Existe algo como um solenóide de potência ultra baixa?
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Estou procurando um pequeno solenóide do tipo push que possa ser acionado com miliwatts. O êmbolo precisa apenas mover 2-3 mm. Será que tal coisa existe?
Quando você diz "acionado por miliwatts", você quer dizer que o pico de potência deve ser em miliwatts, a potência média enquanto está em operação deve ser em miliwatts ou a potência média em geral deve ser em miliwatts? Ou apenas um termo genérico para "Estou ficando sem bateria insignificante"?
TLW
Realmente significa apenas que ele deve funcionar com uma pequena bateria. Eu também deveria ter acrescentado que ele só deve ser ativado por alguns segundos de cada vez, com horas de descanso no meio.
augustzf
Respostas:
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Depende de quanta força você precisa. Em geral, você precisa de um pouco de corrente para executar até um solenóide realmente minúsculo (centenas de miliamperes), e você precisa manter essa corrente para manter o solenóide puxado ou empurrado (dependendo da configuração). A força é proporcional ao campo magnético, que é um produto do número de voltas e da corrente através da bobina - portanto, você geralmente está procurando uma quantidade razoável de energia para operar um solenóide. Você poderia simular isso facilmente no FEMM se estiver familiarizado com o uso desse software.
Existem outras opções para atuadores lineares realmente pequenos que os solenóides. Muitas câmeras usam realmente realmente pequenos motores de passo para ajustar o foco da lente. Veja este post para mais detalhes. Já vi esses tipos de steppers disponíveis com parafusos de chumbo no AliExpress. Eles precisarão de grandes quantidades de corrente para subir, no entanto, você só precisará fornecê-lo em rajadas curtas quando realmente pisar - portanto, você poderá carregar uma grande tampa de tântalo e despejá-la nos enrolamentos de passo a cada etapa e sua potência média o consumo ainda pode diminuir em miliwatts. Não seria rápido, mas se você estiver com pouca energia (como ficar sem bateria de célula tipo moeda ou algo assim), deve funcionar.
Por fim, existem atuadores de ímã eletropermanentes, que podem ser usados como solenoides biestáveis e motores de passo de potência muito baixa, muito pequenos. Um ímã eletropermanente explora o fato de que os ímãs permanentes de AlNiCo são muito fáceis de desmagnetizar, e os ímãs permanentes de NdFeB são muito difíceis de desmagnetizar. O ímã AlNiCo é colocado em um circuito magnético em série com o ímã NdFeB e detentores ferrosos. Inverter a direção do campo do ímã AlNiCo com uma bobina faz com que o campo do ímã NdFeB fique confinado ao circuito ou forçado a viajar no ar, criando um ímã permanente "selecionável".
Eles são muito legais quando usados como atuadores minúsculos, mas geralmente não estão disponíveis comercialmente, então você teria que construir o seu próprio. A tese de doutorado de Ara Knanian é o melhor recurso que encontrei para a teoria e construção desses dispositivos.
Ótima resposta, obrigado! Talvez eu precise usar minúsculos steppers. Força não é um problema real aqui, apenas movimento (linear).
augustzf
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@augustzf: parece bom! Atualizei minha resposta um pouco para expandir o que o ímã eletropermanente faz, mas acho que um stepper é provavelmente a melhor aposta para algo que você pode comprar da prateleira.
Peter
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Além disso, você pode fornecer uma ligação mecânica biestável, que manterá uma posição ou outra sem energia. É assim que os mictórios automáticos funcionam, que ganham até 10 anos de vida em 4 células AA.
WhatRoughBeast
Se alguém pode reduzir o atrito e a aderência no sistema, também pode reduzir a energia necessária. Na prática, isso é difícil.
Respostas:
Depende de quanta força você precisa. Em geral, você precisa de um pouco de corrente para executar até um solenóide realmente minúsculo (centenas de miliamperes), e você precisa manter essa corrente para manter o solenóide puxado ou empurrado (dependendo da configuração). A força é proporcional ao campo magnético, que é um produto do número de voltas e da corrente através da bobina - portanto, você geralmente está procurando uma quantidade razoável de energia para operar um solenóide. Você poderia simular isso facilmente no FEMM se estiver familiarizado com o uso desse software.
Existem outras opções para atuadores lineares realmente pequenos que os solenóides. Muitas câmeras usam realmente realmente pequenos motores de passo para ajustar o foco da lente. Veja este post para mais detalhes. Já vi esses tipos de steppers disponíveis com parafusos de chumbo no AliExpress. Eles precisarão de grandes quantidades de corrente para subir, no entanto, você só precisará fornecê-lo em rajadas curtas quando realmente pisar - portanto, você poderá carregar uma grande tampa de tântalo e despejá-la nos enrolamentos de passo a cada etapa e sua potência média o consumo ainda pode diminuir em miliwatts. Não seria rápido, mas se você estiver com pouca energia (como ficar sem bateria de célula tipo moeda ou algo assim), deve funcionar.
Por fim, existem atuadores de ímã eletropermanentes, que podem ser usados como solenoides biestáveis e motores de passo de potência muito baixa, muito pequenos. Um ímã eletropermanente explora o fato de que os ímãs permanentes de AlNiCo são muito fáceis de desmagnetizar, e os ímãs permanentes de NdFeB são muito difíceis de desmagnetizar. O ímã AlNiCo é colocado em um circuito magnético em série com o ímã NdFeB e detentores ferrosos. Inverter a direção do campo do ímã AlNiCo com uma bobina faz com que o campo do ímã NdFeB fique confinado ao circuito ou forçado a viajar no ar, criando um ímã permanente "selecionável".
Eles são muito legais quando usados como atuadores minúsculos, mas geralmente não estão disponíveis comercialmente, então você teria que construir o seu próprio. A tese de doutorado de Ara Knanian é o melhor recurso que encontrei para a teoria e construção desses dispositivos.
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