Como ligo / conecto algo que gira constantemente SEM baterias extras?


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Então, eu quero fazer uma Susan preguiçosa que esteja girando constantemente em uma direção. Eu também quero ter outras coisas no topo, como sinais de néon, coisas em movimento e etc. O problema é que eu quero que tudo corra de uma fonte DC. O problema é que não consigo descobrir como o conecto para que as coisas não fiquem emaranhadas, pois a coisa toda está constantemente em movimento.


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Google para "Anel deslizante"
Eugene Sh.

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@ HotLicks uma pequena célula fotovoltaica e um laser muito grande? Isso ficaria bom também.
21717 Chris H

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Talvez consiga algumas escovas de dentes elétricas gastas ou baratas e comande as peças de carregamento sem fio?
21717 RackHostBoneman

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Você também pode ignorar a parte eletrônica da peça rotativa. Você pode acender uma luz brilhante (talvez laser) através do espaço aéreo em uma fibra óptica no centro do susan preguiçoso e criar efeitos de "néon" se a fibra vazar um pouco. As "coisas em movimento" mecânicas podem ser alimentadas pela rotação mecânica do susan preguiçoso com engrenagens. Nem tudo precisa ser eletrônico.
27416 Mark Lakata

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Visto um desses ?
Boris the Spider

Respostas:


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Você está procurando um anel deslizante . Este é um dispositivo projetado para fazer exatamente o que você descreve - transmitir energia e / ou sinais para um objeto em rotação. Geralmente, eles funcionam tendo um contato circular rotativo de um lado e um pino com mola que empurra contra ele do outro.

Eles não são super confiáveis ​​a longo prazo ou em condições adversas, mas devem ser adequados para o seu projeto. Os mais caros geralmente são melhores e duram mais. A outra alternativa é a transferência / sinalização de energia indutiva, mas será mais difícil acertar na primeira vez, portanto pode não ser ideal para um projeto de hobby.


Eles são usados ​​em câmeras de CFTV e suportam muito bem as condições externas de longo prazo, anos de constante movimento etc. com alimentação e vídeo (analógico e IP) passando por elas. Não posso garantir os baratos do eBay, mas os bons duram. Eu evitaria carregá-los muito perto da classificação máxima, mas você pode obter um com mais contatos do que o necessário e dobrar a confiabilidade.
você

Eu trabalhei em um projeto que tem um anel deslizante transmitindo ~ 30A a 12VDC, juntamente com sinais de comunicação para uma placa que está girando a 3000RPM. A confiabilidade não era boa, mas aceitável. Para algo que gira apenas lentamente, eu imagino que você teria uma vida útil de 5 anos ou mais.
Jules

Anéis deslizantes podem ser confiáveis. Você pode até obter anéis coletores para ethernet. Eles apenas se tornam ridiculamente caros. Ainda mais em alta velocidade.
precisa saber é o seguinte

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Uma alternativa aos anéis coletores é o transformador rotativo. Isso consiste em dois núcleos em forma de copo que se enfrentam, com os enrolamentos dentro dos copos. Se você dirige o primário em alta frequência (usamos 25 kHz), os copos podem ser ferritos e tudo pode ser bastante compacto (fizemos cerca de 100W em uma unidade com cerca de 1 "de espessura no geral e cerca de 3" de diâmetro )

corte transversal


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Caso alguém se pergunte sobre a confiabilidade e a qualidade da transferência de dados e tudo isso: a cabeça rotativa VHS média funcionou dessa maneira.
PlasmaHH

Uma outra questão mecânica que complica um pouco isso: quão pequeno você deve reduzir o espaço aéreo para torná-lo relativamente eficiente?
Jason R #

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@ JasonR: Quanto menor, melhor, é claro. Não tivemos muita precisão em nossa montagem de protótipo e estávamos obtendo bons resultados com uma folga da ordem de 1 mm. Essa é uma das razões pelas quais usamos um design de núcleo relativamente plano - ele maximiza a área de superfície da ferrita de frente para a lacuna.
Dave Tweed

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Outra possibilidade seria ter uma bobina móvel dentro de um campo magnético fixo - também conhecido como gerador.
Supercat

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@ supercat: Não é realmente eficaz em um aplicativo "susan preguiçoso", onde a rotação pode ser lenta e / ou intermitente.
Dave Tweed

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Que tal usar dois anéis de rolamentos de esferas e usar cada anel como contato. Não há necessidade de adicionar pinos e contatos ...

Apenas para acrescentar, depois de tomar nota dos comentários, que eu estava pensando em uma fonte de baixa tensão aqui de 5v ou 12v apenas para leds ou algo assim - eu não pretendia sugerir uma solução de 110VAC ou 230VAC.


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O arco nos rolamentos deve adicionar um pouco mais de excitação que os sinais de néon na parte superior estão faltando! +1 por conceito.
Transistor

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Passando electricidade através de rolamentos de esferas coloca as esferas, resultando em falha prematura dos rolamentos
Tinkerer

5
... ou início precoce de arco. Whee!
Transistor

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Esta página da SKF (suponho que eles devam saber uma coisa ou duas sobre rolamentos) lista alguns bons exemplos de por que isso seria uma idéia ... interessante : skf.com/cn/en/products/bearings-units- caixas de rolamentos / rolamentos de rolos /…
Mels

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Por uma questão prática, será difícil alinhar vários rolamentos com precisão suficiente para transportar cargas iguais (ou seja, pressão de contato igual nos dois conjuntos de esferas) o tempo todo. É muito provável que pelo menos uma parte do tempo, um ou outro manuseie a maior parte da carga, com contato muito intermitente no outro.
Dave Tweed

3

A outra opção que você pode não ter considerado é colocar todos os itens que consomem energia, incluindo o motor e as baterias ou outra fonte de energia na Susan preguiçosa. Não são necessários conectores elétricos para o mundo exterior.


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Isso me ocorreu também, depende de quanto tempo o sistema deve operar sem supervisão. Use Bluetooth de baixa potência para se comunicar com o espaço inercial estacionário com o mínimo desperdício de energia.
KalleMP

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@KalleMP ou se a taxa de rotação for razoavelmente baixa comunicação por infravermelho simples, se houver transdutores de infravermelho omnidirecionais mais altos.
Steve Barnes

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Ocorreu-me que se você estiver dirigindo a Susan preguiçosa a um ritmo razoável, também estará em uma situação em que poderá gerar energia nela.

Se no eixo central ou arredondar as bordas, você poderá montar ímãs fixos, poderá usar bobinas colocadas adequadamente para gerar energia na plataforma móvel.

Se você estava procurando por uma tecnologia realmente baixa, poderia até usar um dínamo de bicicleta de empurrar velho na plataforma giratória, correndo contra um ambiente estacionário de algum tipo.


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Os carros de caça-níqueis obtêm seu poder da trança em pistas condutoras. Você pode colar a blindagem do cabo coaxial achatado (trança) em dois círculos concêntricos na placa de base e, em seguida, usar os "pincéis" da trança para aumentar a tensão.
Ou use um círculo e escove e pegue o outro lado da tensão através do pivô central.
Ou use o pivô central como um contato, passe a trança pela parte externa do prato e use uma escova horizontal.
Ou pense nos bons e velhos carros Dodgem, onde o piso era um contato e o teto de malha de arame, o outro. Cubra toda a placa de base com papel alumínio doméstico resistente (deixe um orifício no centro). Prenda uma escova em qualquer lugar do prato como um contato e use o pivô central como outro contato.


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Eu olhei para isso recentemente construindo um zootrópio com LCDs e um microcontrolador na parte superior da fiação. Acabei fazendo um conjunto de anel deslizante DIY a partir de chapa de cobre e algumas escovas de carvão projetadas para motores de perfuração. Funcionou surpreendentemente bem (ainda é bom depois de 100.000 ou mais revoluções).

Antes de seguir esse caminho, porém, investiguei a transferência de energia sem fio e parecia realmente esperançoso usando um par de módulos tx / rx barato como este: módulos de energia sem fio

Passar o eixo de transmissão pelo transmissor e prender o receptor na parte inferior da preguiçosa Susan funcionou muito bem se você puder mantê-los juntos. Ele não forneceu corrente suficiente para a minha aplicação (eu precisava de um amplificador e eles fornecem cerca de 500mA confortavelmente).

Para minha aplicação, eu também precisava passar dados unidirecionais de taxa muito baixa da base para o topo, em vez de adicionar ao meu conjunto de anéis deslizantes, usei LEDs IR e receptores, que funcionavam muito bem.


O que você tem parece muito bom. Você pode aumentar o acoplamento aumentando o diâmetro das bobinas.
richard1941

O comentário acima pressupõe que você não tem uma superfície de mesa de metal abaixo, é claro.
Richard1941

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Nicola Tesla disse que você poderia ter uma roda ferromagnética dentada no rotor e no estator, cada um com enrolamentos. Um transformador combinado e um motor de relógio síncrono. Isso evita as despesas legais que você terá com mercúrio líquido, envenenamento por ozônio ou eletrocussão.


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(1) Essa resposta é bastante vaga e improvável de ser de grande utilidade para o PO. (2) Você pode dar uma referência para o que Tesla disse? Quantas RPM você acha que um susan preguiçoso precisaria para gerar energia suficiente para acender os sinais de néon do OP? (3) Sua frase " Um transformador combinado e um motor de relógio síncrono " está sem um verbo e um assunto. O que você pretendia comunicar? (4) O que é um transformador combinado? (5) Como um motor de relógio síncrono ajudaria?
Transistor

Minha referência a Tesla foi apenas um lembrete de que ele é o progenitor da maioria de nossas tecnologias de motores, geradores e transformadores de corrente alternada. A velocidade do rotor é inversamente proporcional ao número de dentes que engatam no fluxo. Agora imagine um pequeno enrolamento em torno de cada dente do rotor .... que teria uma tensão induzida por causa da mudança no fluxo. Obviamente, se você fizer o orçamento de energia, o resultado disso seria equivalente ao aumento do arrasto e a um maior atraso de fase na corrente de entrada. Espero que este comentário ajude. Vou precisar cavar o texto das minhas máquinas elétricas, se precisar de uma referência.
richard1941

Teria que girar muito rápido, portanto, para este aplicativo, mas pode funcionar para outras pessoas que encontrarem esse segmento via google.
CM

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O transformador rotativo de Tweed é provavelmente a melhor solução quando é possível enrolar uma bobina ao redor do eixo e ter um núcleo ferromagnético para o eixo. Mas você pode ter um conjunto de várias bobinas menores ao redor da borda com bobinas semelhantes acopladas a elas na plataforma rotativa. A energia de cada um seria intermitente, mas se eles fossem espaçados adequadamente, você poderá atender às suas necessidades. Espere vibrações desagradáveis ​​de 60 Hz à medida que as bobinas passam umas pelas outras ... a menos que você as conduza a 100 kHz e use núcleos de ferrite leves ... Se você quiser obter alta frequência, poderá fazer algum tipo de acoplamento capacitivo, conforme sugerido pelo grande poeta escocês RFBurns.


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Use dois anéis, como nos rolamentos de esferas, mas elimine todo o desgaste e os arcos com anéis de mercúrio líquido ou outro fluido condutor. Não beba! É claro que o ar é um fluido condutor em alta tensão, e a tela conquistaria o respeito de seus convidados e desencorajaria a mordiscagem do maçapão e do argo na plataforma rotativa.


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Banhos de mercúrio líquido como esse eram usados ​​para faróis rotativos de farol.
Solar Mike
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