Motor solar que gira contínuament: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Qui no somia amb fabricar un dispositiu que estigui en moviment contínuament? Córrer sense parar, dia i nit, estiu i hivern, cel ennuvolat i condicions de llum pròpies. Aquest motor de pols funciona durant molt de temps, potser més que la meva vida útil.

La llum del panell solar carrega un supercondensador mitjançant un regulador de baixa caiguda. Un sensor Hall detecta l’imant del rotor. El pols passa pel modelador de polsos, el comperador i el controlador IC (3 en un) i activa la bobina del pols.

Les dues esferes són d'un marc de brodat. Els coixinets magnètics s’utilitzen per reduir al màxim la fricció de l’eix del rotor. Una agulla de matalassos amb una punta molt afilada està fent la feina. El rotor està fabricat a partir d’un globus terrestre d’espuma de poliuretà i té 5 imants col·locats al centre.

Utilitzo CI molt petits de SMD (nanopotència) amb uns pocs centenars de nanosampers de consum actual. El circuit és un disseny meu, molt sensible i estable. Té un ampli rang de subministrament de tensió des d'1,7V fins a 3 volts.

Subministraments

• IC: sensor Hall SM351LT
• IC: comperador TS881
• IC: XC 6206 LDO
• Panell solar: 5,5V 90mA, tots els panells entre 3,5V i 5,5V funcionaran.
• SuperCap: 50 Farad, 3V, tots entre 10F i 50F.
• Bobina d’un relé de 220V, 12,8k Ohm

• Marc de brodat de 12 cm de diàmetre, agulla de matalassos i globus d'espuma de poliestireno.

• Imants de neodimi d'1cm de diàmetre per 2mm d'alçada per a rotors i rodaments

Pas 1: vídeo

Pas 2: Circuit electrònic

Construeixo el circuit des de zero. Aquestes són les condicions:

• Totes les CI han de ser de molt baixa potència
• Sensor Hall SM351LT, corrent 360nA, tensió 1,65V - 5,5V.
• Comperador TS881, corrent 210nA, tensió 0,85V - 5,5V
• XC6206 LDO, corrent 1uA, entrada de tensió 6V màx., Sortida 3V
• CI equivalent: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• Bobina d'impulsió d'un relé de 220V CA amb resistència de 12kOhm

En girar el potòmetre Rv, l’amplada de pols es pot regular entre 20 i 60 ms. La foto de l’oscil·loscopi mostra en groc el pols de sortida del sensor Hall. La forma vermella és la sortida del TS881 que activa la bobina. El TS881 s'activa a la vora descendent i fa un bon impuls regular de 50 ms en la sortida. Aquest polsador és molt eficient energèticament, perquè menys temps de pols és menys corrent.

A l’esquema també veieu el pinout dels xips SMD. Vigileu que són molt petits i que soldar és una habilitat. La foto mostra com vaig fer la feina. El TS881 està soldat en un sòcol DIL8, que ha funcionat bé.

Pas 3: alguns detalls

Pas 4: la construcció

Un marc de brodat de 12 cm de diàmetre és la base d’aquesta construcció. Al seu torn gira un globus d’espuma d’espuma de 6 cm com a rotor del motor de pols. Un anell està connectat amb una peça inferior pesada. Sobre aquest descans el circuit electrònic. Només el sensor de sala i la bobina de pols condueixen a la secció del globus a través de cables elèctrics.

Dins del segon anell els coixinets estan connectats sobre tires d'alumini. Per un costat hi ha l’imant i, per l’altra, la placa de vidre connectada amb la segona cola. La tira inferior connecta també el sensor de sala i la bobina de pols amb un fil de coure gruixut. Es poden situar per obtenir el millor moment per a la bobina de pols. Aquesta és una feina molt precisa.

L’eix del rotor és una agulla de matalàs molt afilada que es troba sobre la placa de vidre i que l’imant arrossega en posició. La part superior de l’eix no toca el vidre, es gira lliure i és arrossegada per l’imant. Això fa que la fricció sigui molt baixa. Les fotos i els vídeos mostren com es fa tot detalladament.

Pas 5: Conclusió

El que vull mostrar és un motor d’impulsió molt eficient impulsat per un circuit nanopotencial petit i estable. La font d'alimentació d'un petit panell solar i un supercap com a emmagatzematge d'energia han demostrat que aquest motor de pols pot funcionar durant molt de temps. És un repte anar sense batre. Els circuits i les supercaps d’ultra baixa potència ho fan possible.

Es tracta d’un projecte de recerca i diversió. S’uneixen moltes habilitats per aconseguir que això funcioni. La millor part és jugar amb camps de força electromagnètics, magnètics i de gravetat. Només es poden veure els seus fenòmens. Les bones eines i els instruments de mesura fan que sigui més fàcil resoldre problemes en curs en el camí cap a la continuïtat. Finalment, no reivindico res com el perpetuum mobile, el funcionament etern, l’energia lliure, etc., però aquest projecte s’acosta bastant.