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Motor 12V 9A DC ligado em fonte chaveada não gira, apenas pulsa.


Ir à solução Resolvido por Sérgio Lembo,

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Bom dia, sou novo por aqui.

 

Vi o tópico do link abaixo e estou com um problema parecido.

 

Estou desenvolvendo uma centrífuga de laboratório. Estou utilizando o motor a seguir:

e a fonte a seguir. Ocorre que o motor só pulsa, não gira. Quando ligo ele numa bateria de carro ele funciona perfeitamente.

Existe algum esquema parecido com o do tópico que mostrei aqui que seja capaz de resolver esse problema?

Se não existe, qual seria a melhor forma de ligar esse motor para eu conseguir utilizá-lo controlando a sua rotação? Ele atinge 7800rpm, sendo que preciso que ele trabalhe também em 3500rpm por 5min.

 

Obrigado desde já.

 

WhatsApp Image 2021-06-24 at 11.48.24.jpeg

 

WhatsApp Image 2021-06-24 at 09.15.34.jpeg

Mais uma informação.

Tentei utilizar esse outro motor do link abaixo, porém aconteceu o mesmo problema, só pulsa, não parte.

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1178576229-motor-ventoinha-universal-12v-com-pino-adaptador-_JM

 

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Como você é novo por estas bandas, sem problema se não sabe que já tem alguns tópicos sobre o assunto por aqui. O resumo é simples: a corrente de partida é alta demais pra este tipo de fonte. A pouquíssimo (mesmo) tempo atrás dei uma alternativa minimalista prum garoto ligar em série uma lâmpada e em paralelo com esta um interruptor. Pra variar ele não retornou com algum resultado do experimento ou alternativas de sucesso. A teoria é que o motor deve começar a girar devagar pois parte da potência fica na lâmpada. E em seguida aciona o interruptor pra aplicar potência toda. Outra alternativa seria usar outro tipo de fonte (linear) ou uma que você controla a tensão causando partida suave.

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uma opção é aumentar a disponibilidade de saida da fonte através de um capacitor antes da comutação, mas pode ser que dê na mesma.

a ideia de usar a lampadinha pra limitar a corrente de partida é uma boa, ainda mais na situação do motor ser de alta RPM e estar acionando uma centrifuga que terá alguma inercia na partida...

um temporizador para manter o bypass da lampada aberto por uns 5 segundos após a partida antes de comutar o motor diretamente parece uma ideia interessante.

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19 minutos atrás, Eder Neumann disse:

aumentar a disponibilidade de saida da fonte através de um capacitor antes da comutação

Já conjecturei sobre isso certa feita e não é nada viável. Tem que ser um superultramegahipercapacitor megaultrahipersupercaro 😁. Pra quem tem o dom matemático pode até tentar calcular uma corrente (semi chute) de uns 80A por 1 segundo, qual o valor de C pra que neste tempo a V caia de 12 a 3V? Além do + depois disso a fonte vai ter que além de tocar o motor, recarregar o capacitor.

 

Ah vi agora que aquilo é um motor de arranque 12V.. . piorou. E penso que ele não é indicado pro seu projeto ok? Se achar que deve fale + sobre esta tal centrífuga. Precisa mesmo ser de alta potência? A 12V?

35 minutos atrás, Ricardov disse:

um motor de indução? Um motor de 2 polos/60 Hz funciona a 3.600 rpm a vazio, um pouco menos com carga.

 

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@.if @Ricardov @Eder Neumann e demais que responderam no tópico. Desde já agradeço a prontidão de vocês.

 

o projeto é uma centrífuca de microhematócrito, usada em análises laboratoriais. Diversos fabricantes utilizam motor de indução. A minha ideia era desenvolver uma mini centrifuga, que pudesse ser portátil (fácil de ser transportada, visto que a maioria dessas centrífugas tem carcaça de ferro fundido, ou motores de indução bem pesados).

A ideia do "portátil" era que possuísse duas opções de energia: tomada em 110/220v (na fonte) ou ligada em 12v em um veículo, para ser usada em fazendas, a campo. Esse é um projeto de TCC (pelo menos a tentativa, se não for viável por exigir um motor muito pesado vou acabar trocando de tema)

 

Sobre precisar trabalhar em 3500rpm: o prato da centrifuga onde as amostras ficam posicionadas precisa girar enter 10k a 13k rpm por 5 minutos. Para não precisar de um motor com tamanha velocidade ia utilizar esse motor de arranque (que o fabricante garante que funciona direto por 8h seguidas em testes). Utilizaria um sistema de polias como abaixo e correia. Para dessa forma poder ter um prato girando a 12k rpm enquanto o motor trabalha tranquilo em 3,5k rpm. O prato é leve, no máximo 150g. O motor ficaria na polia maior, o eixo do prato na polia menor.

 

O motor pode partir com menor rpm, mas ele precisa fazer com que esse prato atinja 10k rpm pelo menos por 5min.

 

Perguntas que talvez vocês possam me ajudar:
existe outro tipo de motor que possa substituir esse? Se sim, esse motor sugerido poderia trabalhar em 10k rpm ou proximo por 5min, dispensando assim o jogo de polias e correia? O motor da foto abaixo também foi comprado, ele pode substituir o de arranque?

WhatsApp Image 2021-06-09 at 12.01.28.jpeg

WhatsApp Image 2021-06-07 at 20.26.32.jpeg

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ventoinha.PNG

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Entrei nesse forum a algum tempo atrás justamente com o mesmo problema (será que sou eu o garoto que a @.ifcitou?). No meu caso, por enquanto o que creio que solucionou foi a troca da alimentação para um transformador.

você tem informação da consumo do motor (ele tem algo tipo W ou VA escrito nele)?
Outra dúvida, após algumas pulsadas, o motor gira normalmente?
Como você está ligando ele? Relé, mosfet?

Conforme as respostas, dá pra usar um PWM até o motor embalar

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@Thiago Miotto

O motor precisa trabalhar de forma contínua em 3500rpm ( fazendo o prato no jogo de polias atingir 10mil rpm) por 5min, não tem problema se ele vai levar alguns segundos para atingir a velocidade desejada, o importante é que ele mantenha a velocidade por 5min.

Ainda não testei ele ligado em nada além da fonte chaveada como foto acima no tópico.

Se conseguir fazer o motor funcionar, ou ser outro modelo de motor que não um desses dois que ja possuo (vide fotos no tópico) pretendo ligá-lo em um arduino ou mesmo um temporizador analógico que desligue o circuito ao final do tempo desejado de 5min.

 

 

@Ricardov

O prato pesa aproximadamente 450g, agora que eu calculei eu vi o peso correto. Não consegui pesar ainda pois sera feita em polipropileno, fabricada em um torno cnc. o Peso das amostras é irrelevante, talvez 1g a cada tubo de amostra, sendo que a ideia é fazer o prato que comporte 8 tubos.

tem alguma sugestão de bons sites de automação? Os que encontrei na sua grande maioria eram só de projetos de carros de controle remoto profissional ou similares.

Pessoal. Encontrei o video do link a seguir e acredito que o video tem minha solução. Apenas gostaria da opinião de vocês sobre esse circuito e se ele realmente é durável e se a fonte chaveada que comprei pode ser usada para alimentar esse circuito pwm utilizado no video. Se sim, pretendo montar esse circuito do video, justamente porque o motor utilizado é exatamente o motor que eu possuo.

 

 

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1 hora atrás, Thiago Miotto disse:

Outra dúvida, após algumas pulsadas, o motor gira normalmente?

 

@Lucas S Macedo , essa parte que perguntei e você não respondeu é bem importante.

Esse tipo de motor tem um consumo alto na partida, depois de girar o consumo cai. Se o motor depois de algumas pulsadas ficar girando normalmente, quer dizer que a fonte só não aguenta a partida.
Caso for esse o caso, um pwm resolve seu problema.
Eu já faria num arduino, já implementando o tempo de inicio e fim automático c/ timer. Aperta um botão o negócio vai girar por 15 min (ou outro tempo setado) e parar sozinho.

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Como regra, um motor pode consumir o triplo da corrente durante a partida. Fontes chaveadas sentem muito esse pico e desarmam..... a melhor solução : compre uma fonte de 30A que deve aguentar a partida.

 

Paulo

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@Thiago Miotto  eu não cheguei a verificar se com um impulso manual ou aguardando um tempo o motor parte e começa a trabalhar, porque na verdade meu pai que está fazendo os testes, só vou ter acesso ao motor no sábado 26/06/21 quando ele trouxer pra mim.

 

A ideia que você descreveu do Arduino é justamente o que eu queria fazer kkkkkk Leu minha mente. Coloco as amostras, fecho a tampa, dou play e pronto. 5min depois tá a centrifugação pronta. kkk teria que acrescentar um display e um sensor de travamento da tampa também, mas acho que isso é outra coisa mais fácil de fazer no Arduino.

 

@aphawk a fonte tem 15A. Não sei se uma fonte de 30A teria o impecílio do tamanho, é bem maior que a fonte de 15A. Teria uma sugestão de outra alimentação para esse motor ou outro motor que atingisse uma corrente menor mas que chegue em uns 4mil rpm?

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Permita-me...

Aquele motor (de partida) definitivamente não é indicado pra este projeto. Ele tem muito torque e talvez nem tanta rpm. Já o de ventoinha ... talvez. Mas por intuição penso que pelo peso do sistema, o torque e velocidade de um motor de liquidificador ou similar pode dar conta do recado... apesar que não tenho info sobre tais.

 

Sobre a temporização, o arduíno é apenas uma de muitas opções. A única vantagem dele é alguma personalização o que pode causar impacto positivo no seu tcc. P.ex. controle e monitoração de velocidade e afins.

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@Lucas S Macedo ,

 

A fonte de 30A é do mesmo tamanho que a de 15A.... 

 

Custa um pouco mais caro, eu tenho uma aqui para uso em um motor DC de 6A, que move as minhas antenas.

 

Eu usava uma fonte analógica antiga de 10A, um trambolho.... aí comprei uma de 15A chaveada muito parecida com a sua e aconteceu a mesma coisa comigo... o motor não partia mais.

 

Comprei uma de 30A e resolveu o problema.

 

Paulo

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Outra solução seria um transformador + ponte retificadora

Como prato é leve, creio que pode colocar motores de 15 mil rpm direto:
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1281281826-motor-eletrico-12v-1315k-rpm-furadeira-serra-_JM#position=42&search_layout=stack&type=item&tracking_id=7a04589e-4584-40d8-972b-6e01a17845e2

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-950102204-micro-motor-dc-12v-18200-rpm-_JM#position=41&search_layout=stack&type=item&tracking_id=7a04589e-4584-40d8-972b-6e01a17845e2

Mas  vai precisa de um PWM do mesma forma c/ essa fonte de 15A.
O trafo tu pode já usar de lastro no fundo do teu projeto. Pois o acionamento do motor vai fazer tudo sair girando junto se não tiver algo meio pesado embaixo (até por isso que as máquinas profissionais como você citou  tem carcaças de ferro).

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será que um motor brushless desses de carrinho de controle remoto (ou drone, aeromodelo, etc) não seria mais interresante? eles possuem um torque considerável também, e a velocidade pode ser modulada como precisar (se for usar o arduino é melhor ainda), devido a caracteristica construtiva delesvocê pode acelerar vagarosamente até atingir a velocidade final diminuindo consideravelmente a corrente de partida dele...

 

sobre o uso do arduino para temporizar o funcionamento tenho algumas recomendações:

* Timer monoestável usando um 555 (mais barato que um arduino)

* Relé temporizador (mesmo preço eu acho...)

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@.if Tentarei utilizar o de ventoinha pois o eixo do motor é da espessura adequada para as polias da correia.

O motor de liquidificador não seria adequado por conta do alto ruído e também necessitar manutenção periódica das escovas do motor.

@Thiago Miotto a ideia é excelente, vou verificar a possibilidade de usar direto no eixo do prato, dispensando assim as polias e correia. O primeiro motor que você sugeriu tem um bom tamanho de eixo livre (20mm) e já vem até com ranhuras no eixo. O segundo motor (Akiyama) é excelente também, só fico preocupado pois esse motor da Akiyama que você sugeriu só tem 13mm de eixo livre para poder usar para fixar em um prolongador e conectar no prato, não conseguiria conectá-lo direto no prato, é curtíssimo.

Esses dois motores poderiam ser usados com a fonte chaveada de 15A e arduino fazendo função pwm e mosfet para controlar o rpm?

@aphawk Vou verificar a possibilidade de comprar essa fonte de 30A ou utilizar um dos motores sugeridos pelo @Thiago Miotto junto do arduino.

@Ricardov obrigado pelo vídeo, a explicação do apresentador é extremamente esclarecedora!

@Eder Neumann Também seria uma excelente opção, pois basicamente eu preciso de um visor indicando quanto tempo ainda falta para acabar a centrifugação e conseguir alterar o tempo da centrifugação. Mas no caso acho que o relé atuaria alimentando o pwm, certo?

 

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1750001984-rele-timer-temporizador-atraso-ciclo-programavel-_JM?matt_tool=87716990&matt_word=&matt_source=google&matt_campaign_id=12413740998&matt_ad_group_id=119070072438&matt_match_type=&matt_network=g&matt_device=c&matt_creative=500702333978&matt_keyword=&matt_ad_position=&matt_ad_type=pla&matt_merchant_id=342675242&matt_product_id=MLB1750001984&matt_product_partition_id=337120033364&matt_target_id=pla-337120033364&gclid=Cj0KCQjw_dWGBhDAARIsAMcYuJxz5a94GEXcxSiQdmaK8l1wqBKPyCMlFzh0J8z4PjkOuE8rjZ8feQsaAt22EALw_wcB

 

 

@Eder Neumann Os motores brushless não consegui encontrar uma opção que tivesse um eixo com tamanho adequado para o projeto, e talvez seria mais complicado a ligação eletrica deles, não?

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44 minutos atrás, Lucas S Macedo disse:

 

@Eder Neumann Os motores brushless não consegui encontrar uma opção que tivesse um eixo com tamanho adequado para o projeto, e talvez seria mais complicado a ligação eletrica deles, não?

 

Para esse tipo de motor brushless usado nos drones e aeromodelos, usamos um ESC, que é o controlador do motor, existem de potências variadas.

 

Para controle de potencia , o Arduino tem de enviar um pulso de largura variável conforme o padrão PPM padronizado, se não me engano largura variável entre 0,8 e 2,5 milissegundos ( estou com preguiça de procurar kkk ) .

 

Sempre olhe a rotação máxima que o seu motor pode atingir e confira se o ESC consegue acompanhar ela...

 

Exemplo de ESC para 12V 30a :

 

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1716775471-esc-30a-brushless-bec-interno-2a-5v-aeromodelo-_JM#position=3&search_layout=stack&type=item&tracking_id=55ce47a0-683b-4065-a148-4f184c51673e

 

Paulo

 

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A parte mecânica não vai ser simples. 

Normalmente as amostras, apesar de leves, provocarão um desequilíbrio mecânico. A força do desequilíbrio é proporcional ao quadrado da rotação. Já considerou isso?

Você está se atendo na rotação e está escolhendo aleatoriamente o motor.

Você deve considerar a massa do material que vai ficar girando, que também é função do raio do centro de massa.

Se o seu sistema for bem balanceado, seu centro de massa se encontrar muito próximo ao eixo de rotação e possuir pouco atrito, a potência do motor poderia ser minimizada.

Outro detalhe.

Se você incluir um acionamento suave, como um controle PWM da corrente e não da tensão do motor, então suas fontes (via CA e via 12V) poderiam também serem minimizada.

Só estou te informando. Não possuo mais o conhecimento da teoria mecânica envolvida.

Consulte um colega universitário, ou de preferência seu orientador, para orientá-lo com os pontos que levantei. 

Acho que o equilíbrio deve ser crítico, principalmente se o seu projeto for "portátil".

MOR_AL

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2 horas atrás, MOR disse:

A parte mecânica não vai ser simples. 

Normalmente as amostras, apesar de leves, provocarão um desequilíbrio mecânico. A força do desequilíbrio é proporcional ao quadrado da rotação. Já considerou isso?

 

Isso me lembrou uma peça  que tem na máquina de lavar roupas. 

É um anel cheio de água. 

Na hora que começa a centrifugar, a massa da água tende a compensar o peso. 

Tem máquina que gira a uns 1400 RPM na centrifugação. 

 

 

 

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@aphawk  é uma boa opção, mas acho que a sugestão do @Eder Neumann e do @Thiago Miotto seria mais prático e com menor custo: motor de 13k rpm sugerido, PWM e relé temporizador. Isso já seria suficiente, baseado nas sugestões de vocês.

Confesso que as sugestões abriram minha mente para chegar mais próximo da solução. Amanhã terei acesso as peças (estão com meu pai)

Ele já havia comprado um pwm mas não soube ligar. Vamos tentar ligar o motor que já temos (motor preto, vide foto no começo do tópico) utilizando a fonte atual de 15A e o pwm já comprado.

Hoje ele conseguiu fabricar o prato em polipropileno em um torneiro (levou 4h kkk).

Estou muito pensativo sobre os pontos de mecânica levantados pelo @MOR e estou tentado a substituir o motor atual, porém minha maior preocupação é a resistência do eixo do motor sugerido, o motor preto que possuo tem 8mm de diâmetro, contra 5mm do sugerido, isso parece pouco mas faz diferença.

@MOR Concordo com você sobre o motor não precisar ser tão potente, porém se tratando dessa centrifugação que separa hemácias do plasma sanguíneo eu preciso que esse motor trabalhe próximo de 10.000 rpm pois nessa velocidade eu consigo fazer essa separação de forma mais homogênea e em menor tempo. Já utilizei centrífugas profissionais e consegui diminuir o rpm na programação. Para atingir a mesma separação ideal eu precisei de quase 10min de motor ligado. Essa pouca diferença de rpm e por consequência força centrífuga faz muita diferença no tempo suficiente para separar as hemácias do plasma.

Então de certa forma um motor ligado 5min próximo de 10k rpm seria mais interessante que um motor em uns 4k rpm (por exemplo) trabalhando uns 10min.

Essas informações tenho de literatura e da minha orientadora. Ela é médica veterinária patologista, não sabe nada de mecânica, mas domina toda a parte hematológica do processo. kkkk Eu já sabia dessa imperícia dela nessa parte, mas isso não é um impecílio no projeto.

 

 

Nos próximos dias vou dedicar-me a fazer o motor funcionar com o pwm e a fonte que já tenho. Também vou testar o motor de ventoinha que já tenho.

Assim que tiver novas informações do andamento eu posto aqui. Não pensem que sumi do tópico. kkkk

 

 

 

 

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10 horas atrás, Lucas S Macedo disse:

@MOR Concordo com você sobre o motor não precisar ser tão potente, porém se tratando dessa centrifugação que separa hemácias do plasma sanguíneo eu preciso que esse motor trabalhe próximo de 10.000 rpm pois nessa velocidade eu consigo fazer essa separação de forma mais homogênea e em menor tempo.

 

A potência do motor não está diretamente relacionada com a sua rotação.

Tem motor muito potente, que foi projetado para baixa rotação. Neste caso o torque seria alto. 

Tem motor pouco potente, que foi projetado para alta rotação. Neste caso o torque seria pequeno.

Um motor menos potente, porém projetado para alta rotação, consumiria muito pouca energia e provavelmente sua fonte aguentaria o tranco no momento da energização.

Este mesmo motor, ao ser ligado, faria com que a rotação aumentasse em poucos segundos. Algo como até uns 10 segundos. Este tempo é um período mínimo (3%), perante o que você informa com 300 segundos (5 minutos).  Então, seu tempo passaria de 300 segundos para 305 segundos.

MOR_AL

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O controle de potência por PWM para partida suave não vai funcionar. A frequência não pode ser elevada e a sensibilidade da proteção de sobrecorrente da fonte chaveada para pulsos é elevada. Como a partida suave será por poucos segundos e o funcionamento em marcha será de 100% o controle linear é o mais recomendado. Assim sendo, um transistor PNP darlington  com a base sendo excitada gradualmente em rampa para a partida e em paralelo a este um interruptor bypass  para quando a centrífuga já estiver em marcha.

Como o @MOR bem observou a potência exigida é ao quadrado da rotação, o que condiz com a fórmula E = m.c^2. Assim sendo a curva de carga do capacitor como referência de excitação é mais conveniente que uma rampa linear.

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