J'ai enfin fait tourner mon moteur à impulsions (Chargeur de batterie de cigarette électronique)

Accroche

Je fais tourner un moteur à impulsions nord-sud à 12 aimants sur trois volts et il charge une batterie de cigarette électronique via un banc de condensateurs pendant que je reste là à sourire comme un idiot.

Regardez cette expérience

Le rotor est en lévitation magnétique et tourne bien régulièrement. L'entrée est un convertisseur buck DC qui délivre 3 V à environ 150 mA d'un côté et 12 V à 200 mA de l'autre. La bobine bifilaire (entraînement 24 AWG, trigger 32 AWG) n'a presque aucune résistance supplémentaire dans le circuit pour le moment. C'est la beauté de ce jouet : on voit exactement ce que fait la bobine elle-même.

Ce que vous allez apprendre

Vous verrez comment une configuration d'aimants nord-sud semble permettre à la tension de la batterie de grimper progressivement. J'explique comment le banc de condensateurs agit comme un convertisseur AC vers DC qui laisse le courant continu passer directement vers la batterie. En plus, je détaille les plans pour une bobine serpentine sur le rotor Utron et pourquoi je pense que les impulsions électromagnétiques pourraient induire plus que les aimants permanents seuls.

Depuis l'atelier

Pour le moment le rotor principal utilise une bobine de 20 AWG avec 830 spires et un fil trigger 32 AWG assorti. La bobine d'entraînement double est placée à côté ; un fil sur la sortie 2, l'autre sur la sortie 1 pour que chacun puisse parler à sa propre batterie. Je n'ai fait le test à deux circuits qu'avec des alimentations à 3 volts. Brancher directement des batteries 12 volts demandera une résistance sinon ce sera un saut de tension énorme. Je reviendrai avec les résultats une fois que j'aurai essayé.

Le rotor Utron contient quatre gros aimants permanents à l'intérieur. Je vais enrouler une bobine serpentine autour de l'équateur, ajouter des bandes de ruban aluminium, et mettre des bandes correspondantes sur chaque bobine. Des balais nous permettront de prendre une lecture propre sur l'enroulement serpentin pendant que le rotor tourne. L'objectif est simple : voir si l'impulsion électromagnétique des bobines d'entraînement peut induire du courant dans cette bobine serpentine même si les aimants permanents ne le feront probablement pas.

Comment ça marche / ce qu'on a changé

Le circuit est ultra simple. Alimentation vers les fils trigger et drive, sortie à travers le banc de condensateurs directement vers la batterie en charge. Le banc de condensateurs prend la composante AC présente, la transforme en DC et laisse le courant continu passer. Vous pouvez même brancher une batterie sur le côté AC et obtenir quand même du DC de l'autre côté. C'est ce qu'on fait en ce moment avec la batterie de cigarette électronique.

Je suis passé d'un rotor à polarité unique à cette disposition nord-sud à 12 aimants parce que je pense que ça accumule mieux l'énergie dans la batterie et la capacité. Que ce soit vrai ou non, la tension grimpe clairement pendant que ça tourne. C'est la mesure qui compte sur l'établi.

Expériences de moteur à impulsions

Toute cette vidéo est une grande expérience de moteur à impulsions. On ne revendique ni sur-unité ni énergie libre ; on utilise juste un jouet conceptuel qui prouve et dément des idées. Le rotor nord-sud, la bobine d'entraînement double sur batteries séparées, la récupération serpentine sur Utron ; chaque élément est une expérience que j'ai hâte de terminer et de mesurer.

Aimants, bobines et récupération d'énergie

La vraie question sur l'établi est de savoir combien d'énergie on peut réellement récupérer des aimants et des bobines. Pour l'instant la configuration nord-sud semble prometteuse pour la génération. La bobine serpentine sur l'Utron est ma prochaine tentative de récupération ; l'idée est que lorsque les bobines d'entraînement s'activent elles créent une impulsion qui devrait induire du courant dans l'enroulement équatorial. On va aussi tester le ruban aluminium pour une possible récupération électrostatique. Je ne sais pas encore si ça marchera, mais c'est pour ça qu'on le construit.

Rotor nord-sud

Je suis passé à un rotor nord-sud à 12 aimants parce que je crois qu'il maintiendra la batterie chargée plus longtemps qu'une configuration monopolaire. La tension sur le banc de condensateurs grimpe déjà. Que ce soit à cause des champs alternés ou simplement de la façon dont le banc lisse les choses, j'aime ce que je vois. Le rotor est en lévitation magnétique et tourne en douceur même avec les modestes 200 mA que l'alimentation lui donne.

Bobine bifilaire

La bobine sur le rotor principal est bifilaire : 24 AWG pour l'entraînement à 830 spires et 32 AWG pour le trigger, même nombre de spires. Cette combinaison me donne un entraînement puissant avec un trigger sensible. La résistance n'est que celle du fil lui-même ; rien d'ajouté dans le circuit pour le moment. Quand je brancherai le second fil d'entraînement sur la seconde batterie je devrai peut-être ajouter une résistance parce qu'on passe de 3 volts à des batteries 12 volts. Je mesurerai ce saut lors du prochain essai.

Charge de batterie avec banc de condensateurs

Le banc de condensateurs est la star du côté charge. Il prend la sortie pulsée, la nettoie et alimente la batterie de cigarette électronique. Vous pouvez littéralement brancher une batterie sur le côté AC de ce banc et obtenir quand même un DC utilisable de l'autre côté. Pour l'instant la tension de la batterie grimpe pendant que le rotor tourne à vitesse modérée. Je suis curieux de voir combien de temps elle garde cette charge une fois que je débranche l'alimentation.

Rotor Utron

J'ai jeté un rapide coup d'œil au rotor Utron à la caméra. Quatre gros aimants permanents à l'intérieur, et je prévois une bande autour de l'équateur avec une bobine serpentine qui monte et descend. Des bandes de ruban aluminium sur le rotor et sur chaque bobine devraient nous permettre de voir s'il y a de l'énergie électrostatique à récupérer. La bobine serpentine se connectera via des balais pour qu'on puisse obtenir une lecture propre de tension ou de courant pendant que tout tourne. L'espoir est que l'impulsion électromagnétique des bobines déclenchées induise plus dans cet enroulement serpentin que les aimants permanents seuls.

Bobine serpentine

La bobine serpentine est la nouvelle expérience sur l'Utron. Elle se place autour de l'équateur comme une ceinture qui zigzague de haut en bas. Quand les bobines d'entraînement s'activent elles créent une impulsion magnétique qui devrait se coupler dans cet enroulement. Je ne compte pas sur les aimants permanents pour induire quelque chose d'utile dans cette disposition, mais je pense que les électroaimants le feront. On prendra des mesures avec les balais et on verra quel genre de tension ou de courant on obtient vraiment. Ces données nous diront si l'idée vaut la peine d'être poursuivie.

Checklist du bricoleur

• Rotor nord-sud à 12 aimants, en lévitation magnétique pour faible friction
• Bobine bifilaire : drive 20 ou 24 AWG (830 spires), trigger 32 AWG
• Circuit trigger/drive simple sans résistance supplémentaire pour les premiers tests
• Convertisseur buck DC ou alimentation 3 V pour les premiers essais
• Banc de condensateurs entre la sortie du moteur et la batterie en charge
• Seconde bobine d'entraînement et seconde batterie prêtes pour le test double batterie
• Résistance à portée de main au cas où le saut 3 V vers 12 V soit trop agressif
• Rotor Utron avec bobine serpentine, ruban aluminium et balais pour la prochaine construction
• Multimètre ou oscilloscope pour observer la montée de tension sur la batterie

Dépannage

Si le rotor ne veut pas démarrer, vérifiez que la bobine trigger détecte bien les aimants ; j'ai dû ajuster le placement plus d'une fois. Quand on passe d'une alimentation 3 V à des batteries 12 V le courant peut monter en flèche ; ajoutez une petite résistance sur la ligne d'entraînement et surveillez l'ampèremètre. Si la tension du banc de condensateurs ne monte pas, assurez-vous que les diodes sont orientées correctement et que le banc voit bien les impulsions. Pour la bobine serpentine de l'Utron, un mauvais contact des balais ruinera votre mesure ; nettoyez les bagues et maintenez une pression légère mais constante.

Sécurité

Ces tensions sont basses mais les courants peuvent chauffer les fils rapidement en cas de court-circuit. Éloignez les vêtements amples et les cheveux du rotor en rotation. Lors des tests avec doubles batteries à 12 V, surveillez les augmentations soudaines de vitesse qui pourraient projeter un aimant. Déchargez toujours les condensateurs avant de toucher le banc après un essai. Portez une protection oculaire ; les aimants et les pièces en rotation se moquent de savoir à qui appartiennent les doigts qui traînent.

FAQ

Un moteur à impulsions peut-il vraiment charger une batterie de cigarette électronique ?

Dans mes tests le banc de condensateurs permet à la tension de la batterie de grimper pendant que le rotor tourne. Ce n'est pas une charge rapide, mais ça remet bien de l'énergie dedans.

Pourquoi utiliser un rotor nord-sud au lieu de tous les aimants vers l'extérieur ?

Je pense que les champs alternés aident l'énergie à s'accumuler dans la batterie et la capacité. La tension monte, donc quelque chose fonctionne mieux que mon dernier rotor monopolaire.

Ai-je besoin d'une bobine bifilaire ?

Ce n'est pas obligatoire mais le trigger et le drive dans un seul paquet garde le câblage propre et donne une impulsion forte et synchronisée. Je suis content du combo 24/32 AWG.

La bobine serpentine sur l'Utron va-t-elle vraiment produire de l'énergie ?

C'est exactement ce que je vais mesurer. Les aimants permanents n'induiront probablement pas grand-chose dans cette disposition, mais les impulsions électromagnétiques des bobines d'entraînement pourraient le faire. On verra ce que dit le multimètre.

Combien de puissance consomme le moteur en ce moment ?

Sur le côté 3 volts je vois environ 150 mA, soit environ 0,45 watt. Le côté alimentation 12 volts est autour de 200 mA. Ce sont des mesures d'atelier ; vos résultats varieront selon la résistance de la bobine et la force des aimants.

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