制作阳光风铃

2015-01-24 11:15
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来源：本站

谁见到过风? 你没有,我也没有。
但当风铃轻轻唱, 便是风儿经过时。

——改自Christina Rossetti

风铃的清脆响声往往只属于微风的天气，但是无风的日子，它却会静默不语。不过，当和煦的阳光转化成了电流，“推动”风铃，风铃的轻舞便会打破沉寂，带来一丝清新的活力。

这是一个风铃与BEAM bot的组合。BEAM是Biology（生物）、Electronics（电子）、Aesthetics（美学）和Mechanics（机械）的缩写。顾名思义，这种机器建造法崇尚简洁，以模拟电路为主，成本低，容易上手。

这个风铃就采用的BEAM bot中的倍压式太阳能引擎。当它吸满阳光，便会用风铃外面的线圈吸引风铃的玻璃柱撞击风铃外壳，发出响声。这种电路能真正做到免维护，也不需要为电池的更换和处理花费心思。只要有阳光，它就可以不停地工作下去。

这个制作材料简单，且不涉及编程。风铃、少量元器件、烙铁、焊锡丝和**表就是所有需要的材料和工具。材料募集完成后，经过十几分钟的制作，你就可以看到风铃在阳光的驱动下发出响声。

材料准备

       太阳能电池板 (2V×2 或 4V×1)
       电容 (4700μF×2 或 2200μF×4, 耐压高于5V)
       MN1381-L
       PNP、 NPN三极管各1只 (9012+9013或8050+8550)
       低压降二极管1只 (MBR0520或1N60或1N5817)
       电阻 2个(1kΩ，无需**)
       电磁线圈1个
       洞洞板或自行制作PCB（未示出）
       风铃1只（未示出）
       钕铁硼磁铁1小块（未示出）

风铃宜选用日式江户风铃。这种风铃通体以玻璃制成，所以不会影响磁力线通过。同时外壳往往较大，可以比较容易在外壳上安装电路和太阳能电池板。而且江户风铃内部往往绘制有不同的图案，可以依照自己的喜好选取合适的款式。

电路图

做好的实物

依照电路图，我们可以很容易地在洞洞板上搭建。不过，如果对电路还不太熟悉，也可以先在面包板上搭，看看它的工作过程。如果工作正常，再转移到洞洞板上。**要注意的就是，少数厂家的三极管可能与一般的三极管引脚排列不同，有条件的话，不妨先自行测量一下。

电路的核心是一个两倍压太阳能引擎(The Vx2SE solar engine)。这个电路在静息时通过二极管为电容充电，当电容电压足够高，使电压触发器输出高电平时，两组电容经过三极管VT1和VT2形成串联结构，以两倍的电压向电磁铁放电，从而形成更大的电流来推动电磁铁。之所以采用这种引擎，是因为太阳能电池的功率有限，不能直接推动电磁铁。同时，持续的吸合也没有意义。这种电路将太阳能集中在一小段时间内释放，从而可以提供足够的动力来敲响风铃。

电路组装完成后，将它贴在风铃外壁上，小心调节电路的位置，使整个风铃有一定的倾斜，使得玻璃柱可以靠近电磁铁。然后，在玻璃柱**靠近电磁铁的位置上贴上一小块钕铁硼磁铁。这样，磁铁会在磁场的吸引下撞击外壳，发出响声，而当太阳能引擎电力耗尽时，磁场消失，磁铁摆回原来的位置，等待下一次吸引。

由于磁场的强度在距离增加时呈立方关系衰减，所以缩短距离意义重大。过远的距离会使磁铁纹丝不动。而同时，距离也不能过近，否则较短的加速距离会使发出的响声较小。