太陽能動力昆蟲機器人DIY-可愛的蚊子

f)馬達啟動后，會迅速消耗電解電容中存儲的電能，整體電路的電壓下降，直到無足夠電壓保持二極管的導通，則二極管截止。

g)由于NPN導通后會通過電阻分一定的電流給到PNP三極管的基極，使得即使二極管截止之后仍然有足夠的電壓在PNP三極管基極使其保持導通。

h)當馬達轉動繼續消耗電解電容中儲存的電能，整體電路電壓進一步下降，即便NPN三極管導通后有通過電阻分給PNP三極管基極電壓，但也會因為該電壓降到低于其導通的電壓，則PNP三極管截止，同時NPN三極管也截止。

接著，太陽能電池重新給電解電容充電，電路重新開始一次上面的各個步驟，循環往復。

(2)類比分析　　如果是原來沒有電子基礎的朋友，可能對前面常規方式的電路原理分析還是聽得一頭霧水，沒有關系，下面我們將以通俗易懂的類比方式再進行一次分析。已經了解的朋友可以忽略跳過繼續瀏覽后面的內容。

在之前介紹電子元件是都會類比到某一種容易明白的工具設備，其實那不僅僅是有助于了解電子元件，同時也是為下面用類比方式介紹電路原理做一個鋪墊。

主要的流程如下：

1)下雨天氣，“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”蓄滿水后會溢出，一次性倒出

4)水流順著管道流向“閥門”和“水閘”

5)“閥門”和“水閘”關閉，水流無法繼續向前流

6)水壓升高，水流頂開“閥門”并通過“閥門”，水流到達“閘門1”的基極

7)水壓升高，“閘門1”被頂開，水流從“閘門1”的發射極流向集電極

8)“閘門1”集電極流出的水流向“閘門2”的基極

9)水壓升高，“閘門2”被頂開，水流從“閘門2”的發射極流向集電極

10)“閘門2”集電極流出的水流向“水車”，并且通過“水流減小器”流回“水閘1”的基極

11)“水車”在水流的沖擊下轉動，并消耗水流;水流經過“水流減小器”流回“水閘1”的基極

12)“水閘2”集電極流出的水經過“水流減小器”回流到“水閘1”的基極，確保“水閘1”繼續打開，循環之下“水閘2”也能保持打開

13)“水車”轉動繼續消耗水流

14)當“水車”轉動消耗大多數水流，“水閘1”和“水閘2”無法維持打開狀態，全都關閉了

15)“水車”失去水流驅動，停止了轉動

16)準備重新收集雨水，開始下一輪循環

以下為原理分析的模擬動畫，希望能夠有助于理解。

題外話

如果了解過本項目電路的朋友，可能會知道該電路原型建議采用的是閃光LED二極管(也稱爆閃LED二極管)，即點亮后會自動以一定頻率自動閃光的發光二極管(其之所以會閃光，其實是嵌入了一塊用于控制閃光的芯片)。之所以使用這種類型的二極管，實際上就是因為只要LED二極管瞬間導通一次就可以令整個電路觸發正常運行(之后發光二極管不需要繼續導通)，而且因為只是瞬間發光，所以LED二極管消耗的電能比較小，讓剩余的所有電能都能夠用在電路的電機運行上。

本項目這里不使用這種閃光LED二極管，而是采用普通發光的LED二極管，主要是因為：

1)雖然說閃光LED比一般LED省電，但是一般閃光LED的導通電壓比較，通常都高于3V，如果要采用這種閃光LED二極管，則我們整體電路的太陽能電池板就不能使用3V的，而是需要更換為3V以上甚至4V的，再加上本身閃光LED二極管也比普通LED二極管價格高，這樣的話無形中增加了成本。

2)雖然理論上使用普通LED二極管的效率不如使用閃光LED二極管，但是經過我們實踐，以我們目前項目的電路元件的參數，我們的機器人還是可以運行得比較順暢的，一來是我們所采用的電機都是低能耗的，能夠在比較低的電流下正常運行;二來我們采用的太陽能電池板的電流也比較高，能夠提供較大的電流。所以即便是我們采用普通LED二極管多消耗了一些電能，但是還是不影響機器人的整體運行的。

二、準備工作

本項目需要的器材主要包括：PVC線槽、震動馬達、太陽能電池、電阻、電解電容、二極管、三極管、撥動開關、螺絲/螺帽等。

以下列出本項目主要器材，其中的采購預算，由于有些器材采購時一般是批量的，而本項目中實際使用用不了那么多(剩下的可以留在以后的其他項目上)，所以另外加了一項成本折算。