Joule Thief o ladrão de energia

Um circuito bem popular para "voltage boost" em uma análise de perto. Muito difundido como circuito para acender LEDs usando pilhas de relógio ou no fim da vida, este circuito auto-oscilador elevador de tensão tem muitas utilidades nos mais diversos projetos.

Conhecido como ladrão de Joules ou "Joule Thief". Tem esse nome pois elevando a tensão consegue drenar ate o último Joule de uma pilha, mesmo que sua tensão esteja na ordem dos milivolts.

referências: http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

Usando o software de SPICE TINA-TI fiz a simulação do circuito acima usando um toroide com indutância mútua de 3uH e uma resistência de 1K(R2) no lugar do LED.

Vout (gráfico verde) e Veb (gráfico vermelho)

Na prática fiz uma montagem com um toroide encontrado em uma antiga fonte ATX. Seguindo a mesma montagem do diagrama, primeiramente com uma resistência de 10K ohms e depois com um LED no lugar de R2.

toroide de uma fonte ATX, enrolado com 20 voltas.

Aplicando tensão Vcc = 2,9V obtive as seguintes formas de onda:

O circuito ressonou em uma frequência de 33kHz dando picos de 60V mas com uma tensão rms de aproximadamente 7V. Ligando um LED no lugar do resistor R2 e alimentando agora com uma tensão de 1,5V temos a seguinte onda medindo a tensão coletor-emissor ponto Vout no diagrama.

Vcc=1,5V - Vpp-ec=3V - frequência de oscilação 12,5kHz

Caso queiram montar este circuito em casa, existe muita referência no youtube mostrando o passo a passo. Deixo aqui a lista de componentes para refazer o mesmo circuito que fiz, ou semelhante já que o toroide foi reaproveitado de uma velha fonte ATX (alias pode-se achar praticamente todos os componentes  da montagem em velhos aparelhos).

Referenciar o diagrama de montagem:

R1 = resistor de 1K ohms.
T1 = transistor BC337
M1 = toroide retirado de uma fonte ATX com diâmetro externo de 16mm, 20 voltas no enrolamento.
R2 = resistor de 10K ohms ou um LED de alto brilho.

Vale lembrar que na montagem do transformador toroidal os dois enrolamentos devem ser ligados em oposição (na foto o fio vermelho esta ligado no fio branco mas em sentidos de enrolamento opostos).

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Ensaio do motor com driver MC33926

Primeiro ensaio feito para o motor DC escovado com redução de 30:1 controlado pelo driver MC33926 da Pololu. Um pequeno ensaio para determinar a corrente máxima do motor sem carga. Não traz muita informação, foi mais para validar a montagem proposta no ultimo post.

Alimentando o motor com aproximadamente 7.5V e a lógica com outro conjunto de pilhas com tensão de aproximadamente 2.8V. Fui variando o duty cycle de 0% ate 100% usando uma freqüência de 16kHz. 

Como mostrado na foto a corrente foi medida diretamente na alimentação colocando o multímetro em série com minha fonte de 7.5V (um conjunto de pilhas recarregáveis em série). A corrente começa em 11.8mA e vai ate 69.3mA. Minha próxima medida será aplicando alguma carga ao motor tentando estimar seu torque.

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eZ430 gerando meu PWM para o motor

Faz já algum tempo que ganhei este kit eZ430-RF2500. Ainda não usei para nenhuma aplicação, mas agora é o momento, nunca é tarde para colocar em ação um bom e velho kit guardado na prateleira. No ultimo post sobre a controladora de motores MC33926 pensei em usar meu launchpad, mas a target board do eZ430 tem um processador melhor e é bem menor. 

Fiz um código bem simples para os testes da controladora, usando ainda somente um motor estou gerando um PWM de 10kHz na porta P4.5 e variando o duty cycle via comandos enviados ao mc usando sua UART_A. Quem quiser o código está disponível no forum:
http://esd-talk.forumeiros.com/t6-controlando-um-moto-dc-por-pwm-usando-kit-ez430-rf2500#8

Como a placa da Pololu conecta os dois sinais de inversão dos motores em apenas um pino (INV). Eu vou controlar a inversão gerando sempre o PWM na entrada “M1 IN1” e na entrada “M1 IN2” ligar um I/O. Assim quando quiser inverter o motor eu jogo “1” na entrada IN2, lembrando que quando fizer isso o sinal do PWM será invertido, ou seja, meu duty cycle de 20% para 80%. Pois se trata de uma ponte em H.

Quero fazer uns ensaios para medir a corrente e a curva de resposta do motor em diferentes cargas.

O eZ430 é bem prático de usar, soldei um header connector para depois de programado colocar no protoboard.

Este será o novo diagrama de conexão do driver com o microcontrolador.

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Análise de motores de controladora da Pololu

Olá pessoal,

Faz tempo que não posto nada novo! Mas mesmo lentos os projetos vão seguindo. Segue uma foto do conjunto que estou montando para um pequeno robô tipo maze solver. Comprei estes motores e a controladora direto da pololu

Ainda não fiz nenhum review ou análise do conjunto apenas soldei os conectores e montei os chicotes para os motores. Logo posto mais updates, pretendo ligá-los a um launchpad MSP430 com um processador M430G2452 que tem 8K de flash é dá mais flexibilidade. Pretendo tornar este controlador um pouco mais amigável para aplicações de controle diferencial.

Controladora: usando CI da freescale

http://www.pololu.com/catalog/product/1213

Motores, dois pequenos brushed com redução 30:1

http://www.pololu.com/catalog/product/993

Minha primeira sugestão de montagem para alguns testes, será algo semelhante ao esquema mostrado abaixo:

A ideia aqui é testar a placa com somente um motor ligado a princípio, pegando a saida do CC1 do MSP no pino P1.2. Colocarei dois LED verdes (o desenho esta vermelho) nos pinos SF1 e SF2, pois tem um pull-up para VDD e indicam falha quando baixo. Assim LED verde tudo OK, e me economizam uns pinos que no momento não quero verificar isso no código.

Logo coloco mais updates e atualizo este diagrama que é bem preliminar.

Sempre enfrente...