Conceptos básicos del solenoide de motor: Todo lo que necesitas para construir un motor de pulsos y demostración

Gancho

Por fin conseguí que un motor de pulsos funcione de forma limpia con solo un solenoide de motor, un rotor marcado y un interruptor reed de alta frecuencia. Aquí tienes todo lo que usé más la demostración en vivo.

Mira este experimento

Hago girar el rotor a mano, conecto el solenoide de 12 V y el motor arranca. Ves el interruptor reed haciendo clic y todo el conjunto acelerando con una batería de litio. Más tarde sostengo una segunda bobina junto a los imanes giratorios y los LEDs se encienden sin fuente de alimentación conectada.

Lo que aprenderás

Verás las piezas de inicio exactas, cómo marco un rotor para un espaciado uniforme de imanes, por qué un interruptor reed de alta frecuencia es mejor que los baratos, y cómo un campo magnético que pasa enciende LEDs desde una bobina sencilla. Todo desde el banco de trabajo, sin sobrecarga de teoría.

Desde el banco

Empecé con un rotor de disco de plástico. En la parte superior dibujé 24 líneas desde el centro. Debajo hay otro disco con imanes espaciados a 32,72 grados cada uno —eso da 11 imanes espaciados uniformemente. Elegí 11 porque vi otra construcción hecha al revés y quise probarlo. El rotor gira como la rueda de La Ruleta de la Fortuna en lugar de un tiovivo.

Otro concepto de rotor usa 12 juegos de imanes de neodimio, 24 líneas en total, colocando un imán en cada dos líneas. Un CD normal funciona bien si al menos marcas las cuatro direcciones cardinales y pegas cuatro imanes para empezar. Uso un Sharpie y una regla para hacer muescas cada 15, 30 o 5 grados para que los números pares se alineen perfectamente en el disco.

Cómo funciona / lo que cambiamos

Primero la fuente de alimentación, luego la bobina. Probé tanto una bobina casera enrollada a mano con alambre de calibre 32 como un solenoide magnético de 12 voltios y 500 vueltas comprado en tienda. La bobina es el corazón del motor de pulsos. Enrollar a mano no tiene que ser perfecto —solo uniforme a lo largo del molde. Puedes enrollar los extremos primero y luego el medio o hacer una capa sólida y luego otra. El alambre es tan fino que apenas se ve mientras enrollas.

El interruptor reed es el cerebro. Uso un interruptor reed normalmente abierto de alta frecuencia con luz indicadora. Aguanta las vueltas rápidas donde los interruptores reed mini baratos acaban quedándose cerrados, matan el pulso y el motor se para. Los de alta frecuencia son más sostenibles.

La base es un tablero de clavijas de 4x2 con agujeros de un cuarto de pulgada. Los pezones del eje de los discos de rodamientos apilados caen directamente en esos agujeros para un montaje simple y estable.

Anillo magnético

Usé una configuración de anillo magnético en el rotor —básicamente 11 imanes de neodimio dispuestos en círculo a 32,72 grados cada uno. Esto da un espaciado uniforme y pulsos consistentes mientras el anillo pasa por el solenoide. Una construcción que vi usaba la orientación de imanes opuesta con el mismo número, así que copié la idea pero la invertí. El anillo gira suavemente una vez equilibrado y el interruptor reed se activa limpiamente en cada pasada.

Pulso del solenoide

El pulso del solenoide es lo que impulsa todo. La corriente fluye desde la batería o la fuente de 12 V hacia la bobina del solenoide, el interruptor reed temporiza el ciclo de encendido-apagado y cada pulso impulsa los imanes del rotor. Descubrí que el solenoide de 12 voltios comprado en tienda da un impulso fuerte y limpio. Cuando el interruptor reed de alta frecuencia se mantiene fiable, el pulso del solenoide se mantiene nítido y el motor sigue acelerando en lugar de bloquearse. Puedes sentir la diferencia inmediatamente una vez que el pulso está temporizado correctamente.

Lista de verificación del constructor

• Disco rotor (CD o plástico) con líneas uniformes dibujadas desde el centro
• 11 o 12 imanes de neodimio colocados en ángulos iguales (32,72° para 11 imanes)
• Solenoide de motor o bobina enrollada a mano (alambre de calibre 32, al menos una libra para empezar)
• Interruptor reed normalmente abierto de alta frecuencia con luz indicadora
• Fuente de alimentación — batería de ion de litio o fuente de pared de 12 V
• Conectores y cableado básico
• Base de tablero de clavijas con agujeros de un cuarto de pulgada y pila de rodamientos con pezones de eje
• Bobina de captación secundaria opcional para la demo de generación

Solución de problemas

Si el motor se para de repente, lo más probable es que el interruptor reed se quede cerrado —cámbialo por la versión de alta frecuencia. Si los pulsos se sienten débiles, revisa el espaciado de los imanes y la separación de la bobina. Las bobinas enrolladas a mano funcionan incluso si están desordenadas siempre que las vueltas estén más o menos uniformes de arriba abajo. Si el rotor tambalea, vuelve a pegar los imanes y equilíbralo.

Seguridad

Usa protección ocular cuando hagas girar rotores a velocidad. Las baterías de litio pueden calentarse —vigila el calor. Mantén los dedos lejos del anillo de imanes giratorio. Empieza con bajo voltaje y aumenta poco a poco. Cuando experimentes con voltaje generado desde la bobina de captación, recuerda que la salida es CA y de baja corriente pero aun así trátala con respeto.

Preguntas frecuentes

¿Tengo que enrollar mi propia bobina? No —un solenoide de 12 V comprado en tienda funciona genial como solenoide de motor y es más fácil para empezar.

¿Por qué 11 imanes en lugar de 12? Vi otra construcción que usaba 11 en la orientación opuesta y quise probarlo. Tanto los recuentos pares como impares pueden funcionar si el espaciado es uniforme.

¿De verdad puedo generar voltaje sin alimentación extra? Sí —cuando el anillo magnético gira pasando una segunda bobina induce corriente. Medí hasta 11 voltios CA en el multímetro y encendí LEDs con cero hardware extra.

¿Qué pasa si mi interruptor reed se pega? Los mini baratos suelen quedarse encendidos y matan el pulso. El interruptor reed de alta frecuencia con luz indicadora maneja la velocidad mucho mejor.

¿Un rotor de CD es lo suficientemente bueno? Absolutamente para empezar. Marca al menos cuatro puntos cardinales, añade imanes y adelante. Más tarde puedes mejorar a un disco más rígido y rodamientos.

Relacionado en este sitio

• Cómo construir un motor de pulsos: Piezas, separación de bobina, primer giro
• Diseño de rotor para motor de pulsos: Imanes, materiales y equilibrio
• Cómo enrollar bobinas para un motor de pulsos (paso a paso)
• Motor de pulsos vs Motor Bedini: ¿Cuál es la diferencia?
• Usar un sensor de efecto Hall en tu construcción de motor de pulsos

Mira este experimento en YouTube

• ▶ Ver completo en YouTube