Motore solare a rotazione continua: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Chi non sogna di realizzare un dispositivo in continuo movimento? Corsa non-stop, giorno e notte, estate e inverno, cielo nuvoloso e condizioni di luce interne. Questo motore a impulsi funziona per un tempo molto lungo, forse più lungo della mia vita.

La luce sul pannello solare carica un super condensatore tramite un regolatore a bassa caduta di tensione. Un sensore di Hall rileva il magnete del rotore. L'impulso passa attraverso il generatore di impulsi, il comparatore e il driver IC (3 in uno) e attiva la bobina a impulsi.

Le due sfere provengono da un telaio per ricamo. I cuscinetti magnetici vengono utilizzati per ridurre al minimo l'attrito dell'albero del rotore. Un ago per materassi con una punta molto affilata sta facendo il lavoro. Il rotore è costituito da un globo di polistirolo e ha 5 magneti posizionati intorno al centro.

Uso circuiti integrati SMD (nanopotenza) molto piccoli con un consumo di corrente di poche centinaia di nano ampere. Il circuito è un mio progetto, molto sensibile e stabile. Ha un'ampia gamma di tensione di alimentazione da 1,7 V a 3 volt.

Forniture

• IC: sensore Hall SM351LT
• IC: TS881 operatore
• IC: XC 6206 LDO
• Pannello solare: 5,5 V 90 mA, tutti i pannelli tra 3,5 V e 5,5 V lo faranno.
• SuperCap: 50 Farad, 3V, andranno bene tutti tra 10F e 50F.
• Bobina da un relè 220V, 12,8k Ohm

• Telaio da ricamo diametro 12 cm, ago per materasso e globo di polistirolo.

• Magneti al neodimio 1 cm di diametro per 2 mm di altezza per rotore e cuscinetto

Passaggio 1: video

Passaggio 2: circuito elettronico

Costruisco il circuito da zero. Queste sono le condizioni:

• Tutti i circuiti integrati devono essere a bassissima potenza
• Sensore Hall SM351LT, corrente 360nA, tensione 1,65V - 5,5V.
• Comperatore TS881, corrente 210nA, tensione 0,85V - 5,5V
• XC6206 LDO, corrente 1uA, ingresso tensione 6V max, uscita 3V
• IC equivalente: Comperator LMC7215, Hall DRV5032
• Bobina a impulsi da un relè 220V AC con resistenza 12kOhm

Ruotando il potmetro Rv è possibile regolare l'ampiezza dell'impulso tra 20 e 60 msec. La foto dell'oscilloscopio mostra l'impulso in uscita dal sensore Hall in giallo. La forma rossa è l'uscita dal TS881 che attiva la bobina. Il TS881 si attiva sul fronte in discesa ed emette un buon impulso regolare di 50 msec sull'uscita. Questo pulsatore è molto efficiente dal punto di vista energetico, perché meno tempo di impulso è meno corrente.

Nello schema si vede anche il pinout dei chip SMD. Fai attenzione che siano molto piccoli e che la saldatura sia un'abilità. La foto mostra come ho svolto il lavoro. Il TS881 è saldato su una presa DIL8, che ha funzionato bene.

Passaggio 3: alcuni dettagli

Fase 4: La costruzione

Un telaio per ricamo di 12 cm di diametro è la base di questa costruzione. All'interno gira un globo di polistirolo da 6 cm come rotore del motore a impulsi. Un anello è collegato con un pezzo inferiore pesante. Su questo poggia il circuito elettronico. Solo il sensore di hall e la bobina a impulsi conducono alla sezione del globo tramite cavi elettrici.

All'interno del secondo anello i cuscinetti sono collegati su nastri di alluminio. Da un lato c'è il magnete e dall'altro c'è la lastra di vetro collegata con una seconda colla. La striscia inferiore collega anche il sensore di hall e la bobina a impulsi con uno spesso filo di rame. Possono essere posizionati per ottenere il miglior tempismo per la bobina a impulsi. È un lavoro molto preciso.

L'albero del rotore è un ago da materasso molto affilato appoggiato sulla lastra di vetro e tirato in posizione dal magnete. La parte superiore dell'asta non tocca il vetro, si libera e viene tirata su dal magnete. Questo rende l'attrito molto basso. Foto e video mostrano come tutto è fatto in dettaglio.

Passaggio 5: conclusione

Quello che voglio mostrare è un motore a impulsi molto efficiente guidato da un circuito di nanopotenza piccolo e stabile. L'alimentazione da un piccolo pannello solare e un supercap come accumulo di energia hanno dimostrato che questo motore a impulsi può funzionare per molto tempo. È una sfida andare senza batterie. I circuiti e i supercondensatori a bassissima potenza lo rendono possibile.

Questo è un progetto di ricerca e divertimento. Molte abilità si stanno unendo per farlo funzionare. La parte migliore è giocare con i campi di forza elettromagnetici, magnetici e gravitazionali. Puoi solo vedere i loro fenomeni. Buoni strumenti e strumenti di misura rendono più facile risolvere i problemi in corso sulla via della continuità. Infine, non pretendo nulla come perpetuum mobile, eterna corsa, energia libera, ecc., ma questo progetto si avvicina molto a questo.