Как мне подключить / подключить что-то, что постоянно вращается БЕЗ дополнительных батарей?


27

Поэтому я хочу сделать Ленивую Сьюзен, которая постоянно вращается в одном направлении. Я также хочу иметь некоторые другие вещи, такие как неоновые вывески, движущиеся объекты и т. Д. Проблема в том, что я хочу, чтобы все это работало от одного источника постоянного тока. Проблема в том, что я не могу понять, как я это подключаю, чтобы все не запуталось, поскольку все это постоянно находится в движении.


27
Гугл по "Слип кольцо"
Евгений Ш.

2
@ Хочешь выбрать маленькую фотоэлемент и очень большой лазер? Это тоже хорошо бы выглядело.
Крис Х

3
Может быть, достаньте несколько изношенных или дешевых электрических зубных щеток и позаботьтесь о беспроводных зарядных частях?
стриптизерша

2
Вы также можете игнорировать электронику на вращающейся части. Вы можете направить яркий свет (возможно, лазер) через воздушный зазор в оптоволокно в центре ленивого Сьюзана и создать "неоновые" эффекты, если волокно немного просачивается. Механические «движущиеся вещи» могут приводиться в действие механическим вращением ленивого Сьюзана с помощью зубчатых колес. Не все должно быть электронным.
Марк Лаката

2
Видел один из них ?
Борис Паук

Ответы:


49

Вы ищете скользящее кольцо . Это устройство, предназначенное для того, чтобы делать именно то, что вы описываете - передавать мощность и / или сигналы на вращающийся объект. Как правило, они работают благодаря наличию вращающегося круглого контакта на одной стороне и подпружиненного штифта, который прижимается к нему с другой.

Они не очень надежны в долгосрочной перспективе или в суровых условиях, но должны подойти для вашего проекта Более дорогие, как правило, лучше и дольше. Другой альтернативой является индуктивная передача энергии / сигнализация, но это будет сложнее понять с первого раза, поэтому не может быть идеальным для хобби проекта.


Они используются на камерах видеонаблюдения и довольно хорошо выдерживают длительные погодные условия, годы постоянного движения и т. Д., Включая питание и видео (аналоговые и IP). Я не могу поручиться за дешевые eBay, но хорошие остаются в прошлом. Я бы не стал загружать их слишком близко к их максимальному рейтингу, но вы можете получить контакт с большим количеством контактов, чем вам нужно, и удвоить надежность.
Джон U,

Я работал над проектом, в котором имеется контактное кольцо, передающее ~ 30 А при 12 В пост. Тока, а также сигналы связи на плату, которая вращается со скоростью 3000 об / мин. Надежность не была велика, но это было приемлемо. Для чего-то, что вращается медленно, я бы предположил, что у вас будет 5 или более лет.
Жюль

Скольжения кольца могут быть надежными. Вы можете даже получить кольца скольжения для Ethernet. Они просто становятся смехотворно дорогими. Еще больше на высокой скорости.
Jeroen3

47

Альтернативой контактным кольцам является вращающийся трансформатор. Он состоит из двух чашеобразных сердечников, которые обращены друг к другу, с обмотками внутри чашек. Если вы управляете первичной обмоткой на высокой частоте (мы использовали 25 кГц), чашки могут быть ферритовыми, и все это может быть довольно компактным (мы сделали около 100 Вт в устройстве, которое было толщиной около 1 дюйма и диаметром около 3 дюймов) ).

поперечное сечение


14
В случае, если кто-то задается вопросом о надежности и качестве передачи данных и тому подобном: ваша средняя вращающаяся головка VHS работает именно так.
PlasmaHH

Еще одна механическая проблема, которая немного усложняет это: насколько малым должен быть воздушный зазор, чтобы сделать его относительно эффективным?
Джейсон Р

1
@JasonR: Чем меньше, тем лучше, конечно. У нас не было большой точности в нашей сборке прототипа, и мы получали хорошие результаты с зазором порядка 1 мм. Это одна из причин, по которой мы использовали относительно плоский дизайн сердечника - он максимизирует площадь поверхности феррита, обращенного к зазору.
Дэйв Твид

1
Еще одной возможностью было бы иметь движущуюся катушку в фиксированном магнитном поле - иначе известном как генератор.
суперкат

1
@supercat: На самом деле неэффективно в приложении «ленивый Сьюзен», где вращение может быть медленным и / или прерывистым
Дэйв Твид

8

Как насчет использования двух колец шариковых подшипников и использовать каждое кольцо в качестве контакта. Не нужно добавлять контакты и контакты ...

Просто добавив, принимая к сведению комментарии, что я думал о низковольтном источнике питания 5 В или 12 В только для светодиодов или чего-то подобного - я не собирался предлагать решение на 110 или 230 В переменного тока.


22
Искрение на подшипниках должно добавить дополнительное волнение, которого не хватает на неоновых вывесках сверху! +1 за концепцию.
Транзистор

28
Передача электроэнергии с помощью шарикоподшипников ямы шары в результате преждевременного выхода из строя подшипников
Tinkerer

5
... или раннее начало искрения. Whee!
Транзистор

2
На этой странице SKF (я полагаю, что они должны кое-что знать о подшипниках) перечислены некоторые хорошие примеры того, почему это было бы ... интересной идеей: skf.com/cn/en/products/bearings-units- корпуса / роликовые подшипники /…
Мэлс

3
На практике будет трудно выровнять несколько подшипников настолько точно, чтобы они всегда выдерживали одинаковые нагрузки (т.е. одинаковое контактное давление на оба набора шариков). Весьма вероятно, что, по крайней мере, какое-то время один или другой подшипник будет обрабатывать большую часть нагрузки, с очень прерывистым контактом с другим.
Дэйв Твид

3

Другой вариант, который вы, возможно, не рассматривали, - это положить все ваши энергопотребляющие элементы, включая двигатель, батареи или другой источник питания, на ленивого Сьюзен. Никаких электрических разъемов для внешнего мира не требуется.


2
Это также произошло со мной, это зависит от того, как долго система должна работать без ограничений. Используйте Bluetooth с низким энергопотреблением для связи со стационарным инерционным пространством с минимальными потерями энергии.
KalleMP

1
@KalleMP или, если частота вращения достаточно низкая, простые ИК-связи, если более высокие всенаправленные ИК-преобразователи.
Стив Барнс

2

Мне пришло в голову, что, если вы ведете ленивую Сьюзен с разумной скоростью, вы также находитесь в ситуации, когда вы можете генерировать на ней энергию.

Если на центральном шпинделе или по краям вы можете установить фиксированные магниты, вы можете использовать правильно расположенные катушки для выработки энергии на движущейся платформе.

Если вы искали действительно низкую технологию, вы могли бы даже использовать старое динамо с толкающим велосипедом на вращающейся платформе, наталкивающейся на какое-то неподвижное окружение.


1

Игровые автоматы получают энергию от оплетки, бегущей по токопроводящим дорожкам. Возможно, вы сможете приклеить сплющенный экран (оплетка) коаксиального кабеля в два концентрических круга на вашей базовой плате, а затем использовать «щетки» для оплетки, чтобы поднять напряжение.
Или используйте один круг и кисть и поднимите другую сторону напряжения через центральную ось.
Или используйте центральный шарнир в качестве одного контакта, проведите оплетку вокруг внешней стороны блюда и используйте горизонтальную щетку.
Или подумайте о старых добрых автомобилях Dodgem, где пол был одним контактом, а потолок из проволочной сетки - другим. Покройте всю основную плату усиленной алюминиевой фольгой (оставьте отверстие в центре). Прикрепите щетку к любому месту на блюде одним контактом и используйте центральный шарнир в качестве другого контакта.


1

Я посмотрел на недавно построенный зоетроп с ЖК-дисплеями и микроконтроллером на волчок. Я закончил тем, что сделал самодельное скользящее кольцо в сборе из медного листа и нескольких угольных щеток, предназначенных для дрелей. Это сработало на удивление хорошо (все еще хорошо после 100 000 или около того революций).

Перед тем, как идти по этому пути, я исследовал беспроводную передачу энергии, и это выглядело очень обнадеживающе с использованием дешевой пары модулей tx / rx, например: беспроводные модули питания

Пропускание приводного вала через передатчик и прикрепление приемника к нижней стороне ленивой Сьюзен работали довольно хорошо, если вы можете держать их близко друг к другу. Это не обеспечивало достаточный ток для моего приложения (мне нужно было около усилителя, и они дают около 500 мА комфортно).

Для моего приложения мне также нужно было передавать однонаправленные данные с очень низкой скоростью от основания к вершине, вместо того, чтобы добавлять в мой блок контактных колец, я использовал ИК-светодиоды и приемники, которые работали очень хорошо.


То, что у тебя есть, выглядит довольно хорошо. Вы можете увеличить сцепление, увеличив диаметр катушек.
richard1941

Приведенный выше комментарий предполагает, что у вас нет металлической поверхности стола внизу, конечно.
richard1941

0

Никола Тесла сказал, что на роторе и статоре можно установить зубчатое ферромагнитное колесо с обмотками. Сочетание трансформатора и синхронного тактового двигателя. Это позволяет избежать судебных издержек, связанных с жидкой ртутью, отравлением озоном или поражением электрическим током.


1
(1) Этот ответ довольно расплывчатый и вряд ли будет полезным для ФП. (2) Можете ли вы дать ссылку на то, что сказал Тесла? Как вы думаете, сколько оборотов в минуту потребуется ленивому Сьюзену, чтобы произвести достаточно энергии, чтобы зажечь неоновые вывески ОП? (3) В вашем предложении « Комбинированный трансформатор и синхронный тактовый двигатель » отсутствует глагол и предмет. Что вы намеревались сообщить? (4) Что такое комбинированный трансформатор? (5) Как поможет синхронный двигатель?
Транзистор

Мои упоминания о Тесле были лишь напоминанием о том, что он является прародителем большинства наших технологий для двигателей, генераторов и трансформаторов переменного тока. Скорость ротора обратно пропорциональна числу зубьев, которые взаимодействуют с потоком. Теперь представьте себе небольшую обмотку вокруг каждого зуба ротора ... которая будет иметь наведенное напряжение из-за изменения потока. Конечно, если вы делаете бюджет мощности, результат этого будет эквивалентен увеличению сопротивления и большей фазовой задержки во входном токе. Надеюсь, этот комментарий поможет. Я должен буду выкопать для моего текста электрических машин, если вам нужна ссылка.
richard1941

Это должно было бы вращаться слишком быстро, поэтому для этого приложения, но могло бы работать для других, которые находят эту нить через Google.
СМ

0

Вращающийся трансформатор Твид, вероятно, является наилучшим решением, когда можно обмотать катушку вокруг оси и иметь ферромагнитный сердечник для оси. Но у вас может быть несколько катушек меньшего размера по краю с аналогичными катушками, соединяющими их с вращающейся платформой. Сила каждого из них будет прерывистой, но если они будут правильно расположены, вы можете удовлетворить свои потребности. Ожидайте неприятные вибрации с частотой 60 Гц, когда катушки проходят друг за другом ... если вы не используете их на частоте 100 кГц и не используете легкие ферритовые сердечники ... Если вы хотите перейти на высокую частоту, вы можете выполнить какое-то емкостное соединение, как это предлагается этим великим шотландским поэтом Р.Ф.Бернсом.


-1

Используйте два кольца, как с шариковыми подшипниками, но устраните весь износ и образование дуг с кольцами жидкой ртути или другой проводящей жидкости. Не пей! Конечно, воздух является проводящей жидкостью при высоком напряжении, и дисплей заслужит уважение ваших гостей и будет препятствовать откусыванию марципана и оборотов на вращающейся платформе.


2
Подобные ванны с жидкой ртутью использовались для маяков, вращающихся на маяке.
Солнечный Майк
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.