Uma lanterna de manivela funciona basicamente acionando manualmente um motor de ímã permanente, que gera eletricidade para iluminar os LEDs conectados.
Motor se torna um gerador
Normalmente, um motor de ímã permanente é usado para executar um movimento de rotação aplicando um potencial CC em seus terminais de alimentação especificados.
No entanto também sabemos que o mesmo motor pode ser facilmente convertido em gerador de eletricidade invertendo as operações, ou seja, quando seu eixo é aplicado com um torque rotacional através de uma força mecânica externa, faz com que a eletricidade seja gerada através de seus terminais de alimentação.
O fenômeno acima é explorado em lanternas de manivela, onde a força mecânica externa é alcançada através de acionamento manual de um motor por meio de engrenagens adequadamente aprimoradas para tornar as operações mais eficientes.
Portanto, trata-se de forçar um motor do tipo ímã permanente a girar através da força manual e testemunhar a eletricidade saindo de suas extremidades de fio, é tão simples quanto isso.
Dito isto, a eletricidade de um motor de manivela pode ser muito instável e, portanto, não pode ser usada para iluminar LEDs sem passar por um processamento adequado.
Portanto, um circuito eletrônico torna-se crucial para garantir que a eletricidade do motor seja aplicada de forma correta e segura aos LEDs.
A partir do estudo aprofundado a seguir tentaremos entender como funcionam as lanternas de manivela e a respeito de todos os parâmetros necessários envolvidos dentro desses dispositivos para uma execução segura das operações.
Partes principais de uma lanterna de manivela
Uma lanterna de manivela basicamente requer as seguintes partes:
1) Um sistema envolvendo uma caixa de engrenagens e o mecanismo de manivela associado.
2) um retificador de ponte e capacitor de filtro.
3) LEDs para a iluminação da lanterna necessária
4) Resistores limitadores de corrente
5) uma bateria recarregável (opcional)
Quando você abre um dispositivo de lanterna de manivela padrão, fundamentalmente você poderá ver todos os materiais listados acima dentro da caixa, uma imagem de exemplo é compartilhada abaixo para sua referência:
Na imagem acima podemos ver claramente todos os itens discutidos acima, o funcionamento de todo o sistema pode ser aprendido a partir da seguinte explicação:
Como funciona uma lanterna de manivela
1) Quando o motor é acionado com força manual (com a mão), o motor começa a gerar eletricidade que flui através de seus fios e atinge o estágio da ponte retificadora.
2) O retificador em ponte garante que, independente do sentido de rotação do motor, a saída seja sempre mantida com polaridade constante e o resultado seja uma CC pura. No entanto, este DC está cheio de ondulações neste momento
3) O capacitor de filtro conectado com o retificador de ponte suaviza os filtros CC das ondulações e cria um nível CC limpo e estável.
4) Este nível CC é aproximadamente igual à tensão de operação especificada do motor e normalmente é geralmente em torno de 3 a 5V.
5) Para um motor de 3V, a saída CC pode ser considerada em torno de 4V a 5V após retificação e filtragem.
6) Estes 4 a 5V são aplicados diretamente em uma pilha recarregável de 3,7V, conforme indicado no diagrama. Esta célula é realmente opcional e permite que o sistema armazene energia nela cada vez que o mecanismo é acionado casualmente pelo usuário.
Essa energia armazenada na bateria fica disponível para uso posterior para iluminação do LED simplesmente pressionando o botão (mostrado em VERMELHO), além disso, essa energia armazenada da bateria também reforça a iluminação com acionamento extra pelo usuário, para obter uma aumento do brilho do LED.
7) Se a bateria não for necessária, o capacitor do filtro pode ser atualizado para um capacitor de alto valor na ordem de 4700uF/10V, que pode ser preferencialmente um super capacitor, e esse aprimoramento pode ser usado para substituir totalmente a bateria.
8) Também podemos ver alguns resistores próximos aos LEDs, estes são ligados em série cada LED, para garantir uma alimentação controlada por corrente aos LeDs, os LEDs são normalmente ligados em paralelo.
Diagrama de Circuito da Lanterna de Manivela
O esquema a seguir nos fornece a configuração detalhada de um circuito de lanterna de manivela padrão:
A partir da explicação acima, você pode ter uma ideia clara de como funciona uma lanterna de manivela usando as peças recomendadas e um motor na forma de gerador, se você tiver mais dúvidas, use a caixa de comentários para expressar seus valiosos pensamentos.
Em um dos próximos artigos, aprenderemos como usar uma lanterna de manivela como um circuito de banco de potência 24×7 sempre pronto para seus telefones inteligentes.
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