O Motor de Pulsos do Papa Ganha uma Bobina Sensor de Upgrade com Transistor e Chega a 700 RPM

Gancho

Finalmente consegui fazer meu motor de pulsos rodar liso usando uma bobina sensor de upgrade com transistor no lugar dos reed switches que venho brigando há uma semana. Esse rotor de 4 ímãs com três bobinas em série é silencioso, simples e bateu em torno de 700 RPM a 9 volts.

Assista a este experimento

Eu giro ele à mão, regulo a voltagem e você consegue ouvir como ele fica quieto porque não tem disparo mecânico clicando. A gente vê os RPM subindo, testa o transistor e vê o que acontece quando empurramos até 25 volts.

O que você vai aprender

Você vai ver exatamente como a bobina sensor pulsa a base do transistor, por que o aterramento importa, a ordem das bobinas em série e o que o motor faz em diferentes voltagens. Além disso falo sobre o encaixe impresso do rotor e por que estou mantendo essa montagem por enquanto.

Da bancada

Temos um rotor de quatro ímãs com quatro bobinas espaçadas. Uma bobina é a de temporização — eu chamo de bobina sensor porque é isso que ela faz. As outras três são as bobinas de acionamento: 20 gauge, 16 gauge e outra 16 gauge. Elas estão orientadas no sentido anti-horário, que é a direção que o rotor gira. Testei as duas orientações mas essa aqui funcionou melhor.

O conjunto todo roda com um circuito simples de transistor. Sem bobinas geradoras, sem bobinas de captação dessa vez — só fazendo ele girar.

Como funciona / o que mudamos

A energia entra pelo clip preto, passa pela primeira bobina, clip amarelo para a segunda bobina, clip vermelho para a terceira bobina e depois clip azul para o coletor do transistor. A bobina sensor liga na base do transistor e também é aterrada. Quando os ímãs passam pela bobina sensor ela dispara a base, o transistor abre e a corrente flui do coletor para o emissor para o terra. Esse é todo o circuito.

Tenho mexido bastante com reed switches ultimamente e essa bobina sensor de upgrade com transistor parece bem mais limpa — zero ruído mecânico. Basicamente funciona como um sensor Hall virtual.

Bobina sensor de upgrade e

A bobina sensor de upgrade junto com o transistor substituiu completamente meu reed switch. Ela pulsa a base de forma silenciosa e o motor roda tão quieto que mal dá para ouvir. A 9 volts ele liga rapidinho e fica estável. Verifiquei o transistor a 5 volts — sem oscilação, firme em 5,38 V — então deixamos por aí.

Bobina e bobinas em série

Fiz a ligação das bobinas em série para que a energia passe pelas três bobinas de acionamento antes de chegar no coletor. Primeiro a de 20 gauge, depois as duas de 16 gauge. A bobina sensor é separada e só aciona a base. Essa ligação em série é o que permite que um único transistor comute toda a carga.

Rotor de ímãs em série

A combinação rotor de ímãs em série usa um rotor de quatro ímãs com quatro bobinas espaçadas. As bobinas de acionamento em série estão orientadas no sentido da rotação (anti-horário) e a bobina de temporização fica posicionada para ler os ímãs que passam de forma limpa. Testei também a orientação em zigue-zague espelhada mas mantive essa para o teste.

Rotor de ímãs em série 700

Com o alvo de rotor de ímãs em série 700 em mente, vimos os RPM subindo. A 9 volts ele já estava indo bem e marquei 700 RPM como o número realista depois que estabilizou. Nem chegamos a usar as 36 volts que mencionei no começo — 700 estava bem no ponto doce antes da corrente subir demais.

Rotor de ímãs 700 rpm

O rotor de ímãs 700 rpm foi o que realmente vimos depois que estabilizou. Super silencioso, sem ruído de disparo, só giro suave. A 25 volts ele tentou ir mais rápido mas a corrente disparou e o transistor começou a perder o controle, então voltamos e ficamos em 9 volts para o teste longo.

Rotor 700 rpm

Depois que o rotor 700 rpm estabilizou fiquei satisfeito. O cubo impresso em PLA tem uma pegada um pouco borrachuda por causa do filamento com ferro e do fluxo magnético, mas o rotor 100% alumínio que imprimi parece mais suave. Mesmo assim esse aqui roda bem a 700 RPM e a bobina sensor de upgrade com transistor mantém tudo estável.

Bobina sensor

A bobina sensor é a bobina de temporização externa que substitui qualquer gatilho físico. Ela fica lá e pulsa toda vez que um ímã passa, alimentando a base do transistor. Eu chamo de bobina sensor porque é exatamente isso que ela faz — funcionando virtualmente como um sensor Hall. Sem clique, sem oscilação, só pulsos limpos.

Checklist do construtor

• Rotor de 4 ímãs em cubo impresso (PLA ou alumínio)
• Três bobinas de acionamento: uma 20ga, duas 16ga em série
• Uma bobina sensor separada para disparo da base
• Transistor com coletor ligado na última bobina, emissor no terra
• Bobina sensor na base + terra
• Fonte ajustável de 9 V a 25 V
• Multímetro para monitorar voltagem e corrente
• Verificar o transistor a 5 V para operação estável

Solução de problemas

Se não girar, certifique-se de que a bobina sensor está aterrada — simplesmente não funciona sem esse terra. Se a corrente subir rápido e desligar, o transistor está perdendo o controle; diminua a voltagem. A pegada do rotor de PLA pode reduzir a velocidade — experimente a versão de alumínio se ficar muito borrachudo.

Segurança

Fique de olho na corrente quando passar de 9 volts. A 25 volts a amperagem subiu rápido e o transistor esquentou. Sempre teste o transistor separadamente antes de rodar forte. Não deixe funcionando sozinho em voltagens altas.

FAQ

Por que a bobina sensor precisa de terra?

Nesse esquema ela simplesmente não funciona sem o aterramento. Talvez uma versão AC não precisasse, mas estamos mantendo simples.

Posso adicionar diodos e lâmpadas como um SG?

Claro, tenho as peças aqui, mas não liguei nenhuma dessa vez. Ele roda bem sem elas.

Os rotores de PLA com ferro vão causar problemas?

Adiciona uma certa pegada magnética e o plástico fica com textura borrachuda. A condutividade provavelmente também diminui. Estou pensando em imprimir um teste só com formato de fio mais pra frente.

Por que trocar os reed switches?

Usei eles por uma semana e estava ficando chato. A bobina sensor de upgrade com transistor é mais silenciosa e parece mais robusta.

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