Comment alimenter / câbler quelque chose qui tourne constamment SANS piles supplémentaires?


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Je veux donc faire un Lazy Susan qui tourne constamment dans une direction. Je veux aussi avoir d'autres choses sur le dessus comme des enseignes au néon, des objets en mouvement, etc. Le problème est que je veux que tout cela fonctionne avec une seule source DC. Le problème est que je ne peux pas comprendre comment je le câble afin que les choses ne s'emmêlent pas car la chose entière est constamment en mouvement.


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Google pour "Slip ring"
Eugene Sh.

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@HotLicks une petite cellule PV et un très gros laser? Ce serait bien aussi.
Chris H

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Peut-être vous procurer quelques brosses à dents électriques usées ou bon marché et réquisitionner les pièces de chargement sans fil?
rackandboneman

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Vous pouvez également ignorer les composants électroniques de la partie tournante. Vous pouvez faire briller une lumière vive (laser peut-être) à travers l'entrefer dans une fibre optique au centre du susan paresseux et créer des effets de "néon" si la fibre fuit un peu. Les «choses en mouvement» mécaniques peuvent être alimentées par la rotation mécanique du susan paresseux à engrenages. Tout n'a pas besoin d'être électronique.
Mark Lakata

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Vu l' un de ceux - ci ?
Boris the Spider

Réponses:


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Vous recherchez une bague collectrice . Il s'agit d'un appareil conçu pour faire exactement ce que vous décrivez - transmettre de la puissance et / ou des signaux à un objet en rotation. Généralement, ils fonctionnent en ayant un contact circulaire rotatif d'un côté et une goupille à ressort qui pousse contre elle de l'autre.

Ils ne sont pas super fiables à long terme ou dans des conditions difficiles, mais devraient convenir à votre projet. Les plus chers sont généralement meilleurs et durent plus longtemps. L'autre alternative est le transfert / signalisation de puissance inductive, mais ce sera plus difficile à obtenir du premier coup, donc ce n'est peut-être pas idéal pour un projet de loisir.


Ils sont utilisés sur les caméras de vidéosurveillance et résistent assez bien aux conditions extérieures à long terme, aux années de mouvement constant, etc. avec alimentation et vidéo (analogique et IP). Je ne peux pas garantir les eBay bon marché, mais les bons durent. J'éviterais de les charger trop près de leur note maximale, mais vous pouvez en obtenir un avec plus de contacts que nécessaire et doubler pour plus de fiabilité.
John U

J'ai travaillé sur un projet qui a une bague collectrice transmettant ~ 30A à 12VDC avec des signaux de communication à une carte qui tourne à 3000RPM. La fiabilité n'était pas excellente mais c'était acceptable. Pour quelque chose qui ne tourne que lentement, j'imagine que vous auriez une durée de vie de 5 ans ou plus.
Jules

Les bagues collectrices peuvent être fiables. Vous pouvez même obtenir des bagues collectrices pour Ethernet. Ils deviennent tout simplement ridiculement chers. Encore plus à haute vitesse.
Jeroen3

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Une alternative aux bagues collectrices est le transformateur rotatif. Il se compose de deux noyaux en forme de coupe qui se font face, avec les enroulements à l'intérieur des coupes. Si vous conduisez le primaire à haute fréquence (nous avons utilisé 25 kHz), les tasses peuvent être en ferrite et le tout peut être assez compact (nous avons fait environ 100 W dans une unité d'environ 1 "d'épaisseur dans l'ensemble et d'environ 3" de diamètre ).

la Coupe transversale


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Au cas où quelqu'un s'interrogerait sur la fiabilité et la qualité du transfert de données et tout ça: votre tête rotative VHS moyenne fonctionnait de cette façon.
PlasmaHH

Un autre problème mécanique qui complique un peu cela: quelle est la taille de l'entrefer pour que cela soit relativement efficace?
Jason R

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@JasonR: Le plus petit, le mieux, bien sûr. Nous n'avions pas beaucoup de précision dans notre montage prototype et obtenions de bons résultats avec un écart de l'ordre de 1 mm. C'est une des raisons pour lesquelles nous avons utilisé une conception de noyau relativement plate - elle maximise la surface de la ferrite face à l'écart.
Dave Tweed

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Encore une autre possibilité serait d'avoir une bobine mobile dans un champ magnétique fixe - autrement connu comme un générateur.
supercat

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@supercat: Pas vraiment efficace dans une application "paresseux", où la rotation peut être lente et / ou intermittente.
Dave Tweed

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Que diriez-vous d'utiliser deux bagues de roulements à billes et d'utiliser chaque bague comme contact. Pas besoin d'ajouter des broches et des contacts ...

Juste pour ajouter, après avoir pris note des commentaires, que je pensais à une alimentation basse tension ici 5v ou 12v juste pour les leds ou un peu - je n'avais pas l'intention de suggérer une solution 110VAC ou 230VAC.


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L'arc sur les roulements devrait ajouter un peu plus d'excitation que les enseignes au néon sur le dessus manquent! +1 pour le concept.
Transistor

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Le passage de l'électricité à travers les roulements à billes pique les billes entraînant une défaillance prématurée des roulements
Tinkerer

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... ou un début précoce d'arc. Whee!
Transistor

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Cette page de SKF (je suppose qu'ils sont censés savoir une chose ou deux sur les roulements) énumère quelques bons exemples de pourquoi ce serait une ... idée intéressante : skf.com/cn/en/products/bearings-units- boîtiers / roulements à rouleaux /…
Mels

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En pratique, il sera difficile d'aligner plusieurs roulements suffisamment précisément pour qu'ils portent des charges égales (c'est-à-dire une pression de contact égale sur les deux jeux de billes) à tout moment. Il est très probable qu'au moins une partie du temps, un roulement ou l'autre manipule la majeure partie de la charge, avec un contact très intermittent de l'autre.
Dave Tweed

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L'autre option que vous n'avez peut-être pas envisagée est de placer tous vos articles consommant de l'énergie, y compris le moteur, et les piles ou autre source d'alimentation sur la Susan paresseuse. Aucun connecteur électrique vers le monde extérieur requis alors.


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Cela m'est également venu à l'esprit, cela dépend de la durée pendant laquelle le système doit fonctionner sans surveillance. Utilisez la faible puissance Bluetooth pour communiquer avec l'espace inertiel stationnaire avec un minimum de perte d'énergie.
KalleMP

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@KalleMP ou si le taux de rotation est des communications IR simples raisonnablement faibles, si des transducteurs IR omnidirectionnels supérieurs.
Steve Barnes

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Il m'est venu à l'esprit que si vous conduisez la Susan paresseuse à un taux raisonnable, vous êtes également dans une situation où vous pouvez générer de l'énergie dessus.

Si soit sur la broche centrale soit sur les bords, vous pouvez monter des aimants fixes, vous pouvez utiliser des bobines placées de manière appropriée pour générer de l'énergie sur la plate-forme mobile.

Si vous recherchiez une technologie vraiment basse, vous pourriez même utiliser une vieille dynamo de vélo à pousser sur la plate-forme rotative contre un cadre fixe quelconque.


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Les voitures à sous tirent leur puissance de la tresse qui court sur des pistes conductrices. Vous pourrez peut-être coller le blindage du câble coaxial aplati (tresse) en deux cercles concentriques sur votre carte de base, puis utiliser des «brosses» de tresse pour capter la tension.
Ou utilisez un cercle et une brosse et ramassez l'autre côté de la tension via le pivot central.
Ou utilisez le pivot central comme un seul contact, passez la tresse autour de l'extérieur du plateau et utilisez une brosse horizontale.
Ou pensez aux bonnes vieilles voitures Dodgem où le sol était un contact et le plafond en treillis métallique l'autre. Couvrir l'ensemble de la plaque de base avec du papier d'aluminium domestique robuste (laisser un trou au centre). Fixez une brosse n'importe où sur le plateau comme un contact et utilisez le pivot central comme l'autre contact.


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J'ai récemment étudié la construction d'un zootrope avec des écrans LCD et un microcontrôleur sur la toupie. J'ai fini par fabriquer un assemblage de bagues collectrices bricolage à partir de feuilles de cuivre et de brosses en carbone conçues pour les moteurs de forage. Cela a étonnamment bien fonctionné (toujours bon après environ 100 000 révolutions).

Avant de poursuivre sur cette voie, j'ai étudié le transfert d'énergie sans fil et cela semblait vraiment prometteur en utilisant une paire de modules tx / rx bon marché comme ceci: modules d'alimentation sans fil

Passer l'arbre de transmission à travers l'émetteur et attacher le récepteur à la face inférieure de la paresseuse Susan a très bien fonctionné si vous pouvez les garder rapprochés. Il ne fournissait pas assez de courant pour mon application (j'avais besoin d'un ampli et ceux-ci donnent environ 500mA confortablement).

Pour mon application, j'avais également besoin de transmettre des données unidirectionnelles à très faible débit de la base vers le haut, plutôt que d'ajouter à mon ensemble de bagues collectrices, j'ai utilisé des LED IR et des récepteurs, qui fonctionnaient vraiment bien.


Ce que vous avez est plutôt beau. Vous pouvez augmenter le couplage en augmentant le diamètre des bobines.
richard1941

Le commentaire ci-dessus suppose que vous n'avez pas de surface de table en métal en dessous, bien sûr.
richard1941

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Nicola Tesla a déclaré que vous pourriez avoir une roue ferromagnétique dentée sur le rotor et le stator avec chacun des enroulements. Un transformateur combiné et un moteur d'horloge synchrone. Cela évite les frais juridiques que vous aurez avec le mercure liquide, l'empoisonnement à l'ozone ou l'électrocution.


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(1) Cette réponse est assez vague et peu susceptible d'être très utile au PO. (2) Pouvez-vous donner une référence à ce que Tesla a dit? Combien de tr / min pensez-vous qu'un susan paresseux aurait besoin pour générer suffisamment d'énergie pour éclairer les enseignes au néon de l'OP? (3) Il manque un verbe et un sujet dans votre phrase " Un transformateur combiné et un moteur d'horloge synchrone ". Qu'avez-vous l'intention de communiquer? (4) Qu'est-ce qu'un transformateur combiné? (5) Comment un moteur d'horloge synchrone pourrait-il aider?
Transistor

Ma référence à Tesla était juste un rappel qu'il est l'ancêtre de la plupart de nos technologies de moteur, générateur et transformateur AC. La vitesse du rotor est inversement proportionnelle au nombre de dents qui engagent le flux. Imaginez maintenant un petit enroulement autour de chaque dent du rotor ... qui aurait une tension induite en raison du changement de flux. Bien sûr, si vous faites le budget de puissance, le résultat serait équivalent à une traînée accrue et un plus grand décalage de phase dans le courant d'entrée. J'espère que ce commentaire vous aidera. Je vais devoir chercher mon texte sur les machines électriques si vous avez besoin d'une référence.
richard1941

Il devrait tourner trop vite pour cette application, mais pourrait fonctionner pour d'autres qui trouvent ce fil via google.
CM

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Le transformateur rotatif de Tweed est probablement la meilleure solution lorsqu'il est possible d'enrouler une bobine autour de l'axe et d'avoir un noyau ferromagnétique pour l'essieu. Mais vous pourriez avoir un ensemble de plusieurs bobines plus petites autour du bord avec des bobines similaires qui s'y couplent sur la plate-forme tournante. La puissance de chacun serait intermittente, mais si elles étaient correctement espacées, vous pourriez répondre à vos besoins. Attendez-vous à des vibrations désagréables de 60 Hz lorsque les bobines se croisent ... à moins que vous ne les entraîniez à 100 kHz et que vous n'utilisiez des noyaux en ferrite légers ... Si vous voulez passer à haute fréquence, vous pouvez faire une sorte de couplage capacitif, comme suggéré par ce grand poète écossais, RFBurns.


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Utilisez deux bagues, comme pour les roulements à billes, mais éliminez toute usure et tout arc avec des bagues en mercure liquide ou autre fluide conducteur. Ne le bois pas! Bien sûr, l'air est un fluide conducteur à haute tension, et l'affichage gagnerait le respect de vos invités et découragerait le grignotage de massepain et aboutargo sur la plate-forme tournante.


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Des bains de mercure liquide comme celui-ci étaient utilisés pour les balises tournantes des phares.
Solar Mike
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