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Técnicas : Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina 
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pedse

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MensagemEnviado: Qui Set 24, 2009 2:45 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Olá a todos,

Estou trabalhando em um projeto escolar, que será um carrinho rádio controlado, que em vez de usar energia elétrica proveniente de baterias, irá gerar sua própria energia. Para tanto serão usados motores Stirling, para quem não sabe o que são esses motores, o link a seguir pode ajudar: http://ciencia.hsw.uol.com.br/motores-stirling.htm

O projeto funciona da seguinte forma:

  Arrow A energia térmica é transformada em movimento através de cada um dos motores Stirling. A velocidade aproximada será de 140 RPM.

  Arrow Como o torque desse tipo de motor é muito baixo, não seria possível usa-lo para movimentar o carrinho. Assim sendo, os motores serão conectados à dínamos através de correias e polias.

  Arrow Os dínamos gerarão então a energia elétrica que será usada em motores elétricos que movimentarão o carrinho.

  Question Gostaria de saber se alguém pode me indicar o que usar como dínamo. Poderia usar motores DC comuns ou existe alguma solução que aproveite melhor o potencial elétrico dos motores?  Question 

  Question Também gostaria de saber quanta corrente cada dínamo geraria aproximadamente, considerando os 140 RPM dos motores Stirling.  Question 

  Arrow A corrente gerada nos dínamos irá então para uma placa Scorpion XL, que controla dois motores e caixas de redução Banebots. O número de motores será ajustado para suprir a necessidade energética desses dois motores. 

  Arrow O carrinho será controlado via rádio Spektrum DX6i e receptor Spektrum BR6000.

  Arrow Também estou pensando na possibilidade de adicionar um carregador de baterias ao carrinho, tornando o projeto ainda mais interessante.


Obrigado a todos pela atenção. Aguardo dúvidas e sugestões. O projeto será aberto e contará com Build Report completo, podendo ser feito por qualquer um com custo quase zero. (Usei Scorpions, Banebots e Spektrum porque já tinha em casa, porém podem ser usados componentes de baixo custo.)


EDIT: Adicionei o projeto do motor Stirling em anexo. O projeto foi baseado no seguinte site: http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/indexe.htm

Motor Stirling:





Prédio da Usina com 10 motores Stirling:





Maquete:





Maquete (lado da indústria):





Maquete (usina aberta):




Abraço,
Pedro


ANEXOS:
Maquete_3.jpg
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Maquete_2.jpg
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Maquete_1.jpg
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Prédio da Usina2.jpg
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Stirling1.jpg
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Última edição feita por pedse em Ter Set 29, 2009 6:15 pm; editado 5 vezes no total
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sigma

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MensagemEnviado: Qui Set 24, 2009 3:31 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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pedse Escreveu:
Question Gostaria de saber se alguém pode me indicar o que usar como dínamo. Poderia usar motores DC comuns ou existe alguma solução que aproveite melhor o potencial elétrico dos motores? Question Question Também gostaria de saber quanta corrente cada dínamo geraria aproximadamente, considerando os 140 RPM dos motores Stirling. Question Arrow A corrente gerada nos dínamos irá então para uma placa Scorpion XL, que controla dois motores e caixas de redução Banebots. O número de motores será ajustado para suprir a necessidade energética desses dois motores. Arrow Também estou pensando na possibilidade de adicionar um carregador de baterias ao carrinho, tornando o projeto ainda mais interessante.
Projeto ousado... e bastante complexo... essenão é um motor trivial de se fazer... mas é possível... Pra conversão da energia mecânica para elétrica vc pode usar um alternador. derrepende um de moto pode ser mais adequado, mas 140rpm é uma rotação baixa na minha opinião... vc pode precisar fazer uma redução de 1:4 ou mais pro alternador rodar mais rápido. Usando um alternador vc pode aproveitar e usar o retificador do veículo p conseguir a tensão de saída estabilizada.om ela vc pode3 carregar bateria d chumbo facilmente, que é a mais simples de se carregar... pra locomoçã eu utilizaria uns motores com maior torque, eficiencia e versatilidade... motores de patinete elétrico de 24V/100W que usei no Colossus V1.0 e 2.0 são bem interessantes... 1 deles é capaz de me arrastar em 24V com apenas 6:1 de redução numa roda de 4". então vc pode utilizar uma roda menor, ou redução maior pro seu projeto, pois assim vc conseguirá um melhor rendimento e menos consumo de energia... Derrepente vc podia utilizar até motores de vidro elétrico, pois são bem mais bratos e ja vem com redução... fora que o consumo é baixissimo... e se o custo é importante, eles seriam quase ideais... Abraços.

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pedse

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MensagemEnviado: Qui Set 24, 2009 8:46 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Antes de mais nada ja aviso que estou escrevendo do celular, quando eu tiver acesso ao computador responderei de forma mais adequada.

Sigma,

Origado pelas dicas, realmente não será simples, mas pelo que pesquisei é possível fazer. Vou pesquisar sobre esses alternadores* de moto que você falou, minha dúvida é se um desses motores com redução de 1:4 geraria energia suficiente  e caso  não, gostaria de saber de quantos precisarei. Para este projeto a ideia era gastar o minimo possível então acho que vou usar motores de vidro mesmo.


Obrigado de novo, e amanhã passo mais informações pelo computador.


Abraço,
Pedro

EDIT: *Texto corrigido, originalmente estava como "atuadores". Agradeço ao Sigma por apontar o erro.


Última edição feita por pedse em Sex Set 25, 2009 2:38 pm; editado 1 vez no total
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sigma

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MensagemEnviado: Qui Set 24, 2009 10:43 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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pedse Escreveu:
r. Vou pesquisar sobre esses atuadores de moto que você falou, minha dúvida é se um desses motores com redução de 1:4 geraria energia suficiente e caso não, gostaria de saber de quantos precisarei. Para este projeto a ideia era gastar o minimo possível então acho que vou usar motores de vidro mesmo.
Pedro, Vamos lá, Primeiro vamos falar de conceitos... sei que vc ainda está muito novo nessas coisas, mas ja podemos conversar nos termos corretos. Existe uma coisa chamada Transdutor, ele transforma uma coisa em outra, digamos um tipo de "energia" em outra. por exemplo, um motor transforma energia elétrica em energia mecânica, um LDR (fotoresistor) varia a resistência em uma proporção à luz incidente, etc. Isso é importante saber pois o Alternador é um Transdutor. porém, ele é utilizado para transformar a energia mecãnica em energia elétrica. Deviso a isso, como ele não "produz" movimento, ele não se classifica como Atuador. pois um "Atuador é um elemento que produz movimento, atendendo a comandos que podem ser manuais ou automáticos." (fonte Wikipedia). Acho que vc pode chamar ele de Gerador Síncrono, ficaria um termo mais correto e elegante. Wink Talvez, para motores de vidro elétrico ele seja suficiente, mas não tenho certeza... depende de muitos fatores... se tivesse um em mãos eu testaria... força pra mover o carrinho esses motores devem ter, tem torque bem alto... lembre-se que vc não está fazendo um robô de combate, e sim um carrinho... ele não precisa ser absurdamente rápido, robusto, resistente a impáctos, nem empurrar o oponente... então, fazendo uso de perfil de alumínio, e outras coisinhas vc pode fazer um carrinho bem legal... Eu to ajudando um amigo meu a fazer um barco elétrico pra feira de ciências da escola dele, e agente vai fazer ele com componentes de baixo custo (tirando o rádio, receptor e baterias de LiFe... rsrs) mas é coisa bem simples, nada tão complexo quando esse seu projeto... hehe vá postando o andamento dele, esse parece ser bem interessante... Wink abraços.

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 2:31 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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sigma Escreveu:
pedse Escreveu:
r. Vou pesquisar sobre esses atuadores de moto que você falou, minha dúvida é se um desses motores com redução de 1:4 geraria energia suficiente e caso não, gostaria de saber de quantos precisarei. Para este projeto a ideia era gastar o minimo possível então acho que vou usar motores de vidro mesmo.
Pedro, Vamos lá, Primeiro vamos falar de conceitos... sei que vc ainda está muito novo nessas coisas, mas ja podemos conversar nos termos corretos. Existe uma coisa chamada Transdutor, ele transforma uma coisa em outra, digamos um tipo de "energia" em outra. por exemplo, um motor transforma energia elétrica em energia mecânica, um LDR (fotoresistor) varia a resistência em uma proporção à luz incidente, etc. Isso é importante saber pois o Alternador é um Transdutor. porém, ele é utilizado para transformar a energia mecãnica em energia elétrica. Deviso a isso, como ele não "produz" movimento, ele não se classifica como Atuador. pois um "Atuador é um elemento que produz movimento, atendendo a comandos que podem ser manuais ou automáticos." (fonte Wikipedia).
Obrigado, pode usar os conceitos corretos mesmo porque se eu não entender alguma coisa eu pesquiso. Quando eu disse "atuador", eu na verdade me referia a "alternador", eu estava escrevendo no celular e não aparecia o botão de "prévia" então nem conferi. Vou corrigir na mensagem original.
sigma Escreveu:
Acho que vc pode chamar ele de Gerador Síncrono, ficaria um termo mais correto e elegante. Wink
Realmente é mais elegante mesmo. Very Happy No caso de um alternador ou Gerador Síncrono eu ainda precisaria de um retificador se não me engano, está correto?
sigma Escreveu:
Talvez, para motores de vidro elétrico ele seja suficiente, mas não tenho certeza... depende de muitos fatores... se tivesse um em mãos eu testaria...
Vou fazer um protótipo na segunda-feira, e vou usar um motor DC pequeno como dínamo, e vou ver se gera corrente suficiente para mover um motor do mesmo tipo. Depois posto os resultados.
sigma Escreveu:
força pra mover o carrinho esses motores devem ter, tem torque bem alto... lembre-se que vc não está fazendo um robô de combate, e sim um carrinho... ele não precisa ser absurdamente rápido, robusto, resistente a impáctos, nem empurrar o oponente... então, fazendo uso de perfil de alumínio, e outras coisinhas vc pode fazer um carrinho bem legal...
O objetivo do projeto é exatamente esse, se mover. Laughing Pode parecer pouca coisa mas vai ter uma espécie de "mini gerador" dentro dele, se ele conseguir se mover sem pegar fogo eu já vou ficar feliz. Very Happy Na verdade esse seria só o projeto principal, o trabalho vai muito além. Será produzido o Biodiesel usado para gerar a energia térmica que movimentará os motores stirling, e o projeto ainda será apresentado em uma espécie de feira de ciêcias na escola. Estou vendo se consigo colocar monitores demonstrando o funcionamento do projeto para facilitar a explicação, e a ideia para ligar os monitores era ter vários motores Stirling formando uma espécie de "mini usina elétrica", vamos ver se da certo... Wink Para conseguir fazer o carrinho se locomover vou fazê-lo o mais leve possível, o que me leva ao uso de um material pouco usual para esse tipo de aplicação, a madeira balsa. Quando eu falei na escola que ia fazer um motor, incluindo os pistões, com madeira, falaram que eu era louco e que ia pegar fogo. Mas estou muito confiante de que dará certo. Twisted Evil
sigma Escreveu:
Eu to ajudando um amigo meu a fazer um barco elétrico pra feira de ciências da escola dele, e agente vai fazer ele com componentes de baixo custo (tirando o rádio, receptor e baterias de LiFe... rsrs)
Que legal, ah, e o meu também será com componentes de baixo custo (tirando o rádio, receptor e Scorpion XL... Laughing )
sigma Escreveu:
vá postando o andamento dele, esse parece ser bem interessante... Wink
Pode deixar que segunda ou terça eu já posto fotos do protótipo (Ou das cinzas, caso pegue fogo... Laughing ) Obrigado de novo. Abraço, Pedro
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pedse

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 2:49 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Olá,

Gostaria de saber se alguém sabe onde eu encontro dínamos para vender.

Obrigado pela atenção.

Abraço,
Pedro
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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 4:39 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Não sei a finalidade, nem se é o suficiente para ela, mas tem mas tem aqueles de bicicleta, que são usados para acender o(s) farol(óis).

Ta entorno de R$40, em qualque loja especializada em bicicletas. Wink

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 6:12 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Muito legal e complexo seu projeto, bem interessante, na minha escola não se fazem feiras de ciências o que é uma pena.
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manelson

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 7:05 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Desconheço o fim,  um pequeno alternador talvez resolva o problema.
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pedse

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 7:22 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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meneziin Escreveu:
Não sei a finalidade, nem se é o suficiente para ela, mas tem mas tem aqueles de bicicleta, que são usados para acender o(s) farol(óis). Ta entorno de R$40, em qualque loja especializada em bicicletas. Wink
Acho que não é bem isso que estou procurando... Geralmente esses dínamos de bicicleta já vem com a lampada e eu não vou usa-lo para isso. Sem falar que 40 reais está caro, sendo que vou comprar cerca de oito...
manelson Escreveu:
Desconheço o fim, um pequeno alternador talvez resolva o problema.
O problema de alternadores é que geram corrente alternada, e não corrente contínua, o que tornaria necessário o uso de um retificador. Outro problema é que não encontro nenhum pequeno, o menor que eu encontrei custava 170 reais, o que é muito caro, sendo que vou comprar cerca de oito... Obrigado de qualquer forma. Abraço, Pedro
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sigma

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 8:46 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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pedro, com 8 dínamos/alternadores + retificadores não da pra ficar muito baratinho não... não entendi bem ainda seu projeto nem a necessidade de tanta coisa... se vc tiver problemas, pode utilizar um motor como gerador, mas acho interessante ver outras alternativas primeiro...

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 9:20 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Vc vai colocar um KERS no seu robo?!!?!? Shocked  Shocked 

Pra quem não sabe o que um KERS:
http://carros.hsw.uol.com.br/kers.htm

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 9:57 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Faze faz, mas tem tema, e isso restringe-nos muito!!! (eles nunca colocam um que nos agrada)Sad 


Muito legal o seu projeto Pedro! + uma vez parabéns:  Exclamation

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MensagemEnviado: Sex Set 25, 2009 10:10 pm
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Pedro, o titulo "um carrinho sem bateria" à principio parece algo realmente inovador e tal...mas pelo que entendi vc esta construindo um carro a combustão, no máximo hibrido.

E ai esta a grande questão, o ciclo stirling é pouco eficiente e pouco potente, ou seja necessita de muita energia para entregar um pouco, e isso em uma taxa bem baixa.

A principal utilização deste ciclo de motor é em geradores silenciosos, pois como não funciona a explosão e tem poucos componente mecanicos trabalhando em um giro baixo,gera pouco ruido, mas nestas aplicações o gerador trabalha em conjunto com acumuladores, pois, ele não consegue gerar corrente para utilização direta.

E, caso vc precise de um acumulador, provavelmente , irá usar baterias, o que é um paradoxo para um carro sem baterias.

Um teste bacana e simples para entender a carga mecanica que um gerador tem, basta unir os dois polos do motor e tentar girar o rotor manualmente. A corrente gerada realimentar o motor e o forçara a girar no outro sentido.

Acho que incialmente devemos nos preocupar com a potencia mecanica necessaria para alimentar o gerador e sua eficiencia, dai partiremos para os motores a serem aplicados.
 
Um bom exemplo para o problema é, se vc utilizar o mesmo tipo de motor para gerar e mover o robo, o motor gerador tera que girar em uma velocidade maior que o motor locomotivo. Sempre haverá uma perda, então seria mais eficiente colocar o motor stirling direto na locomoção. Para resolver este problema é necessario a utilizaçao de um acumulador, que permitirá um fluxo maior de energia, ou seja, mais potencia e acumulador =  bateria.

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pedse

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MensagemEnviado: Sab Set 26, 2009 12:58 am
   Assunto: Stirling: carrinho elétrico sem bateria ou usina
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Mimos,

Entendo que o ciclo Stirling não seja de grande eficiência. Acontece que para o trabalho é necessário o uso desse tipo de motor, sendo que combustão interna seria muito complexo. A ideia é realmente não usar bateria, para isso os motores Stirling terão que produzir toda a energia necessária para o funcionamento dos motores elétricos. Como você disse um mesmo motor sendo usado como gerador e para a locomoção, o motor gerador teria que ter maior velocidade que o locomotivo. Como isso não seria fácil de se conseguir, a solução que encontrei foi de ter mais motores geradores, do que motores locomotivos. Vou fazer testes com 2 motores locomotivos e 6 motores Stirling para ver se obtenho bons resultados. Caso a corrente seja superior a necessária, ainda pensei na hipótese de carregar uma bateria simultaneamente, porém esta bateria seria apenas carregada, não sendo usada na locomoção. Ou seja, seu funcionamento ainda assim, seria sem a bateria, o carrinho não seria dependente da mesma. 

O problema de colocar o Stirling direto na locomoção, é o torque muito baixo. Muito provavelmente não seria nem suficiente para se mover. Sem falar que seria mais difícil realizar o controle remotamente.

Vou realizar os testes na semana que vem, sem uso de acumulador algum, como dito no título do tópico. Caso você esteja certo, e não funcione, pensarei em outro uso para os motores Stirling, que não um carrinho. Talvez um simples gerador, mas estou pensando em alguma ideia mais interessante... Por enquanto é um carrinho sem acumulador mesmo, semana que vem posto os resultados.

manelson e meneziin,

Obrigado.


Obrigado a todos pela atenção.

Abraço,
Pedro
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