Gerador de Energia Eólica Simples com Motor de Passo

Atenção: Os leds não vão acender ao ponto de iluminar uma sala, ou coisa parecida. Este projeto é para fins de aprendizado e experiências.
Este projeto leva, literalmente, o mínimo de componentes eletrônicos. Tudo o que é necessário é uma hélice (melhor do que a minha, de preferência), um motor de passo e alguns leds.
Um motor de passo pode ter 4, 6, 8 fios. Basicamente, o que você vai fazer é encontrar os pares destes fios com a ajuda de um led. Neste caso, não se preocupe com a polaridade. Depois que você conectar os fios na base do led, você tem que girar o motor, para ver se o led acende. Se acender, parabéns, você encontrou um par de fios. Se não acender, continue tentando até encontrar o par.
Uma vez que você encontrou os pares, o que você tem que fazer é colocar tudo em uma estrutura permanente. Neste caso, o número de leds vai se limitar ao número de fios do motor de passo. Os leds não vão acender ao ponto de iluminar uma sala, ou coisa parecida. 
Ao final você deve acrescentar uma hélice para que o motor gire sozinho. Você pode experimentar outras formas do motor girar (queda d'água, correia, motor, etc). Neste link você pode conferir outro projeto que fiz com motor de passo, mas o circuito é um pouco mais elaborado: https://youtu.be/UVaz2v3zQiI

Gerador de energia elétrica com pedal de máquina de costura

Minha mãe me disse que minha irmã ia jogar fora uma caixa de máquina de costura que já estava podre. Como vi que o pedal e a roda ainda estavam lá dentro, não tive como deixar aquilo de lado e isto foi o que inventei neste final de semana.

My mother told me that my sister was going to throw out a sewing machine box that was already rotten. As I saw that the pedal and the wheel were still inside, I coundn't leave it aside and this was what made up this weekend.

O circuito e o conceito são idênticos ao gerador de energia eólica: usar um motor de passo e um circuito de retificação de onda senoidal para transformar AC em DC (para saber quais circuitos aos quais estou me referindo, verifique os links abaixo). Como o motor já tinha pego de uma impressora matricial antiga, usei a correia e ela encaixou bem na roda da máquina.

The circuit and the concept are identical to the wind generator: use a stepper motor and a sinusoidal wave rectification circuit to convert AC to DC (to know which circuits which I am referring to, please check the links below). As the engine was caught from an old dot matrix printer, I used the belt and it fit well on the wheel.

• Dois projetos de gerador de energia eólica simples pra você fazer em casa!
• Iluminaria de led com ponte retificadora e gerador
• Faça um gerador de energia eólica com motor de passo

Na verdade este projeto ainda não está pronto, pois falta ainda colocar dois relógios de medição: um voltímetro e um amperímetro. Como a tensão que sai é baixa (entre 9 e 17V) falta ainda criar um multiplicador de tensão e ver se consigo acender uma lampada normal de 110V.

To tell you the truth this project is not finished yet, as I still want to add a voltmeter and an ammeter. As the tension that comes out is low (9 to 17V VDC) I wish to create a voltage multiplier and see if I can light a normal 110V bulb.

Logo abaixo, um vídeo de como está funcionando por enquanto:

Please see below a video about how it is working so far:

Dois projetos de gerador de energia eólica simples pra você fazer em casa!

Eu já havia comentado antes sobre um desses projetos, mas agora que minha irmã me "encomendou" um resolvi montar mais este vídeo e mostrar como ficou. Ambos são identicos, com a diferença de que o circuito do primeiro projeto usei muito capacitor "reciclado" de outras placas. No segundo projeto, ao invés de usar tantos capacitores, utilizei apenas um. Os diodos são todos 4148.

Luminária de led com ponte retificadora e gerador

Este projeto consiste em utilizar um motor de passo como gerador de energia elétrica de corrente alternada e depois transformar esta corrente alternada em corrente contínua para acender uma iluminaria de led.

Tal iluminaria de led, como pode ser visto pela imagem acima, não passa de uma iluminaria de emergência comum. Porém, eu removi do interior dessa iluminaria todos os circuitos originais de fábrica que haviam dentro, inclusive a bateria, sendo que a única coisa interessante a ser guardada é a placa de leds e o próprio suporte de plástico. A iluminaria mostrada aqui já havia sido utilizada em um outro projeto, também muito legal, se quiser ver clique aqui: Como Reciclar sua Iluminária de Emergência.

A placa de led da iluminaria vai ser alimentada por uma corrente retificada vindo do motor de passo. As pontes retificadoras da placa vão fazer a retificação de onda completa, a fim de se obter corrente contínua pulsante. Os capacitares servem para "suavizar" a onda pulsante, já que eles armazenam energia e depois esta energia seja liberada quando a onda senoidal estiver baixa.

A iluminária não é a unica coisa que foi reciclada aqui... os capacitores também foram aproveitados de outros aparelhos, e tive que usar bastante capacitadores para obter um total de 3260 µF. O ideal seria utilizar um único capacitor de 4700µF, mas eu não tinha. Então, liguei eles em paralelo e desta forma consegui somar as capacitâncias.

Precisa mesmo de uma ponte retificadora de onda completa? A placa de led não poderia ser alimentada diretamente pelo motor de passo?

Sim, mas neste caso, os leds só acenderiam quando a onda senoidal estivesse em tensão positiva. Durante o período de uma frequência, a tensão negativa não é "utilizada" pelo circuito do led, portanto, a iluminaria ficaria apagada. Digamos, portanto, que em baixa rotação do motor de passo a iluminaria ficaria piscando. Este efeito não nos interessa, pois uma iluminária piscante praticamente não tem utilidade alguma. 

Além disso, pelo fato do motor de passo possuir seis fios, sendo dois que vem da bobina e um terceiro que é terra (no meu caso, o motor tem duas bobinas), para ligar o motor diretamente na placa de led você só poderia usar dois fios do motor, de um total de seis. Mas ao fazer isto você estaria desperdiçando energia mecânica que faz o motor girar, já que o motor tem tem condições de produzir mais eletricidade quando se utiliza as duas bobinas ao invés de uma só

Portanto, a ponte retificadora de onda completa vem a aproveitar ao máximo a energia mecânica feita para o motor girar, já que converte a onda senoidal negativa em positiva e temos como resultado uma retificação de onda completa, obtendo-se assim corrente continua pulsante. Na imagem abaixo você visualiza como pode ser montado o circuito:

Uma aplicação que acho interessante para este projeto é acoplar a este motor uma ventoinha de ventilador e instalar a iluminária no lado de fora da casa. Neste caso, a força do vento vai passar pela ventoinha, que vai girar o motor de passo, que vai produzir eletricidade de corrente alternada, que vai ser convertida em corrente contínua pulsante e, finalmente, vai acender a placa de led.

Esse motor produz eletricidade mesmo em baixa rotação. Repare que eu não soldei - nem o motor e nem a iluminaria - na placa da ponte retificadora, pois assim posso trocar a iluminaria por outra coisa, se eu quiser, como por exemplo um carregador de celular para funcionar com o vento da praia. Mas isto é ideia para outro dia :)

Faça um gerador de energia eólica com motor de passo

Não é necessário muito vento para produzir energia elétrica. A quantidade de energia aqui é para acender alguns leds (portanto, não vai achando que vai iluminar a casa inteira, o bairro onde mora ou coisa do tipo com o projeto que está apresentado aqui).

Peças:

Para este projeto você vai precisar de:

1 motor de passo – o meu eu retirei de uma impressora Epson. Toda impressora, scanner ou fax tem um motor de passo dentro.

1 hélice – a minha hélice foi feita de 4 latas de alumínio (pás/aletas) coladas com silver tape numa outra lata (rotor).

4 leds e um pequeno pedaço de placa de fenolite universal (esta placa você não precisa, mas se tiver ajuda na hora de instalar)

1 suporte – peguei uma caixa de um antigo roteador. Ainda usei dois espaçadores para deixar o motor de passo instalado por cima da caixa.

1 pedaço de 2 cm de tubo de combustível

1 suporte de pedra de esmerilhar ou lixa de aço para furadeira

No meu caso, a maioria dos “ingredientes” acima foi retirada de antigos aparelhos, inclusive os leds, eu não comprei um único componente, exceto o suporte de furadeira. Procure fazer este gerador só com componentes recuperados de outras coisas, assim você ajuda na reciclagem e a preservar a natureza.

Montagem

Com o motor de passo em mãos você precisa descobrir quais são os pares de fios em que surge uma diferença de potencial (energia) quando você gira o eixo do motor de passo. Para isso, pegue um led e vai conectando ele nos fios e testando. Se você retirou o seu motor de passo de um aparelho qualquer sem remover o conector de plástico que está instalado na ponta dos fios então fica mais fácil descobrir quais são estes pares.

Uma vez descoberto estes fios, o passo seguinte é fazer a conexões com os fios. Para acender os 4 leds, cada par de fio possui dois leds associados em paralelo, conforme a imagem a seguir:

Esquema de ligação do circuito dos leds com o motor de passo

Repare que o 5º e o 6º não estão ligados em nada. O motivo é que quando girei o motor não surgiu nenhuma energia nestes dois fios (o led ficou apagado).

Esta montagem pode ser feita conectando-se os fios, mas eu preferi soldar tudo numa placa de fenolite universal, pois desta forma eu não precisei cortar o conector original que veio na ponta dos fios do motor de passo, de forma que posso reutilizá-lo para fazer outras coisas, se preferir, ou ainda melhorar este projeto.

Deste ponto, o passo seguinte foi montar uma base de apoio para o motor. Para esta base, usei uma caixa de um antigo roteador que eu tinha. Esta caixa também serve como abrigo para a placa de fenolite e ajuda a esconder os fios. Os dois espaçadores permitem que o motor seja instalado do lado de fora. Fiz também 4 furos na caixa para colocar os leds e eles ficaram presos com cola quente.

O motor de passo vem instalado com uma engrenagem. Se você for comprar na loja, ele vai ser vendido sem a engrenagem. Esta engrenagem é meio difícil de remover, sendo necessário o uso de uma micro retifica. Mas ao invés de removê-la, percebi que o diâmetro dela era quase igual ao diâmetro do suporte da furadeira que vem por cima. Então, para juntar os dois, resolvi fazer isso com um pequeno pedaço de mangueira de combustível. Esta mangueira você encontra em qualquer loja de autopeças, mas, se não quiser comprar isto também, vá até uma oficina e peça por um pedaço de mangueira que já tenha sido usada que está de bom tamanho.

Feito isto, o passo seguinte é fazer a hélice. Procure uma lata grande, pois esta lata precisa segurar as pás da hélice e também abrigar o motor de passo que ficará no interior da lata. A lata vai ser instalada de ponta cabeça. Portanto, precisa ser feito um furo do fundo da lata, bem ao centro. Deixe para instalar esta lata no motor de passo depois que as pás da hélice estiverem prontas.

As pás da hélice são feitas de alumínio e são 4 no total. Penso que se você fizer 8 pás vai obter uma eficiência maior. Prender estas pás na lata maior é um desafio. Eu fiz isto com fita Silver Tape, pois ela adere muito bem. As pás precisam estar curvadas, de modo que, quando o vento passar pelo gerador, são elas que vão fazer o motor de passo girar, independente da direção em que o vento está vindo.

Feito isto tudo, basta instalar a hélice pronta no suporte de furadeira e pronto! Seu gerador eólico está pronto!

Se você for fazer este projeto e precisar de alguma dica (ou até mesmo me mandar uma dica também), não deixe de fazer seus comentários abaixo!