Supercondensatore Macchina Inutile o Dialogo con Smart Guy: 7 Passaggi (Illustrato)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Ragazzo intelligente. Che cosa?! Macchina inutile! Ancora! Centinaia, migliaia di queste che intasano i canali YouTube non bastano?

miscuglio. La maggior parte sono realizzati con interruttore a levetta, questo ha il bilanciere.

SG. E allora? Tutti sanno che funzionano allo stesso modo. E hai già costruito la Macchina con l'interruttore a bilanciere. Perché ripeterti?

jv. Questo ha un diverso set di componenti elettrici e uno schema speciale.

SG. Veramente? Lasciaci vedere.

Passaggio 1: incontra l'eroe

jv. Ecco il nostro eroe. È un supercondensatore, che nonostante le sue piccole dimensioni ha una capacità di 0,1 Farad. Giusto per confronto guardate la seconda foto, quando è mostrata accanto al tradizionale condensatore elettrolitico. Nonostante sia di dimensioni comparabili, l'elettrolitico ha una capacità di 470 Micro-Farad (200 volte meno)!

SG. Ma questo condensatore elettrolitico può gestire una tensione di 25 V contro 5,5 V per il tuo "eroe".

jv. È vero, ma comunque la differenza non è così grande rispetto alla capacità.

SG. Sei così orgoglioso che la gente potrebbe pensare che tu sia il suo inventore. Come è legato alla macchina inutile?

jv. Ahimè, non sono io quello che ha inventato il supercondensatore. Ma facciamo il prossimo passo e ti mostrerò come è correlato alla macchina inutile.

Passaggio 2: schemi circuitali

jv. Ecco gli schemi della macchina con condensatore. Il diagramma in alto mostra come funziona, quando la macchina è accesa. L'interruttore collega il motore alla batteria e il motore sposta il braccio in avanti; la corrente elettrica scorre attraverso il circuito del diodo e del relè, montati in parallelo al motore. Il relè è forzato a chiudere il suo contatto normalmente aperto. Attraverso quel contatto (e un piccolo resistore) il condensatore è collegato alla batteria e riceve una certa carica.

SG. OK, ora vedo. Quando il braccio riporta indietro l'interruttore, il motore è scollegato dalla batteria, ma collegato al condensatore con la polarità opposta. Il motore ruota all'indietro e riporta il braccio allo stato originale. Il diodo ora rimane nella direzione opposta rispetto alla via della corrente elettrica, quindi il contatto del relè rimane aperto e il condensatore è scollegato dalla batteria. La maggior parte del condensatore di carica perde mentre fornisce il movimento del motore, il resto si dissipa sull'avvolgimento del motore fermo.

jv. Esattamente. E mi piace la parola che hai usato: "dissipa".

Passaggio 3: componenti

jv. Di seguito l'elenco con i componenti:

• Motoriduttore Solarbotic GM17.
• Supercondensatore NEC 0,1 F 5,5 V.
• Diodo Schottky 1N5817
• Relè 5 V (NRP04-C50D, elettronica Frys)
• Interruttore a bilanciere Philmore. (elettronica Frys)
• Resistenza 5 Ohm, 0,5 W
• Quattro batterie da 1,2 V ricaricabili (qualsiasi tipo).

Inoltre, c'è bisogno in qualche filo, un supporto per batterie, breadboard per montare elementi e cablarli.

SG. Una classica macchina inutile ha quattro componenti principali: batteria, motore, interruttore DPDT e microinterruttore. Nel tuo progetto, ce ne sono sette. Hai sostituito un microinterruttore con condensatore, relè, diodo e resistenza. Ha senso?

jv. Credo di sì. Ma prima costruiamo la macchina, poi ti spiego.

Passaggio 4: dimensioni

jv. Ecco alcune dimensioni per i principali componenti meccanici: braccio, alloggiamento del motore.

SG. Lo stamperai in 3D?

jv. Purtroppo non ho una stampante 3D e non possiedo le competenze necessarie. Ho realizzato il braccio in compensato e l'alloggiamento con elementi in legno.

Passaggio 5: coperchio

jv. Ecco il disegno del coperchio, dove dovrebbe essere montato tutto.

SG. Fornirai il progetto per la scatola e le istruzioni di costruzione dettagliate. Jv. No. La scatola stessa è solo per la decorazione. Ciò di cui ha bisogno la macchina per funzionare sarà montato sul coperchio.

SG. Comunque probabilmente non ce n'è bisogno. Difficile che qualcuno vorrà ripeterlo.

Passaggio 6: assemblaggio della macchina

jv. Ecco la macchina completamente assemblata. Alloggiamento motore montato sul coperchio con l'ausilio di due viti, interruttore inserito nell'apertura del coperchio, breadboard e portabatterie fissati al coperchio con velcro.

SG. Sembra OK. In realtà mi aspettavo da te qualcosa di più brutto. Ma funziona veramente?.

Passaggio 7: far funzionare la macchina

jv. Funziona ed è abbastanza affidabile. A riprova ecco la clip.

SG. Ora capisco il tuo punto. Quando la macchina è spenta, è possibile ruotare manualmente il braccio. Ciò non è possibile con la macchina a microinterruttori.

jv. Destra. Per una macchina inutile è bello scollegarsi completamente dall'alimentazione alla fine del ciclo. In altre parole, la macchina spenta deve essere morta. Ma puoi vedere chiaramente sulla clip con la classica macchina inutile (a partire dal secondo 19) che non è del tutto vero. Il tester prova a sollevare il coperchio, ma quello rilascia il microinterruttore e accende il motore. Quella macchina non è morta, fa solo il morto. Questo non è il caso della macchina qui presentata.

SG. È davvero importante?

jv. Per me sì. Ma parlando seriamente credo che quella macchina inutile abbia un grande potenziale educativo. Qual è il modo migliore per introdurre gli studenti alle scienze dell'elettricità e della meccanica? Da quel punto di vista più componenti è meglio che meno.

SG. Ok, ok, mi hai quasi convinto. Ma la prossima volta puoi fare qualcosa di almeno lontanamente utile?

jv. Ci penserò.