Cargué un Supercap a 4V con Mi Dispositivo de Rotación Contraria (Rectificador de Puente)

Gancho

Acabo de ver cómo el medidor subía hasta 4,07 voltios en un banco de supercaps de 5,5 voltios y 20 faradios usando solo captación por proximidad a través de un rectificador de puente en mi dispositivo de rotación contraria. El zumbido es real, pero la carga sigue ocurriendo.

Mira este experimento

Conecto tres baterías de 12 voltios al hilo trifilar de calibre 28 cableado en serie, lo paso por el rectificador de puente y vierto la salida en dos supercaps en paralelo. Escuchas cómo se construye la resonancia, ves cómo sube el voltaje y luego corto la alimentación antes de que llegue al límite del condensador.

Lo que aprenderás

Cómo un rectificador de puente convierte los pulsos inducidos en CC utilizable en un dispositivo de rotación contraria, por qué un circuito de accionamiento zumba mientras los otros se quedan en silencio, y cómo monté un corte de seguridad con relé de enclavamiento en unos diez minutos.

Desde el banco

Empecé en 3,72 V en el banco paralelo de 20 F. Tras una corta carrera paré en 4,07 V. Los condensadores están clasificados para 5,5 V, así que todavía teníamos margen. Quité los clips, corté la alimentación de la batería y dejé que girara por inercia. Sin tomas de osciloscopio elegantes, solo mi multímetro de mano y lo que pude captar con la cámara.

Cómo funciona / qué cambiamos

El hilo trifilar de calibre 28 se sitúa cerca de los imanes giratorios y se conecta directamente al rectificador de puente. Desde ahí la CC va a los supercaps en paralelo. Cuando el banco de condensadores está conectado, todo el conjunto zumba pero sigue cargando. Sin los condensadores, los accionamientos rojo y negro funcionan limpios mientras que el verde resuena y no produce mucho trabajo útil.

Dispositivo de rotación contraria

Mi dispositivo de rotación contraria usa un eje sólido con matrices de imanes opuestos, de modo que un lado gira en un sentido y el otro en sentido contrario. Las bobinas de captación están en el medio y recogen por proximidad. El eje se nota equilibrado: solo un pequeño rumor resonante natural en el pequeño banco de pruebas de madera, casi nada en el banco grande.

Resonancia del motor de pulsos

Puedes oír cómo el zumbido se hace más fuerte cada vez que ciclo el circuito. Sube de nivel. Con los supercaps conectados la resonancia está ahí pero el voltaje sigue subiendo. Cuando hago funcionar los accionamientos por separado, el circuito verde es el que tiende a zumbar y no rinde tan bien. El rojo y el negro se mantienen suaves y silenciosos.

Mejora del relé de seguridad

Cogí un relé de enclavamiento de 12 voltios, un receptor infrarrojo, un MOSFET y una placa de circuito impresa de desecho. Lo soldé rápido para tener un corte de alimentación duro si algo se descontrola. El sensor infrarrojo me permitirá activarlo a distancia. Quiero tener esta mejora de relé de seguridad instalada antes de hacer girar el dispositivo de rotación contraria más rápido.

Carga de supercaps

Los supercaps de 20 faradios en paralelo se llenan más rápido con las tres baterías conectadas. Lo vi pasar de 3,72 V a 4,07 V en una carrera corta. Es un buen trozo de CC para un conjunto de bobinas pequeño. El rectificador de puente lo limpia para que los condensadores vean CC pura en lugar de pulsos crudos.

Bobina trifilar

Ahora mismo la captación es un hilo trifilar de calibre 28 en serie. Las bobinas de accionamiento delanteras son trifilares de calibres 26, 28 y 32 y quiero cambiarlas a calibre 20. No tengo hilo de calibre 20 nuevo, así que canibalizaré algunas bobinas viejas. El hilo más grueso debería dar un accionamiento más fuerte con menos calor.

Solución de problemas del motor de pulsos

Hice funcionar cada circuito de accionamiento por separado. El rojo fue muy suave. El negro funcionó aún mejor, súper silencioso. El verde es el que resuena y no tira de su peso. La luz de atrás rebota si algo se tambalea, así que tienes retroalimentación visual instantánea. El eje se nota sólido; el pequeño rumor es solo vibración resonante natural, no un tambaleo.

Relé de enclavamiento

El relé de enclavamiento de 12 voltios es el corazón del nuevo circuito de seguridad. Una vez que cambia de estado se queda apagado hasta que lo reinicie. Junto con el receptor infrarrojo puedo cortar la alimentación desde el otro lado del banco sin tocar nada. Simple, barato y me da tranquilidad cuando estoy a punto de dejar que el dispositivo gire rápido.

Sensor infrarrojo

Estoy usando un receptor infrarrojo básico para que el relé de enclavamiento pueda activarse con un mando a distancia o un simple corte de haz. Nada complicado, solo lo suficiente para cortar la alimentación si el dispositivo de rotación contraria empieza a portarse mal. Todavía tengo que terminar de montarlo pero la placa ya está poblada.

Lista de verificación para el constructor

• Captación trifilar de calibre 28 en serie al rectificador de puente
• Supercaps de 5,5 V 20 F en paralelo para almacenamiento
• Tres baterías de 12 V para saturación de accionamiento
• Circuitos rojo y negro para funcionamiento limpio, verde para prueba de resonancia
• Relé de enclavamiento de 12 V + receptor infrarrojo + MOSFET en placa para seguridad
• Comprobar el equilibrado del eje antes de cada prueba de velocidad
• Tener un interruptor de corte que puedas accionar rápido

Solución de problemas

Si un accionamiento zumba y no tira, prueba a hacer funcionar los circuitos por separado como hice yo. La resonancia puede subir de nivel en cada ciclo de alimentación: desconecta el banco de condensadores para ver el comportamiento limpio de los accionamientos. El voltaje sube lentamente cerca del tope de la clasificación del supercap; para pronto para no sobrepasar el voltaje. Un pequeño rumor en un banco de madera es normal; pásate a una mesa más pesada si te molesta.

Seguridad

Ten siempre una forma rápida de cortar la alimentación. Por eso construí la mejora del relé de seguridad. Vigila el voltaje de tus supercaps: máximo 5,5 V en estos. El rectificador de puente se calienta con tres baterías; échale un ojo. Usa protección ocular si estás haciendo girar rotores de imanes pesados. No dejes el banco mientras el dispositivo está en marcha.

Preguntas frecuentes

¿Por qué zumba el circuito verde? Resuena más que el rojo o el negro. Sigue funcionando pero no tan limpio.

¿La resonancia detiene la carga? No, los supercaps siguen subiendo incluso mientras zumba.

¿Puedo saltarme el rectificador de puente? Puedes, pero entonces los condensadores ven pulsos de estilo CA crudos en lugar de CC limpia.

¿Con qué rapidez se llenan los supercaps? Más rápido con las tres baterías y el banco de condensadores conectado. Llegué a 4,07 V bastante rápido.

¿Está equilibrado el eje? Sí, casi cero tambaleo visible. Solo una pequeña vibración resonante natural en el banco pequeño.

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