Máquina inútil do supercapacitor ou caixa de diálogo com cara inteligente: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Cara esperto. O que?! Máquina inútil! Novamente! Centenas, milhares deles entupindo os canais do YouTube não são suficientes?

Jumbleview. A maioria deles feita com chave seletora, este tem o rocker.

SG. E daí? Todo mundo sabe que eles funcionam da mesma forma. E você já construiu a máquina com a chave oscilante. Por que se repetir?

Jv. Este possui um conjunto diferente de componentes elétricos e um esquema especial.

SG. Mesmo? Deixe-nos ver.

Etapa 1: Conheça o Herói

Jv. Aqui está o nosso herói. É um supercapacitor, que apesar de ser pequeno tem uma capacitância de 0,1 Farad. Só para comparação olhe para a segunda foto, quando ela é mostrada ao lado do tradicional capacitor eletrolítico. Apesar de ser de tamanho comparável, o eletrolítico tem capacitância de 470 Micro-Farad (200 vezes menos)!

SG. Mas este capacitor eletrolítico pode lidar com tensão de 25 V versus 5,5 V para o seu "herói".

Jv. Isso é verdade, mas de qualquer maneira a diferença não é tão grande comparada à capacitância.

SG. Você é tão orgulhoso que as pessoas podem pensar que você é o seu inventor. Como isso está relacionado à máquina inútil?

Jv. Infelizmente, não fui eu quem inventou o supercapacitor. Mas vamos dar o próximo passo e vou mostrar como isso se relaciona com máquinas inúteis.

Etapa 2: diagramas de circuito

Jv. Aqui estão os diagramas da máquina com capacitor. O diagrama superior mostra como funciona, quando a máquina é ligada. O interruptor conecta o motor à bateria e o motor move o braço para frente; a corrente elétrica está fluindo através do circuito de diodo e relé, montado em paralelo ao motor. O relé é forçado a fechar seu contato normalmente aberto. Por meio desse contato (e do pequeno resistor) o capacitor é conectado à bateria e recebe alguma carga.

SG. OK, agora entendo. Quando o braço gira a chave para trás, o motor é desconectado da bateria, mas conectado ao capacitor na polaridade oposta. O motor gira para trás e retorna o braço ao seu estado original. O diodo agora fica na direção oposta no caminho da corrente elétrica, então o contato do relé permanece aberto e o capacitor é desconectado da bateria. A maior parte do capacitor de carga perde enquanto fornece movimento ao motor, o resto se dissipa no enrolamento do motor parado.

Jv. Exatamente. E eu gosto da palavra que você usou: "dissipa".

Etapa 3: Componentes

Jv. Abaixo está a lista com os componentes:

• Motor redutor Solarbotic GM17.
• Supercapacitor NEC 0.1 F 5.5 V.
• Diodo Schottky 1N5817
• Relé 5 V (NRP04-C50D, eletrônicos Frys)
• Interruptor de Philmore Rocker. (Eletrônicos Frys)
• Resistor 5 Ohm, 0,5 W
• Quatro baterias recarregáveis de 1,2 V (qualquer tipo).

Além disso, existe a necessidade de alguns fios, um suporte para baterias, protoboard para montar os elementos e ligá-los.

SG. Uma máquina clássica inútil tem quatro componentes principais: bateria, motor, chave DPDT e micro-chave. Em seu projeto, existem sete. Você substituiu um microinterruptor por capacitor, relé, diodo e resistor. Isso faz algum sentido?

Jv. Eu acredito que sim. Mas vamos construir a máquina primeiro, depois explicarei.

Etapa 4: Dimensões

Jv. Aqui estão algumas dimensões dos principais componentes mecânicos: braço, carcaça do motor.

SG. Você vai imprimir em 3D?

Jv. Infelizmente, não tenho impressora 3D e não possuo as habilidades necessárias. Fiz o braço com compensado e a carcaça com elementos de madeira.

Etapa 5: Tampa

Jv. Aqui está o desenho da tampa, onde tudo deve ser montado.

SG. Você fornecerá o blueprint para a caixa e as instruções de construção detalhadas. Jv. Não. A caixa em si é apenas para decoração. O que precisa para a máquina funcionar será montado na tampa.

SG. De qualquer forma, provavelmente não era necessário. É improvável que alguém queira repetir.

Etapa 6: montagem da máquina

Jv. Aqui está a máquina totalmente montada. Carcaça do motor montada na tampa com a ajuda de dois parafusos, interruptor inserido na abertura da tampa, placa de ensaio e suporte da bateria preso à tampa com velcro.

SG. Parece bom. Na verdade, esperava de você algo mais feio. Mas isso realmente funciona?

Etapa 7: Funcionando a máquina

Jv. Ele funciona e é bastante confiável. Como prova, aqui está o clipe.

SG. Agora eu entendo seu ponto. Quando a máquina está desligada, você pode girar o braço manualmente. Isso não é possível com a máquina de micro-switch.

Jv. Direito. Para máquinas inúteis, é legal desconectar-se totalmente da energia no final do ciclo. Em outras palavras, a máquina desligada deve estar morta. Mas você pode ver claramente no clipe com a máquina inútil clássica (começando no segundo 19) que não é bem verdade. O testador tenta levantar a tampa, mas isso libera o microinterruptor e liga o motor. Essa máquina não está morta, ela apenas se finge de morta. Este não é o caso da máquina apresentada aqui.

SG. É realmente importante?

Jv. Para mim sim. Mas falando sério, acredito que essa máquina inútil tem um grande potencial educacional. Qual é a melhor maneira de apresentar aos alunos da escola a ciência da eletricidade e da mecânica? Desse ponto de vista, mais componentes é melhor do que menos.

SG. OK, OK, você quase me convenceu. Mas da próxima vez você pode fazer algo pelo menos remotamente útil?

Jv. Vou pensar sobre isso.