Joule Thief with Motor Coils: 9 Passos (with pictures)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Quer um circuito Joule Thief em um pacote fino e brilhante? Marcar pontos geek sérios está no topo da agenda do consertador com visão de futuro, e que melhor maneira de fazer isso do que com as entranhas recicladas de uma unidade de disquete, motor de brinquedo ou motor de passo de precisão? Nenhum vem à mente … Então, com isso.. em.. mente.. Vamos em frente.

Este projeto é basicamente um "Ladrão de Joule", mas com mais reutilização de peças de sucata e, infelizmente, menos eficiência. A ideia básica é usar o núcleo de um motor como parte "toróide" de um "ladrão de joule" (com o resto do circuito escondido dentro e ao redor dele) e como um bom refletor de luz (que, se você tiver acesso para um motor de panqueca, é convenientemente uma reminiscência de uma flor ou do sol). Como afirmado anteriormente, é muito ineficiente e a razão pela qual escolhi fazê-lo dessa forma é que ele usa uma parte de sucata como um componente funcional e decorativo. Obviamente, se você escolher, você pode colocar um toróide ferido à mão, mas provavelmente exigirá um pouco mais de espaço do que é facilmente disponível, então você pode perder Pontos de Beleza. Se você quiser usar um circuito normal de ladrão de joule, recomendo o excelente Instructable do 1up aqui. Como a construção do circuito já foi abordada muitas vezes antes, vou me concentrar em reutilizar o motor e cobrir rapidamente o resto do circuito. Se precisar de ajuda, por favor, deixe um comentário. Para mais algumas fotos e discussões, consulte minha postagem no blog

Etapa 1: Lista de Materiais e Equipamentos

Materiais 1 x 1k resistor 1 x transistor NPN (o 2N3904 é adequado, no entanto 2N4401 ou PN2222A darão melhor saída de luz) 1 x LED - x fio de cobre esmaltado (0,315 mm é bom) * 1 x motor elétrico de tamanho razoável. Motores CC e de passo são bons. * (outro fio isolado deve funcionar bem, usei este e parece OK) Equipamento Ferro de solda e solda Alicate / pinça de ponta de agulha Chave de fenda Ohmímetro / multímetro

Etapa 2: Abra o motor

Se você está desmontando algo com um motor, eu realmente não posso ajudar, cada processo de desmontagem é um todo Instrutível em si mesmo. Para contornar a complexidade; retire as tampas de plástico e chapa e tome cuidado para desparafusar onde puder, até encontrar algo semelhante à imagem abaixo. Este é um motor de passo, geralmente desacoplado da placa principal para permitir o amortecimento de vibração para evitar que danifique as conexões (o que é ideal para nós porque temos uma unidade completa para trabalhar). Normalmente, podemos retirar um motor conectado a um pequeno pedaço de placa de circuito, veja a imagem um e dois para motores de unidade de disquete, imagem três e quatro para motores de ventilador de PC e imagens cinco e seis para motores DC de brinquedo.

Etapa 3: desmonte o motor

Devido à impressionante variedade de tipos de motores possíveis, não posso esperar abordar como desmontá-los todos. Um bom conselho geral é postar nos fóruns se precisar de conselhos específicos sobre como tirar o estator ou rotor do motor. Abordarei a seguir como remover um estator de uma unidade de disquete porque normalmente é o tipo de estator que você deseja. Conforme observado posteriormente neste documento, você pode usar o rotor de motores CC, mas o efeito é um pouco desanimador visualmente. A imagem dois é o rotor de um motor DC, com a seção de contatos destacada. Desaparafuse todos os parafusos de retenção e guarde-os em local seguro. (Procure parafusos passando pelo núcleo, você não quer puxá-lo enquanto ele ainda estiver preso). Uma vez que todos os parafusos estão fora, deve haver mais "ceder" (liberdade de movimento) no núcleo, puxe-o para cima e coloque uma alavanca embaixo dele, seja muito gentil, você não quer quebrar aqueles fios finos conectando-o ao placa porque será quase inútil se você não puder acessá-los facilmente. Remover o núcleo do motor é um negócio complicado, use seu ferro de soldar e apenas aqueça cada almofada que você pode ver conectada às bobinas e mantenha a unidade sob uma leve pressão para cima. Aqueça as almofadas ou use um pavio para remover a solda, se possível. Pode ser necessário iterar o aquecimento e a extração, mas ele deve desaparecer depois de um tempo. Parabéns, você tem o seu componente "toróide". Se algum dos fios quebrou tente desenrolá-los um pouco para ter acesso, precisamos de dois pares de bobinas, portanto, se você perder um ou dois fios, nem todos estarão necessariamente perdidos.

Etapa 4: trabalhar a fiação

Agora temos que encontrar dois conjuntos de fios (duas bobinas) e conectá-los da maneira certa. Não tenho certeza se outras unidades serão embaladas ou cabeadas de maneira diferente, desmontei 3 e a maneira como elas são conectadas parece ser diferente, então esteja preparado para mexer um pouco nas conexões. Geralmente as bobinas parecem ter seis, três ou quatro fios, normalmente estes são conectados como mostrado nas imagens.

Um tipo de configuração tem cada bobina ligada a seus vizinhos (vamos chamá-la de configuração de anel), conforme representado na imagem um. Outro tipo de configuração não tem conexões entre nenhuma de suas bobinas (vamos chamá-la de configuração Disjointed), conforme representado na imagem dois. Ainda outra configuração tem um aterramento comum ou pino alto (vamos chamá-lo de Configuração Comum), conforme representado na imagem três. Em qualquer um desses casos, descobrir qual configuração você tem é fácil, basta pegar seu ohmímetro e um lápis e papel. Identifique cada fio e teste a resistência entre cada um. Se a resistência for incomensuravelmente alta, não estabeleça uma conexão. Se a resistência for muito baixa, podemos dizer que os dois pontos provavelmente estão conectados por uma bobina. Se for um pouco mais alto, é provável que estejamos medindo duas ou mais bobinas. Depois de desenhadas as conexões, você terá uma imagem muito parecida com as imagens um, dois ou três. Configuração do anel (fig.1) A configuração do anel é comumente encontrada em motores CC, e um pouco mais raramente em motores panqueca. É tipificado como tendo três bobinas, cada uma conectada a seus vizinhos. Todas as três bobinas são enroladas na mesma direção. Em motores CC, é comum que a bobina seja enrolada a partir de um único fio. Normalmente, os estatores e rotores de configuração em anel têm 3 fios. Configuração desarticulada (fig. 2) A configuração desarticulada é comum (em minha experiência) em motores tipo panqueca e não em muitas outras aplicações. Cada bobina possui dois fios que são conectados apenas à placa de montagem. Normalmente, eles podem ser identificados rapidamente, pois normalmente têm 6 fios. Vai valer a pena verificar com um ohmímetro só para ter certeza. Configuração comum (fig. 3) Esta configuração é comumente encontrada em motores de panqueca e motores de ventilador de computador. Cada bobina tem um lado conectado a um fio comum (ao qual todas as outras bobinas também estão conectadas) e o outro lado é conectado à placa e nada mais. O número de fios em uma configuração comum é normalmente 3 ou mais, mas eles podem ser facilmente identificados porque um fio será claramente conectado a vários outros fios, normalmente trançados juntos. Agora que você identificou o tipo de seu motor, pule para a seção relevante. Observe que as bobinas e fios de cores diferentes nos diagramas são apenas para facilitar a consulta a eles.

Etapa 5: configuração do anel

As configurações de anel são normalmente usadas em motores DC com escova e motores de passo tipo panqueca que podem ser encontrados em unidades de disquete. Eles podem ser identificados pelo fato de que normalmente têm três fios, ou pelo fato de que cada um dos fios conectados está conectado a dois fios adjacentes por uma separação de bobina, para todos os fios.

Essa configuração é fácil de lidar. Estamos começando com o que é efetivamente uma grande bobina com três torneiras centrais (fig. 1). Precisamos fazer uma única interrupção no "loop" para obter dois fios "finais" e um tap no meio. Isso precisa ser feito porque, caso contrário, a terceira bobina (azul neste exemplo) interromperá a operação da bobina e a impedirá de oscilar. Se você gostaria de ver o que estamos fazendo eletricamente, clique nas imagens um, dois, três e quatro. As imagens dois, três e quatro são equivalentes eletricamente, mas demonstram a remoção do enrolamento azul. Motores DC É comum nos enrolamentos de motor DC usar um único pedaço de fio em toda a volta do rotor, para todas as três bobinas. O que queremos fazer é desconectar um único "in" ou "out" do bloco de contato (fig. 2). Se desejar, você pode desfazer esse pedaço de fio do rotor. Quando você chegar à outra extremidade do fio desenrolado, ele será soldado à próxima almofada, basta cortar o fio antes da junta de solda. Isso deve deixá-lo com um pedaço de fio completamente desconectado do rotor que você pode reutilizar e um espaço que é possivelmente grande o suficiente entre as pilhas magnéticas para inserir o seu transistor (o ladrão de Joule na figura cinco usa esse truque). Os dois blocos onde você desconectou o fio "azul" são os dois fios "terminais". A única almofada que não teve os fios desconectados é, portanto, a derivação central. Mantendo o controle de qual fio é qual, pule para a etapa "Tempo para testar". Motores de panqueca Com um motor de panqueca de configuração em anel, simplesmente precisamos fazer uma única interrupção. Cada uma das três peças expostas de fio consistirá em dois fios soldados juntos. Escolha qualquer um e interrompa a conexão (fig. 2) entre os dois fios. Você provavelmente deseja deixar os enrolamentos no estator porque fica melhor assim, também os fios são entrelaçados e você (ao tentar desenrolar a bobina redundante) arriscaria danificar as bobinas funcionais. Selecione um lado da quebra que você acabou de fazer (na fig. 2 eu escolhi o lado verde) - este é um fio "final".. Referindo-nos novamente à fig.2, podemos ver que o lado "azul" do fio do corte não é necessário e, portanto, pode ser removido com fita adesiva. Agora precisamos saber qual das duas conexões restantes é o fio final e qual é a derivação central. Observe que você não pode dizer pela sua posição na bobina, a melhor maneira é usar um ohmímetro, verificando a resistência entre cada conexão e o ponto final "verde". Usando o exemplo com a cor (fig. 3) verde / amarelo tem metade da resistência de verde / vermelho - então amarelo é a torneira central. Colocando de outra forma, a resistência entre seu ponto final e o outro ponto final será X, e a resistência para a derivação central será meio X. Mantendo o controle de qual fio é qual, pule para a etapa "Tempo para testar".

Etapa 6: configuração desarticulada

Configurações desconexas são provavelmente a configuração mais difícil porque você precisa manter o trato das direções sinuosas. Normalmente, esta configuração tem 6 fios (três bobinas), embora possa haver mais bobinas. Para nossos objetivos, precisamos de duas bobinas.

A primeira tarefa é identificar duas bobinas e os quatro fios conectados a elas. É fácil, usando seu ohmímetro, pegar qualquer fio e medir sua resistência a todos os outros fios. Ele só deve ser conectado a um outro fio. Bom, você tem seu primeiro par. Agora escolha um fio diferente dos dois que você já identificou e repita. Agora temos quatro fios conectados a duas bobinas separadas. Prenda todos os outros fios, não precisamos deles. Em seguida, marque qualquer um dos quatro fios como "início 1" com uma etiqueta adesiva. Observe a direção em que o outro fio dessa bobina ("extremidade 1") está enrolado (está indo no sentido horário ou anti-horário?). Na segunda bobina, pegue o fio que está enrolando na mesma direção ("início 2"). Conecte "extremidade 1" e "início 2" (fig. 3). A junção que você acabou de fazer é a "torneira central", conforme mostrado na fig. 3. Os outros dois fios começam 1 e terminam 2 são uma das extremidades da bobina. Quaisquer outros fios além dos quatro são supérfluos e você pode querer prendê-los com fita adesiva para evitar confusão. Eu sugiro fortemente que você use etiquetas adesivas para rastrear qual fio é qual. Além disso, experimente o circuito, testando-o antes de colá-lo no lugar. Se não funcionar, não se preocupe; você pode ter se confundido e conectado o fio errado, apenas refaça seus passos e tente novamente. Mantendo o controle de qual fio é qual, pule para a etapa "Tempo para testar".

Etapa 7: configuração comum

De longe, a configuração que vejo mais é a configuração "Comum" (fig. 1). Eu chamo de configuração comum porque cada bobina tem uma extremidade livre e a outra conectada a um fio comum (ao qual todas as outras bobinas também estão conectadas). Esta configuração é de longe a configuração mais fácil de usar. Nenhum trabalho extra é necessário, tudo o que precisamos fazer é descobrir qual fio é qual. Haverá um fio que, após uma inspeção mais detalhada, terá muitos fios soldados juntos. Esta é a torneira central. Escolha quaisquer outros dois fios. Agora você tem seus dois "fins". Na figura dois, estamos simplesmente ignorando a bobina "vermelha", você pode ignorar mais ou nada - o número de bobinas em uma configuração "comum" varia, eu vi duas e três bobinas, mas não vejo razão para não haver seja mais. Isso é tudo que você precisa fazer para esta etapa, portanto, acompanhando qual fio é qual, pule para a etapa "Tempo para testar".

Etapa 8: hora de testar

Agora é a hora de testar sua bobina. Use o diagrama de circuito abaixo para criar um ladrão de joule com sua bobina. Abordarei brevemente como conectar o indutor (sua peça do motor eliminada) aqui. Se precisar de mais instruções, consulte o ladrão Joule Instructable. Lembre-se de que você pode pular a seção do toróide de enrolamento manual.

Em primeiro lugar, observe o diagrama do circuito abaixo. A "torneira central" do nosso estator é conectada à extremidade + da bateria. As duas extremidades restantes se conectam ao coletor e à base (por meio de um resistor) do seu transistor. Para o resistor, eu recomendo um resistor variável com uma faixa de algo como 0 Ohms a 5Kohms, embora eu nunca tenha precisado usar um resistor maior que 1kOhms em um circuito de ladrão de joule. O emissor é conectado diretamente ao lado negativo da bateria. Finalmente, um LED é conectado ao transistor; perna positiva no coletor e perna negativa no emissor. Eu recomendaria completamente ter um circuito de ladrão de joule testado primeiro com um indutor normalmente enrolado. Depois que você sabe que seu circuito está funcionando, torna-se muito mais fácil diagnosticar problemas. Problemas comuns O circuito funciona com um indutor normal, mas não com meu estator / rotor eliminado. -Você conectou o estator corretamente? (os enrolamentos estão apontando para o caminho correto? Lembre-se dessa direção, ou seja, questões no sentido anti-horário / horário). -Já tentou variar a resistência? Seu valor deve estar entre 300 e 3000 ohms. -Já experimentou um LED de menor potência (os vermelhos são os mais baixos)? -Alguma das conexões frágeis em seu estator / rotor se soltou? O circuito acende apenas LEDs vermelhos e laranja (O ladrão de Joule não está aumentando a tensão tanto quanto deveria, isso significa que apenas LEDs de baixa tensão (normalmente vermelhos) podem acender com a tensão disponível) -Você alterou a quantidade de resistência no resistor (variável)? -A bateria perdeu a maior parte da carga? Se sim, tente um novo. -Pode ser que neste circuito o indutor não consiga mais gerar tensão, já experimentou com um indutor normal?

Etapa 9: Florescer criativo

Agora que terminamos o circuito, aqui está uma nota sobre estética: Unidades de disco Se você obteve seu estator de uma unidade de CD / DVD / disquete, provavelmente será do tipo "panqueca" plana. Se este for o caso, um ou dois LEDs vermelho / amarelo / âmbar iluminando a bobina (como mostrado abaixo) dão um belo efeito que lembra o sol com raios saindo dele. Ventiladores do gabinete do computador Os ventiladores do gabinete do computador são um pouco mais compactos e não parece muito com o sol quando iluminado. No entanto, eles têm um orifício no meio no qual um pequeno LED se encaixa muito bem, dando uma aparência mais parecida com a de um reator da Arca do Homem de Ferro. Como o buraco normalmente fica dentro de um disco rebaixado, um pouco de cola quente pode difundir a luz do LED para uma sensação mais de mini-reator de fusão: PToy DC Motors Os motores Toy DC são (visualmente) uma besta totalmente diferente. Eles parecem bem não iluminados e tentar iluminá-los muitas vezes é muito difícil por causa de sua forma. Você pode querer apontar o (s) LED (s) para fora em vez de tentar iluminá-los, porque o efeito não é tão bom quanto a iluminação do estator "panqueca". E, finalmente, todos funcionam bem como pingentes de colar, você está lidando apenas com 1,5 a 3 volts, então a segurança não é realmente uma preocupação, desde que você seja sensível com arestas e materiais pontiagudos. Nos mostradores solares, coloquei a bateria no pingente, mas uma boa ideia é colocar o suporte da bateria em dois fios usados como o laço do colar. A bateria atrás do pescoço do usuário contrabalança o pendente. Importante: sempre proteja bem a bateria, às vezes eles estouram e borrifam ácido, o que é RUIM! Além disso, sem arestas afiadas! Além disso, coloque um ponto fraco na alça / cordão de arame do colar, se você prender seu colar em algo que deseja que o cordão estale, não em seu pescoço! Jogue bem … Finalmente, algumas idéias adicionais; - Use LEDs UV e pigmentos fluorescentes para realmente dar vida ao design. Lembre-se de que o material solúvel em água pode ser eliminado! -Use pedaços da placa de circuito para decorar ainda mais o design. Lembre-se, sem arestas vivas! -Adicione um botão liga / desliga -Use uma versão mais eficiente do circuito de ladrão de jouleFinalmente Finalmente Se você seguir estas instruções e fizer algo legal, poste fotos nos comentários. Ok Realmente Finalmente, Sério, acho útil cobrir os fios de as bobinas expostas com uma fina camada de cola PVA. Isso ajuda a evitar que o fio fique preso e quebre o ladrão de joule. No entanto, na minha experiência, isso parece exacerbar o lamento agudo que às vezes se pode ouvir dos ladrões de joule … Suspeito que seja algo a ver com o aumento da capacitância na bobina com a água retida pela cola ou algo semelhante. Tenha cuidado para não colocar cola em qualquer junta de solda exposta, especificamente na base do transistor, uma vez que a cola é levemente condutora, isso pode perturbar o circuito e deixá-lo de mau humor (ou seja, não funciona).