在完成上一個以簡單電學電路為基礎的避障機器人項目后，我們將進行第三個PVC機器人項目制作。這是一個比較特殊的機器人，首先其控制電路比上一個項目稍微復雜了一點，是以電子元器件組成的;其次這個機器人不再以傳統(tǒng)電池作為電源，而是采用了綠色環(huán)保的太陽能作為能源;另外，這個項目的動力驅(qū)動方式比較特別——以震動的方式進行挪動位移。

本項目主要面向?qū)﹄娮与娐酚悬c陌生的初學者，能夠讓大家初步掌握以電子元器件為基礎的電子制作，了解基礎的電子知識，理解簡單的電路原理，同時掌握基本的電路焊接技巧。如果是對此已經(jīng)非常熟悉的朋友，可以跳過本章節(jié)。

這是一個的以太陽能為能源的特殊移動機器人，即以太陽能電池為電源，以偏心擺錘馬達的震動效果作為挪動的動力。

以下為效果視頻，前一段是在燈光(白熾燈)下進行測試的效果，后面一段為在陽光下的效果。

因為體型相象，以及震動時的嗡嗡聲，我給本項目的太陽能動力機器人再起一個外號——曬太陽的蚊子，呵呵。

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一、基本原理

1.1、驅(qū)動原理

1.2、機械結(jié)構(gòu)

1.3、電路原理

1.3.1、電路符號

1.3.2、電子元件 (電阻、電容、二極管、三級管、震動馬達、太陽能電池)

1.3.3、原理分析(常規(guī)分析、類比分析)

二、準備工作

三、制作過程

3.1、電路焊接

3.2、電路測試

3.3、結(jié)構(gòu)制作

3.4、安裝電路板

3.5、震動馬達

3.6、太陽能電池

3.7、電源開關

3.8、整機組裝

3.9、整機效果

3.10、結(jié)構(gòu)完善

四、效果展示

五、常見問題

六、項目總結(jié)

一、基本原理　　本項目的太陽能機器人采用太陽能電池作為電源，依靠帶偏心擺錘的震動馬達發(fā)出的震動波進行移動。 1、驅(qū)動原理　　本項目機器人的動力來自于震動馬達，這和我們的0號機器人的驅(qū)動原理是一樣的，具體可以參見這里：PVCRobot 0號機器人驅(qū)動原理　　這里所謂震動馬達，其實就是我們手機中實現(xiàn)震機的震動器，其原理就是通過旋轉(zhuǎn)的馬達帶動一個位于偏心輪上的擺錘，由于擺錘的重心是位于旋轉(zhuǎn)的軸上的一邊，在馬達轉(zhuǎn)動的過程中，就會由于擺錘的重量不斷循環(huán)的在轉(zhuǎn)軸的周圍產(chǎn)生一個離心的外力(即：交替忽上忽下、忽左忽右的擺動)，從而導致馬達的震動。

下圖中左邊的兩個震動馬達是在普通馬達上接了偏心擺錘，而右邊扁平的其實把馬達和擺錘融為一體了，效果其實相當于左邊馬達豎著放而已，只不過結(jié)構(gòu)更緊湊了。

2、機械結(jié)構(gòu)　　本項目機器人的結(jié)構(gòu)最開始在設計的時候是采用“三點支撐”的方式，即：一對前腳，然后尾部(電子元件：電解電容)著地。

后來在實際測試的時候，發(fā)現(xiàn)由于尾部著地點較遠，導致重心比較靠中心，從而整體平衡較穩(wěn)定，在震動的時候挪動的幅度不夠。后來的設計改為再增加兩只后腿，既可以采用三種支撐方式：

1)“四點支撐”：四腳匍匐，較穩(wěn)定，移動幅度小;

2)“三點支撐”：后腳站立，較穩(wěn)定，移動幅度較大;

3)“一點支撐”：尾部獨立著地，很不穩(wěn)定，移動幅度最大。

在上面的視頻中也演示了這三種不同的情況。

也就是加了兩只后腿，看起來就像蚊子了，本機器人“蚊子”的外號也因此而得名。

在重量一定的情況下，越是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在震動的影響下移動的幅度越大。不過由于震動采用的器件是帶擺錘的馬達，在震動的過程中會有一個旋轉(zhuǎn)的趨勢，如果采用不穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)時，容易發(fā)生原地轉(zhuǎn)動。

要改變這個情況，則可以：調(diào)整震動馬達的安裝方位

如果把震動馬達從現(xiàn)在平行身體(一字型)的方向改為垂直身體(十字型)的方向安裝，則旋轉(zhuǎn)的趨勢就會變成向前或者向后的動力，震動時機器人就會由“打轉(zhuǎn)”變?yōu)?ldquo;向前”或“向后”移動。

如果要改變前進或者是后退，則只要改變馬達的電源正負極，即改變馬達是順時針還是逆時針旋轉(zhuǎn);如果震動馬達的擺錘位置不是正好位于機器人身體的中心軸，則還會有略微的轉(zhuǎn)動，但這樣動起來的效果更好，還帶一點轉(zhuǎn)彎。

另外，這里提一下，如果改用扁平震動器，則不可避免的一定會出現(xiàn)以上所說的打轉(zhuǎn)的狀況，因為扁平震動器其實相當于上面那種震動馬達以轉(zhuǎn)軸垂直地面的豎著放的情況，而扁平震動器由于形狀所限又不能隨意調(diào)整安裝方位(只能扁平的水平貼在物件的表面)，即無法像上面所說情況那樣通過改變方位去化解轉(zhuǎn)動的趨勢。當然，如果專門追求轉(zhuǎn)動的效果那又是另外的一種思路。

3、電路原理　　本項目的電路比起上一個項目的簡單電學電路來說復雜了一些，除了特殊的太陽能電池、震動馬達之外，還有幾個包括電阻、電容、二極管、三級管等在內(nèi)的電子元件。

對于熟悉電子電路的朋友，看了這個電路圖一定覺得很簡單。如果沒有接觸過電子電路的朋友也沒有關系，接下來我會仔細進行講解，有興趣的朋友可以聽我慢慢說來，如果是已經(jīng)了解的朋友請直接跳過下面的一段。當然，可能也有一些朋友說“電路原理我就不深究了，反正我會照著電路圖組裝就行”——這當然也是可以的(以前我自己在初學無線電的時候就是這樣的^_^)?！　∠旅嫖覍⒂煤唵瓮ㄋ椎谋扔鬟M行講解，有一些比喻未必非常恰當，但有助于理解一些抽象和生澀的內(nèi)容。

1)電路符號　　我們先要會看電路圖，下圖把各個符號所對應的電子元件都做了注明。

此外，除了了解每種符號對應的代表什么電子元件之外，我們也要懂得基本電路連接的表達方式。特別是對于交叉線的表示方式：

a)下圖左邊的一組交叉線，中間有一個圓點，代表橫、豎兩條線路是互相連接的;

b)下圖右邊的兩組交叉線，一組中間是沒有圓點，另一組有一個圓弧(似乎像跨過去一樣)，兩組都是代表一樣的意思——即橫、豎條線路是互相不連接的。

2)電子元件

我們再來了解本項目電路中所涉及到的幾種電子元件。

(1)電阻

電阻的作用可以理解為減小電流。

下圖兩個符號都是電阻的電子符號。

如果把電流比喻成水流的話，電阻可以看成一個“把大水管的水流轉(zhuǎn)到小水管中流動的裝置(水流減小器)”，比較大的水流經(jīng)過該設備后變成了比較小的水流。

注：實際上不能簡單通過大水管接小水管的方式就能把水流變小，那樣只會讓水流更急更快，以上的比喻只是希望通過忽略其他因素簡化表述。

電阻的基本參數(shù)稱為“阻值”，可以理解為能夠把大水流變成多細的水流的程度，即：阻值越大，能夠轉(zhuǎn)換的水流就越細。

電阻“阻值”的數(shù)值單位：

a)基本單位為：歐姆(符號：Ω);

b)大一點的單位為：千歐姆(符號：KΩ，簡稱K);

c)更大一點的單位為：兆歐姆(符號：MΩ，簡稱M)。

其換算關系為：1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω

本項目中采用的電阻的阻值為：2.2K。

(2)電容

電容的作用可以理解為存儲電流(實為電荷)。

電容有兩個引腳，一般分為兩種，一種是不分極性的普通電容;另一種是兩個引腳區(qū)分正負極性的稱為電解電容(簡稱：電解)，其正極性的引腳一定要接在電源的正極，負極性的引腳一定要接在電源的負極上。　　下面電子符號中，左邊一個的為普通的電容，右邊的兩個都是電解電容(兩種不同的表示方式，帶加號或者空心的一邊為正極)。

如果把電流比喻成水流的話，電容可以看成一個“蓄水裝置”，而電解電容則是一個“限定了水流方向的蓄水池”，蓄水池中有一個特殊的倒梯形容器，往蓄水池中注水，當水達到一定程度后，由于重力平衡的問題，倒梯形容器會一次性把水全部倒出，水則從另一個出口溢出來。

電容的基本參數(shù)稱為“容值”，可以理解為能夠存儲多少的水，即：容值越大，能夠存儲越多的水(或者說需要注入越多的水才能注滿，水才能從另外的出口流出)。

電容“容值”的數(shù)值單位：

a)基本單位為：法拉(符號：F，較少用);

b)小一點的單位為：毫法(符號：mF，較少用);

c)再小一點的單位為：微法(符號：μF，常用);

d)更小一點的單位為：皮法 (符號：pF，常用);

e)最小的單位為：納法(符號：nF，較少用)。

其換算關系為：

1F=1,000mF=1,000,000μF=1,000,000,000pF=1,000,000,000,000nF

1μF=1,000pF

本項目中采用的電解電容的容值為：4700μF。

(3)二極管

二極管有兩個引腳(因此得名)，基本作用可以理解為僅允許某一個極性的電流通過。而在本項目中采用的LED發(fā)光二極管，除此功能之外還可以發(fā)光。

二極管的兩個引腳是區(qū)分正負極性的，只有正極性的電流才能從二極管的正極引腳單向通過，或者說只有負極性的電流才能從二極管的負極引腳單向通過。

二極管的電子符號，喇叭口的一端為為正極。下圖中左邊一個的為普通的二極管，右邊的兩個都是發(fā)光二極管(兩種不同的表示方法，都帶表示發(fā)光效果的箭頭)。

如果把電流比喻成水流的話，二極管可以看成一個“限定了水流方向的可以根據(jù)水壓自動控制的閥門”，當水流的壓力達到一定程度后，水流會頂開閥門允許水流通過，但是同時水流不會往入水口倒灌(入水口位置高于出水口，實現(xiàn)單向流動;用專業(yè)的比喻就是一種稱為“逆止閥”能夠控制水不會倒流的閥門)。

本項目中二極管的作用就是一個閥門的功能，閥門要打開需要一定的條件，這可以理解為水量夠多達到一定的水壓時，閥門打開允許水流通過。

二極管“打開閥門”，實際上就是所謂的“導通”，即二極管兩端的電壓達到一個下限值時二極管就導通允許電流通過。一般普通的硅材料的二極管的導通電壓為0.7V(伏特)，而本項目我們采用的LED發(fā)光二極管的導通電壓為2V(伏特)左右，也就是說當達到2V(伏特)左右時LED發(fā)光二極管導通，同時發(fā)出亮光。

本項目之所以采用LED發(fā)光二極管，是因為我們希望設置一個導通條件為2V左右的閥門。如果要采用一般的硅材料的非發(fā)光二極管，因為其導通電壓條件比較低，要整體導通條件達到2V的話，我們就需要把三個普通的二極管串聯(lián)在一起(每個導通電壓0.7，三個就是2.1V)。即三個普通的硅二極管串聯(lián)可以代替一個LED發(fā)光二極管，當然為了簡單且減少元件的數(shù)量，我們建議還是采用LED發(fā)光二級管。

這里要提醒一下，本項目建議采用紅色發(fā)紅光的LED發(fā)光二極管，這種二極管相對來說導通電壓比較低，而其他顏色的導通電壓比較高(接近甚至達到3V，綠色發(fā)綠光、黃色發(fā)黃光的相對都比較高，而白色發(fā)其他顏色光的最高)，否則可能會影響效果——即影響閥門的靈敏度，可能導致閥門很難被打開。

(4)三極管

三極管有三個引腳(因此得名)，在本項目中的基本作用可以理解當“控制引腳”的電壓達到一定程度后把另外兩個引腳連通從而允許電流通過。

三極管的兩個引腳是不同的，其中“控制引腳”稱為“基極”，用字母“B”表示;另外常連接著電源的，相當于引入電流的那一引腳稱為“發(fā)射極”，用字母“E”表示;還有一個引腳是作為輸出電流給目標的，稱為“集電極”，用字母“C”表示。

三極管通常分為NPN和PNP兩種類型(這里不做詳細介紹，如果不明白的可以百度一下)，簡單的理解就是：

a)NPN型的三極管，其“發(fā)射極”固定連接的是電源的負極，即實現(xiàn)的功能就是控制負極的電流從“集電極”輸出;

b)PNP型的三極管，其“發(fā)射極”固定連接的是電源的正極，即實現(xiàn)的功能就是控制正極的電流從“集電極”輸出。

注：實際上電流沒有正負極之分，電流都是從電源正極流向電源負極，上面這樣提只是便于簡化表述。

下圖三極管的電子符號，左邊的兩個為NPN類型(有兩種表示方法)，右邊的兩個為PNP類型(有兩種表示方法)。 NPN和PNP兩者的符號區(qū)別只是發(fā)射極箭頭的方向，NPN是箭頭向外的，而PNP是箭頭向內(nèi)的，這個箭頭其實就是電流的方向(電流實際上從電源正極流向負極的)，正好也就是NPN型的發(fā)射極是接著電源負極，而PNP型的發(fā)射極是接著電源的正極的。

如果把電流比喻成水流的話，三極管可以看成一個“由注入的水的水壓控制的水閘”，當從控制口注入的水的水壓達到一定程度后，水閘會打開，水閘上游的水會流向下游。如果NPN型三極管說是“控制水是從東流向西的水閘”，則PNP型三極管就相當于“控制水從西流向東的水閘”。(姑且可以這樣理解)

三極管有比較多的參數(shù)指標，這里不展開講，有興趣的可以自己百度一下。這里只提一個參數(shù)——“最大電流”，也就是說三極管最能夠承受多大的電流通過，用我們水流的例子理解就是這個水閘單位時間里最大能夠允許多大的水流通過(立方/秒)。我們這個電路由于采用的是太陽能電池供電，實際電路的電流并不大，所以我們選擇三極管的時候就按照比設計電流稍微大一點的指標進行選型。 　　本項目采用兩個三極管，一個是NPN的，型號為9014;一個是PNP的，型號為9015。

如果看過這個電路圖原始版本的朋友可能會知道，他原來采用的兩個三極管的型號為2N3904和2N3906，那兩種三極管的最大電流是0.2A。其實這個影響不大，之所以我這里改為9014和9015是因為在我們國內(nèi)，后面這兩種型號的三極管相對容易找一些，而這兩種型號的三極管最大電流雖然只是0.1A，但是對于我們這個電路來說還是足夠了的。

(5)震動馬達

本項目的動力來自震動馬達產(chǎn)生的震動波。關于震振動馬達在前面的驅(qū)動原理的章節(jié)中已經(jīng)有了詳細的介紹，這不再重復。

馬達的電子符號如下圖(兩種表示方法)，圓圈里面的字母“M”其實就是英文單詞“Motor”(譯為：發(fā)動機、馬達)的首字母。

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(qū)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(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，結(jié)果就是把水流落差的勢能轉(zhuǎn)為機械旋轉(zhuǎn)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?！　‰姵氐碾娮臃柸缦聢D：

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(jié)電池，兩組就代表兩節(jié)電池;

□ 也有些時候，多少組長短線并不代表具體多少節(jié)電池，尤其是在電壓比較高時(如果真要換成多少節(jié)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(jié)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(zhuǎn)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(lián)來可以提高電壓，如果用多塊太陽能電池板并聯(lián)來可以提高電流，也可以是即串聯(lián)又并聯(lián)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(qū)動，動力驅(qū)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?jīng)Q定了其不需要持續(xù)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(qū)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(zhuǎn)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(lián)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(xù)跟著來，如果已經(jīng)很熟悉的可以跳過本節(jié)?！　”卷椖繖C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(xù)續(xù)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(qū)動馬達。雖然瞬間放電的電流足夠大能夠驅(qū)動馬達，但是持續(xù)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(huán)?！　〖词沁@樣一個過程：　　　　太陽能充電——>積累電能——>瞬間放電——>驅(qū)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(guī)分析　　下面我們將以常規(guī)的方式，即從電子專業(yè)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(zhí)行的流程，實際電流方向總是從正極流向負極?！　)太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)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(qū)動馬達轉(zhuǎn)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(fā)光的)，讓更多的電能都用在驅(qū)動馬達上。

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(zhuǎn)動繼續(xù)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(huán)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(guī)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(jīng)了解的朋友可以忽略跳過繼續(xù)瀏覽后面的內(nèi)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(xù)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(fā)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(fā)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(zhuǎn)動，并消耗水流;水流經(jīng)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(jīng)過“水流減小器”回流到“水閘1”的基極，確保“水閘1”繼續(xù)打開，循環(huán)之下“水閘2”也能保持打開

13)“水車”轉(zhuǎn)動繼續(xù)消耗水流

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

15)“水車”失去水流驅(qū)動，停止了轉(zhuǎn)動

16)準備重新收集雨水，開始下一輪循環(huán)

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(fā)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(fā)正常運行(之后發(fā)光二極管不需要繼續(xù)導通)，而且因為只是瞬間發(fā)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(fā)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(jīng)過我們實踐，以我們目前項目的電路元件的參數(shù)，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。

三、制作過程　　以下將按照制作的順序，全程介紹本項目機器人的制作過程。3.1、電路焊接 　　控制電路是本機器人的核心，這里將會比較詳細的介紹如何進行電路焊接。電路焊接可以算是一門技術活，對于熟練的朋友來說這是小菜一碟，而且肯定很多人比我焊接得好得多，這里我算是班門弄斧了，目的也是給入門的朋友一點指引吧。

這里我們選用一塊樹脂實驗板(也稱萬用板/洞洞板)作為焊接電路的載體，也許有人會說“那么簡單的電路也要電路板”——確實是對于一些熟練的朋友來說，這樣簡單的電路還不如用電子元件的引腳直接搭起來焊接。這里之所以還選擇用電路板，一來作為入門教程來說為了找一個簡單實例，為以后焊接更復雜的電路打基礎;二來我本人的習慣還是堅持用電路板——不容易出錯。

使用電路板焊接電路，尤其是萬用板/實驗板，可能大家會說，這個板上的孔全是一樣的，該如何排列元件呢?

這里有一個技巧——通常情況下，在電路板上排列元件，一般最好是按照各元件在電路圖中所在的位置對應到電路板上布局，什么意思呢?即，比如元件A在電路圖中位于最左邊，則實際在電路板上也排在最左邊;如果元件B在電路圖中正好位于元件A的右邊，則在電路板上也把元件B布局在元件A的右邊。這樣一來容易對照電路圖進行焊接，不容易出錯;二來多數(shù)電路圖排列是正好符合其電流或者信號的流向，按照電路圖的布局排列實際的元件不容易產(chǎn)生干擾或者(信號)異常。

當然，這里所說的一般只是針對手工焊接的電路板，如果是設計印刷電路板(PCB)來焊接電路，那涉及到更多的內(nèi)容，這里不展開討論。

對于本項目的電路圖(如上)，下面我們對應各元件在圖上所在的位置進行實際電路板的布局(外接的電源、馬達、電解電容除外，以方便焊接考慮)。

這是“電路板正面布局圖”(無焊點的一面，黑芯藍點為焊點，藍色帶代表焊點相連)：

這是“電路板底面布局圖”(有焊點的一面，黑芯藍點為焊點，藍色帶代表焊點相連)：

1)三極管　　我們先來焊接三極管?！　「鶕?jù)“電路板正面布局圖”在電路板上插入兩個三極管(引腳不要留得過短，不要讓元件太過貼著電路板)。

到這里可能大家會問：“三極管有三只引腳，應該怎樣判別各引腳呢?”這里我給大家介紹一些方法?！　∪龢O管的符號：

判斷三極管的引腳，最簡單的方法就是通過三極管的外形直觀判斷出其引腳。

本項目采用的三級管是9014、9015兩個型號，一般這兩個型號的外形封裝是TO92(一種封裝類型，特征就是如下圖的外形)，且引腳的排列也是相對固定的。

以上的圖示只是TO92封裝類型的三極管默認的引腳排列，從本博客的淘寶網(wǎng)店購買的套件也是按照這個布局排列。 　　　　　如果本項目的三極管大家是自己獲取的而不是直接從本博客的淘寶網(wǎng)店購買的套件，或者是說在本項目之外采用其他的三極管，則可能由于三極管的外形(封裝)不同，或者由于廠家眾多執(zhí)行的標準也不一樣，所以單純從外形判斷三極管的引腳并不是百分之百準確的，這個時候我們就需要通過其他更準確的方法去測量。

附：如何準確的判別三極管的引腳?　　要準確判斷三極管引腳的方法有很多(可在百度上搜索)，這里僅提一個我常用的比較簡單的方法——直接用萬用表的三級管測量功能(三極管直流放大系數(shù)hFE測量)?！　∥疫@里以數(shù)字萬用表為例進行介紹。(關于該款數(shù)字萬用表，具體見之前的工具準備)　　把數(shù)字萬用表的檔位調(diào)到“hFE”，即測量三極管的直流放大系數(shù)。

如果測量的是NPN三極管，則把三極管插到NPN三極管的插座上。通常三極管的中間引腳是基極(B)，可以嘗試各種插接方式，直到顯示屏顯示出一定的數(shù)值為止(通常是幾十到幾百)，這個時候三極管各引腳的電極就對應插孔所標注的電極。

如果測量的是PNP三極管，則把三極管插到PNP三極管的插座上。通常三極管的中間引腳是基極(B)，可以嘗試各種插接方式，直到顯示屏顯示出一定的數(shù)值為止(通常是幾十到幾百)，這個時候三極管各引腳的電極就對應插孔所標注的電極。

我們把三極管按照正確的引腳插好，然后就按照“電路板底面布局圖”焊接三極管(紫色部分為連接線)。

焊點之間的連接線，一般我們可以直接用元件的引腳折起來再焊上。

為了焊接時使焊錫更容易粘住引腳和電路板的銅箔，一般需要給焊接的部位(引腳和銅箔)涂上一點助焊劑后再用烙鐵焊接。

常用的助焊劑主要有松香(用松樹樹脂提取的物質(zhì))，也有專門焊錫膏(前一篇關于器材準備的文章中有說明)。值得注意的是，比起松香，焊錫膏的助焊效果更好，但是焊錫膏一般都有一定的腐蝕性，對電路板的線路有傷害(時間長會腐蝕電路)，所以用量不宜過多，而且建議焊接好后最好用布或紙擦拭干凈。

把元件的引腳按照要連接位置折好并用剪刀剪掉多余的長度，然后用牙簽棒蘸一點焊錫膏涂在要上焊錫的引腳和電路板銅箔上。

用烙鐵粘上焊錫對著要引腳和銅箔的結(jié)合部位進行焊接。