Como calcular tensão e corrente gerados por indução?

rmlazzari58 · terça-feira às 23:38

Meu sonho sempre foi ter um relógio em que os ponteiros ficassem acesos. Não por fluorescência, que isso vai apagando aos poucos. Mas para fazer chegar energia nos ponteiros, talvez usando umas "sapatas" tipo os carvõezinhos de motores, teria que colocar contatos nos eixos dos ponteiros... uma que contatos gastam, deformam. E outra, que isso demandaria energia desse motor, não daria para usar dessas máquinas de relógio comuns...

Agora encontrei esse projeto aqui:

A energia vai aos leds nos ponteiros por indução.

Eu poderia simplesmente copiar o que o "youtuber" fez mas gostaria de saber calcular, mesmo que mais ou menos, que tensão / corrente chegam aos leds?

E que oscilador estranho é esse, que funciona praticamente com um único transistor? Será que precisa mesmo de um transistor "desse tamanho", um C2581? Não daria para fazer com um simplório BCzinho? Ou no máximo um BD137 ou um TIP122 ou 31?

Olha o esquema do circuito proposto:

(Sem falar nos leds que não estão nos ponteiros e sim na borda externa do relógio... será que estão em série? Em paralelo? Poderia ter leds, além de no 12, no 3, no 6 e no 9, um em cada hora cheia?)

Que corrente demandam esses leds? Poderia por uma bateria, em lugar de ter que ligar o relógio numa fonte?

Será que alguém me dá uma luz? rs...

MOR_AL · quarta-feira às 10:48

10 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Eu poderia simplesmente copiar o que o "youtuber" fez mas gostaria de saber calcular, mesmo que mais ou menos, que tensão / corrente chegam aos leds?

Não acredito que o Youtuber tenha calculado, pois é um cálculo complexo, já que o campo magnético entre o primário e os secundários (hora, minuto e segundo), tem o ar como meio de transferência. Há um ferrite e pelo que pude observar, ele só contém o primário do enrolamento. Acredito que ele tenha sido feito na tentativa e erro, até chegar à solução apresentada.

10 horas atrás, rmlazzari58 disse:

E que oscilador estranho é esse, que funciona praticamente com um único transistor?

É um oscilador muito usado para acender leds com apenas uma pilha com tensão inferior a do led. É conhecido como Joulie Thief (pesquise). A bobina com 30 espiras é o primário. A com 10 e o capacitor e resistor são usados para produzir uma realimentação positiva para a base do transistor. Um outro secundário, que na realidade são três (hora, minuto e segundo) captam parte do campo gerado pelo primário.

Como a maior parte do fluxo magnético percorre o ar e não o ferrite, pode-se considerar (TOSCAMENTE), que o circuito equivalente entre o primário e os secundários formam uma fonte de corrente. Isso garante que a tensão gerada nos leds seja limitada por eles. A energia produzida não é capaz de queimar os leds.

10 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Será que precisa mesmo de um transistor "desse tamanho"

Acredito que sim.

Como a conexão entre o primário e os secundários é via o ar, as linhas de força se encontram "espalhadas", sendo necessário mais energia para que uma parte chegue aos leds. Repare que ele incluiu um pequeno dissipador.

11 horas atrás, rmlazzari58 disse:

(Sem falar nos leds que não estão nos ponteiros e sim na borda externa do relógio

ACHO que estes leds formam um circuito a parte. como outro secundário. Aí eu não prestei atenção. Não sei.

11 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Que corrente demandam esses leds? Poderia por uma bateria, em lugar de ter que ligar o relógio numa fonte?

Acredito que a corrente drenada pelo circuito não seja pequena.

Uma bateria não aguentaria manter a carga por muito tempo...

O principal!!!

O youtuber deve possuir um controle excelente com as mãos.

MOR_AL

.if · quarta-feira às 11:36

Ideota - que você me inspira a fazer - coloque leves lantejoulas nos ponteiros.

Na escuridão total, talvez uma lanterinha led 1/2 fraca do outro lado da parede focada e apontando pro relógio fará refletir as cores pra vários lados. O que me fez filosofar..."A mais intensa escuridão sucumbe à mais tênue luz"

12 horas atrás, rmlazzari58 disse:

alguém me dá uma luz? rs...

12 horas atrás, rmlazzari58 disse:

com um simplório BCzinho? Ou no máximo um BD137 ou um TIP122 ou 31?

este é com ci "drivando" sot23 . Acho que o preço deste módulo é menor do que o transistor.

Já este par...

usa transistor sot23.. é um bela . Tive alguns. Tem que posicionar - centralizar muito bem o receptor senão o treco - os sot23 - esquenta placar alho a ponto de derreter o plástico. Em um adaptei dissipador nos sot23. Mas como sua (sua) corrente vai ser muito baixa, de repente dá pra adaptar algo.

MOR_AL · quarta-feira às 18:38

7 horas atrás, MOR_AL disse:

Como a maior parte do fluxo magnético percorre o ar e não o ferrite

Corrigindo:

Como a maior parte da relutância magnética se encontra no ar e não no ferrite.

MOR_AL

Renato.88 · quarta-feira às 22:39

Tá aí, uma ideia simples que tem a execução complicada de se fazer.

Talvez, até um treco desses do vídeo abaixo seja mais simples.....

Quanto a sua ideia, acho que o mais fácil seria colocar contatos, é menos trambolho pra colocar nos ponteiros.

Não precisa ser igual aos carvões de motor, basta ser como os contatos do potenciômetro. Na chapa do relógio, da pra colocar um circuito impresso para os contatos correrem por cima.

Dada a baixa velocidade, um maquinario de relógio comum consegue levar os leds e os contatos, pelo menos os de hora e minuto é possível.

Se insistir na ideia da indução, algo que pode funcionar, é um transmissor de RF na faixa de FM.

Me lembro que quando eu fazia eles, acendia um led fácil com bobinas pequenas de 4 ou 5 voltas de fio esmaltado e sem ferrite.

MOR_AL · quinta-feira às 10:25

Tem uma outra opção, mas não pesquisei se já fizeram, portanto pode ser necessário até começar do zero.

A ideia se baseia nos mostradores dos aparelhos AM/FM, com amplificador de áudio e entrada RCA, para toca-discos da década de70, 80 (eram conhecidos como 'receivers'). Os mostradores eram de acrílico transparente. O led ficava escondido em um extremo. No outro extremo a ponta era como a de um formão. A luz do led batia nesta ponta e era refletida para fora, num ângulo que parecia 90º.

O corpo do mostrador emitia uma luminosidade fraca, porém visível, mas a ponta emitia uma boa luminosidade.

Essa ideia reduziria bastante o consumo e a eletrônica.

A única dificuldade que eu vejo, seria como transferir a luz do led na ponta da haste acrílica, junto ao eixo do relógio.

MOR_AL

rmlazzari58 · quinta-feira às 12:29

Bem lembrado, @MOR_AL, os ponteiros dos dials daqueles receivers. Lembrei de uns que nem led usavam, usavam micro lâmpadas com micro filamentos. Outros, micro lâmpadas de neon, se não me falha a memória...

Para fazer o ponteiro todo brilhar - e não apenas a ponta - imagino que os projetistas usavam o princípio das lentes de Fresnel, que nos ensinou uma vez o mestre @Renato.88. Acho que esses ponteiros eram desenhados em forma de cunha: a fonte de luz ficava na base dessa cunha... isso lembra prismas, também. Acho que dá para fazer uns ponteiros de acrílico (quem sabe umas caixas de plástico vazias de Ferrero Rocher) com isso... De fato, se o ponteiro todo se iluminasse seria fantástico!

O aparato que o Renatão trouxe, aquele que usa um Arduíno, faz isso: o "ponteiro" - ou pelo menos a imagem do ponteiro - todo acende. Display de leds rotativos... Um pouco fino, sofisticado demais para o 10 reaus do projeto lá em cima, rs... mas que fica bem bacana, isso fica, hein?

Agora, por indução... sim, parece boa ideia um emissor de rádio, FM ou AM. Mas porque sou lerdo rs..., só agora percebi que o fundamento são os transformadores. A geringonça toda não passa de um trafo cujo primário é a bobina de 40 voltas com um tap depois das 10 primeiras, e com 3 secundários: 2 com 20 voltas cada - os ponteiros de horas e minutos - e 1 com 40 voltas, o dos segundos... na verdade 4 secundários: tem as 10 voltas longas na beirada do mostrador com os leds nas 12, 3, 6 e 9 horas.

E tô pensando agora: tem uns mini-micro trafos dentro de lâmpadas led, dessas que se usa em casa ou mesmo em carregadores de celular. Se se desenrolar o primário desses trafos, o cabinho de cobre deles não serviria para ligar esse primário direto na rede elétrica? Bastaria desenrolar esse cabinho, que já está num comprimento/calibre adequados para receber 110/220 vca (nem precisaria calcular nada), e enrolaria de novo, só que na forma de um "prato"... mesmo que esse "prato" ficasse grande, como ele fica atrás do mostrador, não apareceria...

Isso pouparia o trabalho de retificar a corrente numa fonte para, depois, ter que fazê-la oscilar de novo.

Nesse caso, seria só "bolar" os secundários, dos ponteiros... A única questão é que ligar direto na tomada daria certo e não seria perigoso?

***

Agora, tem ideia mais adequada ao momento que as carnavalescas lantejoulas da @.if? rs...

Vamos ver se nesses dias a gente vai ouvir, com frequência (menor que 60 vezes por segundo, espero) a famosa

"Alalaô, ôôô, ôôô

Mas que calor, ôôô, ôôô..."

.if · quinta-feira às 12:47

28 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

ligar esse primário direto na rede elétrica?

[Desculpe pelo] Obviamente que não. Mas digamos que você pensou em ligar não direto na rede mas num secundário de um trafinho qualquer.. também não. Isso é porque a frequência da rede é baixa demais pra ser transferida à distância. Pra transferir energia com potência usável tem que ser de M a GHz. Existe explicação mais complexa mas pra te dar só mesmo de Moris pra cima.

Certa feita fiz um tx de FM com BD135 (qualquer momento acho o esquema.. procurando .. não achei nas 1ªs 30 figuras...) na configuração base comum (sinal aplicado no emissor). De potência bem boa, me lembro que acendia uma lâmpada desta que você disse com uma (01!) volta de fio próxima a bobina do tx.. Algo como...

mesmo dando um curto na lâmpada ela continuava milagrosamente 1/2 acesa. Mesmo em tenra idade, logo vi que devido a alta freq, o curto agia como um indutor ou resistor regido pela fórmula da reatância indutiva XL=2PI.F.L. ; L=baixo mas F=dezenas ou centenas de MHz

Ah sim.. cheguei a pensar num sistema com fibra ótica mas não consegui concluir a montagem mental.. então .. esquece

MOR_AL · quinta-feira às 14:10

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Acho que dá para fazer uns ponteiros de acrílico (quem sabe umas caixas de plástico vazias de Ferrero Rocher) com isso... De fato, se o ponteiro todo se iluminasse seria fantástico!

Antes de sair comprando Ferrero Rocher, que é bom, mas caro, veja se dá para fazer com capa de CD, que é de plástico e a espessura é fina, bom para ponteiro.

Para que o ponteiro inteiro seja visível, passe uma lixa 600 em um dos lados e teste. Nos informe do resultado. No final dele desbaste igual a um formão.

MOR_AL

rmlazzari58 · quinta-feira às 14:46

Verdade, @MOR_AL caixa de CD também deve dar certo. Falei de Ferrero Rocher porque tenho uma sobrinha-neta que nos 3 últimos natais me deu uma caixa dessas, rs...

Mas as caixas de CD podem mesmo ser mais adequadas já que tem um lado nelas - as laterias - que tem um serrilhado, umas ranhuras que lembram as tais lentes de Fresnel ou prismas... Vou testar e trago aqui.

E estava lembrando de uma lâmpada que tem led em filamento, o pessoal vende como "vintage" ou "retrô"... Em loja de material elétrico são bem caras, ainda mais se for para quebrar...

Aí fui buscar pelo aí e descobri um monte de led em filamento. Aqui, por exemplo.

Esse vendedor aqui tem até algo parecido com os ponteiros que vem naquelas máquinas de relógio, arredondados e em tamanhos diferentes... Tem aquele chip, ali, mas é questão de adaptar. Tem umas máquinas de relógio que são vendidas como se fossem extra-fortes, para ponteiros grandes e pesados...

Esse outro aqui tem filamentos bem fininhos e flexíveis. Um pouco flexíveis, é verdade, não dá para dobrar... E há um problema nesses filamentos: não dá para cortá-los. Tem que usar o tamanho que vier...

Funcionam como led comum: baixa tensão, acho que entre 3,3 e 5 vcc

Veja lá, são baratos mas (sempre tem um mas) é em dólar e demora a chegar.

***

Só mais uma coisa, até para não deixar bobagens no fórum: depois que a @.if falou, fui ver e a ideia de aplicar 110vca direto, nos 60Hz, nos primários daqueles trafinhos de fontes 5v é mesmo absurdo. O que leva a que vai ser necessário mesmo uma fontezinha de celular para o relógio. Falta de experiência minha, achei que esses trafinhos fossem a primeira coisa no circuito dessas fontezinhas...

Ops, lembrei agora: no projeto lá em cima os leds ficam nas pontas dos ponteiros. Mas nada impede que fiquem na base dos ponteiros, onde o plástico ou acrílico é mais largo. E aí a luz iria dessa base para as pontas... É questão de ir adaptando...

rmlazzari58 · sábado às 15:04

Bom... para os leds em filamento, acho que funcionaria mas talvez haja umas desvantagens: pelo que assisti de demonstração pelos vendedores chineses e também pelo que xeretei nas lojas, brilham muito forte e, para controlar esse brilho, o circuito que os faria acender como ponteiros começaria a ficar sofisticado - talvez até grande - demais. Além disso isso já começaria a tirar o pique de artesanato com material comum, sucata...

Por outro lado, a experiência com a caixinha de CD está dando certo. Não na lateral, onde tem umas ranhura, mas sim em cima, onde é lisa. Talvez funcione com a caixa de bombons... mas a de CD é mais fina, logo mais leve...

Tem umas fotos aí mas estou em dúvida: será que eu as entendo só porque fui eu que as tirei? Será que ficaram claras para outras pessoas? O led usado foi tirado de uma fita que circunda uma tela de um notebook quebrado. Não é redondo, é como um led smd, só que brilha bem forte...

Bom, lá vão elas:

Aqui o led está aplicado na lateral ranhurada com o facho alinhado à borda da caixa e apontando para bolinha, à esquerda. Essa bolinha serve para travar levemente a caixa fechada...

Como se vê, a luz "vaza" para tudo que é lado e, se faz brilhar a bolinha, pouco faz brilhar os "degraus" do serrilhado.

Já aqui, na tampa lisa da caixinha, o facho de led (também perpendicular à essa superfície) não faz brilhar senão uns arranhados que fiz com o estilete nessa superfície. A imagem que parece uma folhinha é um mero arranhão já que essa caixinha estava não cuidadosamente guardada e sim jogada numa caixa junto a outras caixinhas.

Aqui também se vê que o led vaza luz prá tudo que é lado... o desafio é bloquear esse vazamento, talvez com um micro pingo de fita isolante líquida... qualquer ideia é bem vinda.

Aqui as arranhadas na superfície da caixinha mas agora, em vez de ser no escuro e com led, no claro e refletindo a luz que vem da janela. Não sei medir a profundidade desses riscos mas foram feitos quase sem pressão do estilete sobre o acrílico(?), plástico(?) da caixinha, quase que apenas o peso do estilete sobre a superfície.

Estou achando que o melhor seria fazer o mostrador a partir da caixa de bombons, que é mais parruda, e os ponteiros, da caixinha de CD...

Para a base do relógio, no projeto lá em cima, o hobista fez de acrílico. Mas creio que dá para fazer de MDF ou, para melhor efeito estético, de madeira mesmo... sabe aquelas caixinhas de madeira em que vem goiabada artesanal, caseira? Ou talvez daquelas antigas caixas de catupiry, que ainda tenho duas de madeira aqui...

E mais umas dúvidas:

1 - será que para as bobinas, os fios de cobre dos micro-trafinhos que tem nos carregadores de celular servem? Ou teria que ser um fio de maior calibre? E as bobinas tem que ser obrigatóriamente feitas com fios de mesmo calibre? Ou pode misturar caso o comprimento dos fios retirados de um trafinho desses não dê para fazer todas as bobinas? Tem um calibre ideal para o fio dessas bobinas?

(O fio do indutor à esquerda tem 0,2mm de "calibre"... o comprimento ainda não sei, aguardo o veredito dos mestres antes de desenrolá-la)

2 - é importante o diâmetro final dos indutores do primário ou mesmo dos secundários? Ou não, o importante é apenas o número de espiras? Uma bobina "achatada" e de maior diâmetro seria melhor ou pior que uma bobina mais "alta" porém de menor diâmetro?

BOBINA "ACHATADA" E DE MAIOR DIÂMETRO

BOBINA MAIS "ALTA" E DE MENOR DIÂMETRO

rmlazzari58 · 23 horas atrás

Bem... seguindo a saga mas agora com a lixa 600 que o @MOR_AL recomendou...

A luz do led sempre entrando no acrílico pela sua espessura

2 tipos de tratamento à caixinha de CD:

- lixado e desbastado com uma ponta de aço

- sob 3 tipos de luz: escuro, escuro com flash e sob a luz da janela

Lixado no escuro

Lixado no escuro mas com flash

Lixado sob a luz da janela, ambiente

Agora desbastado. No escuro

Desbastado no escuro e com flash...

Por fim, desbastado sob a luz ambiente

A mim parece que o desbaste fica melhor para os ponteiros serem visíveis tanto em ambiente claro quanto no escuro.

No escuro, o lixado fica mais uniforme, fica como se o ponteiro todo tivesse apenas uma cor.

Já o desbaste no escuro fica meio... sei lá, meio irregular, rs... Se bem que o relógio, nesse caso, é para ser com cara de artesanal, mesmo...

E fica a questão, se alguém puder ajudar: o que faz a energia render mais, para chegar mais forte nos led, uma bobina achatada e de maior diâmetro ou uma mais parecida com um "tubinho", mais alta porém de menor diâmetro?

Grato!

MOR_AL · 22 horas atrás

@rmlazzari58

O led tem que ficar colado com a superfície do CD.

Tem que fazer vários ponteiro iguais. Cada um com um tipo de trabalho.

Eu acho que a melhor opção é com uma lixa 600 somente sobre a face que fica voltada para frente. As outra três faces TEM que serem polidas, para manter a luz interna e só aparecer na face lixada.

E mais. Na ponta oposta do ponteiro, TEM que ter uma cunha polida, iniciando antes de chegar na ponta e pela parte de trás, até o final da ponta, coincidindo com a face frontal. Esta cunha vai agir como um espelho e a ponta vai ficar mais iluminada, que a parte lixada.

Quanto a sua última pergunta.... Não sei, mas o autor do vídeo deve ter tido muito trabalho e adquirido experiência no assunto. Portanto, sua pergunta já está respondida.

MOR_AL