Motor solar em rotação contínua: 5 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Quem não sonha em fazer um dispositivo que está continuamente em movimento? Corrida sem parar, dia e noite, verão e inverno, céu nublado e condições de luz interna. Este motor de pulso funciona por um longo tempo, talvez mais do que minha vida útil.

A luz no painel solar carrega um supercapacitor por meio de um regulador de baixa queda. Um sensor Hall detecta o ímã do rotor. O pulso passa pelo formador de pulso, comperador e driver IC (3 em um) e ativa a bobina de pulso.

As duas esferas são de um bastidor de bordar. Rolamentos magnéticos são usados para reduzir ao mínimo o atrito do eixo do rotor. Uma agulha de mattres com uma ponta muito afiada está fazendo o trabalho. O rotor é feito de um globo de isopor e possui 5 ímãs colocados em volta do meio.

Eu uso CIs SMD (nanopower) muito pequenos com consumo de corrente de algumas centenas de nano ampére. O circuito é um projeto meu, muito sensível e estável. Possui uma ampla faixa de alimentação de tensão de 1,7 V a 3 volts.

Suprimentos

• IC: sensor Hall SM351LT
• IC: TS881 comperator
• IC: XC 6206 LDO
• Painel solar: 5,5 V 90 mA, todos os painéis entre 3,5 V e 5,5 V servem.
• SuperCap: 50 Farad, 3V, tudo entre 10F e 50F serve.
• Bobina de um relé de 220 V, 12,8 k Ohm

• Bastidor de bordar com 12 cm de diâmetro, colchão com agulha e globo de isopor.

• Ímãs de neodímio com 1 cm de diâmetro por 2 mm de altura para rotor e rolamento

Etapa 1: Vídeo

Etapa 2: Circuito Eletrônico

Eu construo o circuito do zero. Estas são as condições:

• Todos os ICs devem ter potência ultrabaixa
• Sensor Hall SM351LT, corrente 360nA, voltagem 1,65 V - 5,5 V.
• Comperador TS881, corrente 210nA, tensão 0,85V - 5,5V
• XC6206 LDO, corrente 1uA, entrada de tensão 6V máx, saída 3V
• IC equivalente: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• Bobina de pulso de um relé de 220 V CA com resistência de 12 kOhm

Girando o potmeter Rv, a largura de pulso pode ser regulada entre 20 e 60 mseg. A foto do osciloscópio mostra o pulso de saída do sensor Hall em amarelo. A forma vermelha é a saída do TS881 ativando a bobina. O TS881 dispara na borda descendente e emite um bom pulso regular de 50 ms na saída. Este formador de pulso é muito eficiente em termos de energia, porque menos tempo de pulso é menos corrente.

No esquema você vê também a pinagem dos chips SMD. Tome cuidado, eles são muito pequenos e soldar é uma habilidade. As fotos mostram como eu fiz o trabalho. O TS881 é soldado em um soquete DIL8, que funcionou bem.

Etapa 3: alguns detalhes

Etapa 4: a construção

Um bastidor de bordar com 12 cm de diâmetro é a base desta construção. Dentro gira um globo de isopor de 6 cm como o rotor do motor de pulso. Um anel é conectado a uma peça inferior pesada. Sobre este repousa o circuito eletrônico. Apenas o sensor Hall e a bobina de pulso conduzem à seção do globo por meio de fios elétricos.

Dentro do segundo anel, os rolamentos são conectados em tiras de alumínio. De um lado está o ímã e do outro está a placa de vidro conectada com a segunda cola. A faixa inferior conecta também o sensor Hall e a bobina de pulso com um fio de cobre grosso. Eles podem ser posicionados para obter o melhor tempo para a bobina de pulso. Esse é um trabalho muito preciso.

O eixo do rotor é uma agulha de colchão muito afiada, posicionada sobre a placa de vidro e puxada em posição pelo ímã. A parte superior da haste não toca o vidro, ela se solta e é puxada para cima pelo ímã. Isso torna o atrito muito baixo. Fotos e vídeos mostram como tudo é feito em detalhes.

Etapa 5: Conclusão

O que quero mostrar é um motor de pulso muito eficiente, acionado por um circuito de nanopotência pequeno e estável. O fornecimento de energia por um pequeno painel solar e uma supercap como armazenamento de energia provou que este motor de pulso pode funcionar por muito tempo. É um desafio ficar sem bateria. Circuitos de potência ultrabaixa e supercaps tornam isso possível.

Este é um projeto divertido e de pesquisa. Muitas habilidades estão se juntando para fazer isso funcionar. A melhor parte é brincar com os campos de força eletromagnética, magnética e gravitacional. Você só pode ver seus fenômenos. Boas ferramentas e instrumentos de medição tornam mais fácil resolver problemas contínuos no caminho para a continuidade. Finalmente, eu não reivindico nada como perpetuum mobile, duração eterna, energia livre, etc., mas este projeto chega bem perto disso.