Finalmente Consegui Fazer Meu Motor de Pulso Funcionar (Carregador de Bateria de Caneta Vape)

Gancho

Estou rodando um motor de pulso norte-sul de 12 ímãs com três volts e ele está carregando uma bateria de caneta vape através de um banco de capacitores enquanto eu fico aqui sorrindo como um idiota.

Assista a este experimento

O rotor está levitando magneticamente e gira bem firme e constante. A entrada é um conversor buck DC que fornece 3 V a aproximadamente 150 mA de um lado e 12 V a 200 mA do outro. A bobina bifilar (fio 24 para acionamento, fio 32 para gatilho) quase não tem resistência extra no circuito agora. Essa é a beleza dela como um brinquedo; você consegue ver exatamente o que a bobina está fazendo.

O que você vai aprender

Você vai ver como a configuração de ímãs norte-sul parece fazer a tensão da bateria subir aos poucos. Eu explico o banco de capacitores funcionando como um conversor AC-para-DC que permite que a corrente DC passe direto para a bateria. Além disso, mostro os planos para uma bobina serpentina no rotor Utron e por que acho que os pulsos do eletroímã podem induzir mais do que os ímãs permanentes sozinhos.

Da bancada

No momento o rotor principal usa uma bobina de fio 20 com 830 voltas e um fio de gatilho 32 de mesmo número de voltas. A bobina de duplo acionamento está ao lado; um fio na saída 2 e o outro na saída 1 para que cada um converse com sua própria bateria. Só fiz o teste de dois circuitos com fontes de 3 volts. Ligar baterias de 12 volts direto vai precisar de alguma resistência ou vai ser um salto de tensão enorme. Vou voltar com o relatório assim que testar.

O rotor Utron tem quatro ímãs permanentes grandes dentro. Vou enrolar uma bobina serpentina ao redor do equador, adicionar tiras de fita de alumínio e colocar tiras iguais em cada bobina. Escovas vão permitir uma leitura limpa da bobina serpentina enquanto o rotor gira. O objetivo é simples: ver se o pulso eletromagnético das bobinas de acionamento consegue induzir corrente nessa bobina serpentina mesmo que os ímãs permanentes provavelmente não consigam.

Como funciona / o que mudamos

O circuito é bem simples. Fonte de alimentação para os fios de gatilho e acionamento, saída através do banco de capacitores direto para a bateria em carga. O banco de capacitores pega qualquer componente AC que esteja presente, transforma em DC e deixa o DC passar. Você pode até ligar uma bateria no lado AC e ainda obter DC do outro lado. É isso que estamos fazendo com a bateria de caneta vape agora.

Troquei de um rotor de polaridade única para este layout norte-sul de 12 ímãs porque acho que ele acumula a energia melhor na bateria e na capacitância. Seja verdade ou não, a tensão está definitivamente subindo enquanto ele roda. Essa é a medição que importa na bancada.

Experimentos com motor de pulso

Este vídeo inteiro é um grande experimento de motor de pulso. Não estamos reivindicando sobreunidade ou energia livre; estamos apenas transformando um brinquedo conceitual que prova e desmente ideias. O rotor norte-sul, a bobina de duplo acionamento em baterias separadas, a captação serpentina no Utron; cada peça é um experimento que mal posso esperar para terminar e medir.

Ímãs, bobinas e captação de energia

A grande pergunta na bancada é quanta energia conseguimos realmente captar dos ímãs e bobinas. No momento a configuração norte-sul parece promissora para geração. A bobina serpentina no Utron é minha próxima tentativa de captação; a ideia é que quando as bobinas de acionamento disparam elas criam um pulso que deve induzir corrente na bobina equatorial. Vamos testar também fita de alumínio para possível captação eletrostática. Ainda não sei se vai funcionar, mas é por isso que construímos.

Rotor norte-sul

Mudei para um rotor norte-sul de 12 ímãs porque acredito que ele vai manter a bateria energizada por mais tempo do que uma configuração de polaridade única. A tensão no banco de capacitores já está subindo aos poucos. Seja por causa dos campos alternados ou apenas pelo jeito que o banco de capacitores suaviza as coisas, estou gostando do que vejo. O rotor está levitando magneticamente e roda suave mesmo com os modestos 200 mA que a fonte está fornecendo.

Bobina bifilar

A bobina no rotor principal é bifilar: fio 24 para o acionamento com 830 voltas e fio 32 para o gatilho, mesmo número de voltas. Essa combinação me dá um acionamento forte com um gatilho sensível. A resistência é só o que está dentro do fio; nada extra no circuito agora. Quando eu ligar o segundo fio de acionamento na segunda bateria talvez precise adicionar um resistor porque vamos pular de 3 volts para baterias de 12 volts. Vou medir esse salto na próxima rodada.

Banco de capacitores carregando bateria

O banco de capacitores é a estrela do lado de carregamento. Ele pega a saída pulsada, limpa e alimenta a bateria de caneta vape. Você pode literalmente ligar uma bateria no lado AC deste banco e ainda obter DC utilizável do outro lado. No momento a tensão da bateria está subindo enquanto o rotor gira em velocidade moderada. Estou curioso para ver quanto tempo ela mantém essa carga depois que eu desconectar a fonte.

Rotor Utron

Dei uma olhada rápida no rotor Utron na câmera. Quatro ímãs permanentes grandes dentro, e estou planejando uma faixa ao redor do equador com uma bobina serpentina que sobe e desce. Tiras de fita de alumínio no rotor e em cada bobina devem nos deixar ver se há alguma energia eletrostática para captar. A bobina serpentina vai conectar através de escovas para podermos ter uma leitura limpa de tensão ou corrente enquanto tudo gira. A esperança é que o pulso eletromagnético das bobinas acionadas induza mais nessa bobina serpentina do que os ímãs permanentes sozinhos.

Bobina serpentina

A bobina serpentina é o novo experimento no Utron. Ela fica ao redor do equador como um cinto que ziguezagueia para cima e para baixo. Quando as bobinas de acionamento disparam elas criam um pulso magnético que deve se acoplar nessa enrolagem. Não estou contando que os ímãs permanentes induzam algo útil nesse layout, mas acho que os eletroímãs vão. Vamos fazer leituras com escovas e ver que tipo de tensão ou corrente realmente obtemos. Esses dados vão nos dizer se a ideia vale a pena perseguir.

Checklist do construtor

• Rotor norte-sul de 12 ímãs, levitando magneticamente para baixo atrito
• Bobina bifilar: fio 20 ou 24 para acionamento (830 voltas), fio 32 para gatilho
• Circuito simples de gatilho/acionamento sem resistência extra nos primeiros testes
• Conversor buck DC ou fonte de 3 V para as primeiras rodadas
• Banco de capacitores entre a saída do motor e a bateria em carga
• Segunda bobina de acionamento e segunda bateria prontas para o teste dual
• Resistor à mão caso o salto de 3 V para 12 V seja muito agressivo
• Rotor Utron com bobina serpentina, fita de alumínio e escovas para a próxima montagem
• Multímetro ou osciloscópio para acompanhar a subida de tensão na bateria

Solução de problemas

Se o rotor não ligar, verifique se a bobina de gatilho está sentindo os ímãs; precisei ajustar a posição mais de uma vez. Ao pular de fonte de 3 V para baterias de 12 V a corrente pode disparar; adicione uma pequena resistência na linha de acionamento e observe o amperímetro. Se a tensão do banco de capacitores não subir, certifique-se de que os diodos estão orientados corretamente e que o banco está realmente recebendo pulsos. Para a bobina serpentina do Utron, contato ruim nas escovas vai zerar sua leitura; limpe os anéis e mantenha a pressão leve mas constante.

Segurança

Essas tensões são baixas mas as correntes ainda podem esquentar os fios rápido se algo der curto. Mantenha roupas soltas e cabelo longe do rotor girando. Ao testar baterias duplas de 12 V, fique atento a aumentos repentinos de velocidade que possam arremessar um ímã. Sempre descarregue os capacitores antes de tocar no banco depois de uma corrida. Use proteção ocular; ímãs e partes giratórias não ligam para cujos dedos estão no caminho.

FAQ

Um motor de pulso consegue realmente carregar uma bateria de caneta vape?

Nos meus testes o banco de capacitores deixa a tensão da bateria subir aos poucos enquanto o rotor gira. Não é carregamento rápido, mas coloca energia de volta.

Por que usar um rotor norte-sul em vez de todos os ímãs para fora?

Acho que os campos alternados ajudam a energia a se acumular na bateria e na capacitância. A tensão está subindo, então algo está funcionando melhor que meu último rotor de polaridade única.

Preciso de uma bobina bifilar?

Não é obrigatório mas ter gatilho e acionamento num mesmo pacote mantém a fiação limpa e dá um pulso forte e sincronizado. Estou satisfeito com a combinação 24/32.

A bobina serpentina no Utron realmente vai produzir energia?

É exatamente isso que vou medir. Os ímãs permanentes provavelmente não vão induzir muito nesse layout, mas os pulsos eletromagnéticos das bobinas de acionamento podem. Vamos ver o que o medidor diz.

Quanta potência o motor está usando agora?

Do lado de 3 volts estou vendo cerca de 150 mA, então aproximadamente 0,45 watts. O lado de 12 volts está em torno de 200 mA. São medições de bancada; seu resultado vai variar com a resistência da bobina e a força dos ímãs.

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