表具體多少節電池，尤其是在電壓比較高時(如果真要換成多少節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來可以提高電壓，如果用多塊太陽能電池板并聯來可以提高電流，也可以是即串聯又并聯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動，動力驅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決定了其不需要持續的電源供電，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跟著來，如果已經很熟悉的可以跳過本節。　　本項目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續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動馬達。雖然瞬間放電的電流足夠大能夠驅動馬達，但是持續時間很短，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?！　〖词沁@樣一個過程：　　　　太陽能充電——>積累電能——>瞬間放電——>驅動馬達——>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)常規分析　　下面我們將以常規的方式，即從電子專業的角度，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行的流程，實際電流方向總是從正極流向負極。　　a)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光的)，讓更多的電能都用在驅動馬達上。

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