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Esta é uma tentativa de prolongar a vida útil de pilhas zinco-carbono, quando aplicadas em relógios de quartzo.
Os relógios de quartzo funcionam com um sistema de base de tempo digital, o qual libera uma quantidade de energia da pilha para um motor de passo, a cada segundo. Toda a "computação" do tempo passado é realizada através de engrenagens que definem a velocidade angular do ponteiro das horas, minutos e segundos.
Os motores de passo utilizados nos relógios de quarto, ao receber a energia liberada pela pilha, desenvolvem um torque temporário (impulso) proporcional a energia recebida das pilhas. Com o tempo, as pilhas perdem a capacidade de fornecer a energia suficiente para o torque, de modo que o motor de passo falha pelo efeito de "tombamento", isto é: quando o torque necessário para mover os ponteiros é menor que o torque provocado pela gravidade, principalmente na condição mais crítica, conforme mostra a parte superior da figura, a seguir:
Cada eletrodoméstico trabalha com uma condição de consumo diferente, mas os fabricantes de pilhas dão como fim da vida útil o momento em que uma pilha desenvolve apenas metade da tensão nominal sobre de uma resistência de carga específica para modelo.
Rádios portáteis bem projetados, por exemplo, operam com certas limitações de volume, até o ponto do fim da vida útil nominal das pilhas.
Relógios de parede, como o caso apresentado nessa postagem, começam a falhar quando a tensão da pilha zinco-carbono atinge 1,4 volts, isto é: perda de apenas 7% da tensão nominal. É sabido que o surto de corrente de um motor de passo no momento da partida é muito alto.
Logo, a tensão da pilha nessa situação pode cair abaixo da tensão mínima de funcionamento do relógio.
Para exemplificar o problema, medimos a corrente de curto-circuito de uma pilha zinco carbono nova e uma inútil para o relógio de quartzo.
Corrente de curto-circuito
Pilha "AA" (R6) nova: 400 miliamperes
Resistencia interna aproximada: 1,62 V / 0,42 A = 4,05 ohms
Pilha "AA" (R6) no fim de vida útil para o relógio: 150 mA
Resistência interna aproximada: 1,4 V / 0,15 A = 9,33 ohms.
A pilha removida do relógio pode ser usada em rádios portáteis por um bom tempo.
Como resolver o problema de demanda de corrente dos relógios de quartzo?
Utilizamos um capacitor eletrolítico de 1000 uF por 15 volts (pode usar tensão menor) em paralelo com a pilha gasta, conforme o arranjo apresentado na parte inferior da foto. O capacitor se carregará durante o intervalo entre dois pulsos do motor de passo e se descarregará no momento do surto de corrente de arranque do motor de passo. Logo, nesse momento crítico serão somadas as correntes disponíveis na pilha e no capacitor.
O teste iniciou-se hoje, 20 de setembro de 2021. O relógio voltou a funcionar normalmente.
Vamos acompanhar qual será o tempo extra que o relógio vai ganhar com essa improvisação.
Quando o relógio voltar a falhar, farei nova postagem.
Os relógios de quartzo funcionam com um sistema de base de tempo digital, o qual libera uma quantidade de energia da pilha para um motor de passo, a cada segundo. Toda a "computação" do tempo passado é realizada através de engrenagens que definem a velocidade angular do ponteiro das horas, minutos e segundos.
Os motores de passo utilizados nos relógios de quarto, ao receber a energia liberada pela pilha, desenvolvem um torque temporário (impulso) proporcional a energia recebida das pilhas. Com o tempo, as pilhas perdem a capacidade de fornecer a energia suficiente para o torque, de modo que o motor de passo falha pelo efeito de "tombamento", isto é: quando o torque necessário para mover os ponteiros é menor que o torque provocado pela gravidade, principalmente na condição mais crítica, conforme mostra a parte superior da figura, a seguir:

Cada eletrodoméstico trabalha com uma condição de consumo diferente, mas os fabricantes de pilhas dão como fim da vida útil o momento em que uma pilha desenvolve apenas metade da tensão nominal sobre de uma resistência de carga específica para modelo.
Rádios portáteis bem projetados, por exemplo, operam com certas limitações de volume, até o ponto do fim da vida útil nominal das pilhas.
Relógios de parede, como o caso apresentado nessa postagem, começam a falhar quando a tensão da pilha zinco-carbono atinge 1,4 volts, isto é: perda de apenas 7% da tensão nominal. É sabido que o surto de corrente de um motor de passo no momento da partida é muito alto.
Logo, a tensão da pilha nessa situação pode cair abaixo da tensão mínima de funcionamento do relógio.
Para exemplificar o problema, medimos a corrente de curto-circuito de uma pilha zinco carbono nova e uma inútil para o relógio de quartzo.
Corrente de curto-circuito
Pilha "AA" (R6) nova: 400 miliamperes
Resistencia interna aproximada: 1,62 V / 0,42 A = 4,05 ohms
Pilha "AA" (R6) no fim de vida útil para o relógio: 150 mA
Resistência interna aproximada: 1,4 V / 0,15 A = 9,33 ohms.
A pilha removida do relógio pode ser usada em rádios portáteis por um bom tempo.
Como resolver o problema de demanda de corrente dos relógios de quartzo?

Utilizamos um capacitor eletrolítico de 1000 uF por 15 volts (pode usar tensão menor) em paralelo com a pilha gasta, conforme o arranjo apresentado na parte inferior da foto. O capacitor se carregará durante o intervalo entre dois pulsos do motor de passo e se descarregará no momento do surto de corrente de arranque do motor de passo. Logo, nesse momento crítico serão somadas as correntes disponíveis na pilha e no capacitor.
O teste iniciou-se hoje, 20 de setembro de 2021. O relógio voltou a funcionar normalmente.
Vamos acompanhar qual será o tempo extra que o relógio vai ganhar com essa improvisação.
Quando o relógio voltar a falhar, farei nova postagem.