Brasilrobotics: Projeto: Robô solar robô Tupicantente na variação: Turbot beam robot

Apresento um robô muito curioso pelo seu movimento nada convencional.
Queria fazer no padrão "Beam robot" que é um nicho dentro da robótica que combina energia solar com movimentos que lembram insetos , bactérias ou outro bicho. Então inspirado no modelo"Turbot beam robot" desenvolvi esse autômato que se move com a energia solar mesmo em dias nublados ou até com a luz de um abajur.
Abaixo o projeto completo: Veja aqui.

Minha ideia era construir um robô que pudesse mover-se mesmo em condições de baixa luminosidade como um dia nublado ou um abajur moderno de led para leitura. O desafio foi combinar uma eletrônica eficiente que usando painéis solares para carregar um capacitor pudesse girar um motor com torque suficiente para mover toda a estrutura e permitir um giro de 360graus.

Muitos projetos que usam painel solar para a carga de capacitores fazem uso de um ci que já foi descontinuado: 1381(MN1381) e seus equivalentes MCP112-270 e MCP112-300 levariam algum tempo para consegui e também teriam um custo desproporcional a minha necessidade. Parti então para um circuito discreto com transistores e que poderia ser replicado com facilidade com o passar dos anos. Depois de investigar um pouco encontrei esse circuito de nome: "The Easter Solar Engine " de TinkerJim. O que em tradução direta seria "circuito de páscoa" esse se mostrou muito eficiente. Partindo dele ajustei valores de capacitor , adicionei dois painéis solares ao projeto para dar viabilidade ao modelo"Turbot beam robot" e testei as combinações de motores com a potencia de painéis.
Abaixo mostro todos os ajustes para obter o resultado satisfatório.

1- Primeiro passo: Vamos fazer o circuito com apenas um painel e na sequencia incrementar dois painéis.

Veja o esquema abaixo original já com meus primeiros ajustes:

Monte esse circuito:

Para esse projeto você vai precisar dos componentes:

R1, R2: 470k (resistor)
R3: 3.3k (resistor)
R4, R5:100k (resistor)
SC: painel solar de 4,5V (aproximadamente: 4v a 4,5V , 180mA).
*que podem ser : 4x Mini célula solar painel 30x30mm 1,5v 60mA 0.09W
Q1 , QP : 2n3906 (ou PNP equivalente 2n2907)
Q2: 2N3904 (ou NPN equivalente 2N2222)
D1: LED de 5mm
D2 , D3 : 1n4158 (diodo equivalente 1N1914)
C1: capacitor eletrolítico de 1000uF a 7000uF(7x de 1000uF em paralelo)
M: Motor N20 ou micro servo 5g(giro de 360)

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O circuito deve ficar assim:

Para o painel solar você pode usar um painel único de dimensão: 60x60cm com 4V a 4,5V de tensão de saída ou uma associação de pequenos painéis.como fiz abaixo.
Note que os dois da esquerda estão em paralelo(somar corrente) e esses conjunto está em serie(tensão soma) com as outras duas da direita dando um total de 4,5V(com a luminária gera 4V, no sol gera 5V) :

Faça testes usando uma luminária de led para leitura e verifique se ela tem a potencia suficiente para continuar testando o projeto ou vai precisar usar a luz do sol.
Mas também teste no sol para notar as variações em condições de intensidade luminosa diferente.
Nota: A tensão configurada para o capacitor descarregar deve ter uma diferença de no mínimo: 0,5V em relação ao máximo fornecido pelo painel solar. Caso contrario não vai gerar a histerese(atraso de tempo entre a carga e a descarga) necessária para o comportamento correto do circuito e funcionamento do robô.

2-Sengundo passo: Bom... agora vamos incrementar os dois painéis solares.
Note que como os painéis ficam em paralelo e hora um recebe luz e o outro não será preciso impedir que a energia de um seja descarregada no outro e para isso vamos usar diodo shottky(um para cada painel). O circuito funcionará mesmo sem esse diodo mas terá um desempenho inferior(o motor pode ter dificuldade para dar o giro completo).

Fazer os ajustes como ilustrado no circuito abaixo:

Lista de itens adicionais para esse circuito final:

D4, D5: 1N5817 ( equivalente: 1N5822, SS34 diodo shottky).
SC1 , SC2: dois painéis de 4,5V (aproximadamente: 4v a 4,5V , 180mA).

*que podem ser : 4x Mini célula solar painel 30x30mm 1,5v 60mA 0.09W

C1: 7.000uF 6,3V (em condições de baixa luminosidade foram usados 7x de 1000uF em paralelo. A tensão do capacitor deve ser 5,5V , 6,3V pois vão ser capacitores mais leves.
Como na imagem abaixo:

Após transferir para um placa de circuito universal fenolite e o circuito deve ficar assim:

3-Terceiro passo: Agora vamos para a parte mecânica:

Basicamente estamos usando painéis de 3x3cm o que da uma quadrado de 6x6cm(60x60mm)
Optamos por um motor de 5g(o de 9g não funciona) que foi removido as travas internas para dar um giro livre de 360 graus. Mas o motor N20 teve um comportamento igual ou superior.
No eixo do servo colei com super cola(tekbond 793) uma tira de PVC que fiz apos cortar um cano esquentar e por num formato de chapa e dessa cortei uma tira que dobrei na medida da lateral dos painéis.
A placa eletrônica, motores e os paineis também foram fixados com super cola pois permitiu uma montagem rápida. A dica é usar 3m inicialmente para testar tudo depois passar a supercola no 3m e deixar tudo bem firme. Caso precisar abri para algum reparo a fita de dupla face tipo 3m mesmo com a super cola vai soltar.

E tudo deve ficar como abaixo: