Elveet. „Kinetic Charger Powerbank“: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Kartą buvau kelionėje ir turėjau problemų įkrauti savo programėles. Ilgai keliavau autobusu, neturėjau galimybės įkrauti telefono ir žinojau, kad netrukus būsiu be ryšio.

Taip kilo mintis sukurti kinetinį įkroviklį, kuris nepriklausys nuo maitinimo lizdo.

Jei jums reikia įkrauti savo programėlę kelionėje, žygyje, paplūdimyje ar transportuojant, tada „Elveet“jums padės. Galite tiesiog papurtyti Elveet arba įsidėti į krepšį (kuprinę) ir eiti į darbą (eiti į žygius pėsčiomis, į paplūdimį, į kalnus ir pan.). Įrenginys kraunasi, kai judate.

„Elveet“yra kinetinis įkroviklis. Veikimo principas „Elveet“pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu

1 žingsnis: „Elveet“sudedamosios dalys

1. Induktorių sudaro 9 magnetinių Halbacho matrica ir trys ritės.

2. PCB yra 200mA indukcinis pakopinis keitiklis, akumuliatoriaus įkroviklis ir akumuliatoriaus padidinimo keitiklis 5V 2A.

3. Ličio polimero baterija 2800 mAh.

4. Korpusą sudaro 4 dalys ir jis pagamintas naudojant 3D spausdintuvą.

Visas projektas sukurtas naudojant „Fusion 360“

2 žingsnis: „Elveet“induktorius

Induktorius jūsų judesio kinetinę energiją paverčia elektros srove. Induktoriaus efektyvumas yra svarbiausias parametras. Sukauptos energijos kiekis vidinėje baterijoje priklauso nuo induktoriaus efektyvumo.

Induktorių sudaro trys ritės, Halbacho magnetinė masyvas ir trys diodiniai tiltai. Ritės darbo laukas yra ta dalis, virš kurios praeina magnetų poliai, tai yra, kuo ilgiau ši dalis, tuo daugiau energijos galime gauti.

Be to, kiekvienos ritės išėjimai yra prijungti prie diodo tilto, tai yra, ritės yra nepriklausomos įtampos. Ir visų trijų ritinių srovė apibendrinama po diodų tiltų. Diodų tiltuose naudojami „Schottky“diodai su labai maža priekine įtampa PMEG4010, kuriuos gamina „Nexperia“. Tai yra geriausi diodai tokioms programoms ir nerekomenduoju jų keisti į kitus.

Magnetinis Halbacho masyvas sutelkia magnetinį lauką vienoje pusėje. Kita vertus, magnetinis laukas yra labai silpnas.

„Halbach“masyvui reikia beveik dvigubo nuolatinių magnetų skaičiaus, tačiau „Halbach“surinkimo efektyvumas yra labai didelis.

Magnetinis matrica eina per dvi kiekvienos ritės dalis, o poliai visada eina per skirtingas dalis. Kadangi ritės yra elektriškai nepriklausomos dėl diodinių tiltų, jų įtaka viena kitai neįtraukiama.

Induktoriuje naudojamas 9 neodimio magnetų 5X5X30mm N42 rinkinys. Dar du magnetai 2X4X30 N42 naudojami kaip spyruoklės.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Induktoriaus efektyvumas priklauso nuo magnetinio lauko kitimo greičio. Tam padidinamas magnetinio mazgo kelias. Taigi magnetinio lauko pasikeitimo greitis iš esmės padidėja dėl didelio magnetinio mazgo pagreičio judėjimo metu.

Šis induktorius yra daug efektyvesnis nei induktorius su cilindriniu magnetu ritės centre. Cilindrinis induktorius turi tik viršutinę ir apatinę magneto darbinę dalį. Vidutinė cilindrinio magneto dalis beveik neveikia dabartinėje kartoje. Todėl jo efektyvumas yra mažas.

„Elveet“induktorius turi 4 polių magnetinę sistemą, nukreiptą griežtai statmenai ritinių laidams.

Po diodų tiltų ritės srovė sumuojama ir tiekiama į keitiklį ir įkroviklio plokštę.

3 žingsnis: „Elveet“PCB

Grandinė ir visi plokščių komponentai. Jį sudaro trys pagrindinės dalys:

1. Padidinkite 200mA keitiklio induktyvumo srovę. Naudojama mikroschema NCP1402.

Tai stiprinimo keitiklis, veikiantis nuo 0,8 volto ir suteikiantis pastovią 5 voltų įtampą ir srovę iki 200 mA. Šio lusto užduotis yra užtikrinti patogią įtampą akumuliatoriui įkrauti.

2. Įkraukite įrenginio mikroschemą STC4054

Šis lustas gauna 5 voltų įtampą iš induktoriaus arba iš išorinio šaltinio (per mikro-USB) ir įkrauna 2800 mA talpos ličio polimero akumuliatorių. Induktoriaus srovė ir srovė iš išorinio šaltinio yra atsieta per Schottky diodus.

Be to, antroji „Schottky“diodų pora leidžia „Elveet“veikti kaip nepertraukiamas maitinimo šaltinis, tai yra, galite įkrauti „Elveet“ir tuo pačiu gauti iš jo srovę savo įrenginiams.

3. Pakopinis išvesties keitiklis. Jis padidina akumuliatoriaus įtampą iki 5 voltų ir suteikia iki 2 amperų srovę prietaisams maitinti. Šiuo atveju LM2623 lustas veikia.

Geras LM2623 bruožas yra vidinis didelės galios tranzistorius ir iki 2 amperų išėjimo srovė su žemos išėjimo įtampos pulsavimu. Išėjimo įtampa tiekiama į standartinę USB jungtį.

Be šių dalių, plokštėje yra lietimui jautrus apkrovos jungiklis (pavyzdžiui, galinga važiuojanti lempa ar kitos pastovios apkrovos). Taip pat yra išvesties kaiščiai, skirti prijungti belaidį įkroviklį, o ne USB kabelį, tačiau ši parinktis skirta ateičiai.

4 žingsnis: „Elveet“dėklas

Visos korpuso dalys ir magneto laikiklis atspausdinti 3D spausdintuvu.

Visi STL failai yra čia.

Korpuso matmenys:

18–54–133 mm (5, 24–2, 13–0, 728 coliai)

5 žingsnis: ritės

Ant stačiakampio pagrindo 5x35 mm aukščio 8 mm ritės ritė su 32 AWG (0,2 mm) viela.

Ritės pagamintos iš 32 AWG (0,2 mm) vielos ant stačiakampio pagrindo. Apsisukimų skaičius yra maždaug 1200. Visos ritės plotis neturi būti didesnis kaip 20 mm. Galite uždėti storesnę vielą, tačiau padidinimo keitikliui tai bus sunkesnis veikimo būdas. Plonesnis laidas suteiks daugiau įtampos, tačiau srovė sumažės ir padidės ominiai nuostoliai.

Po vyniojimo visos ritės turi būti suvyniotos PTFE juostele.

6 žingsnis: diodų tiltai

Tai siaura lenta 12 diodų.

Jis yra šalia ritinių.

Įdėjus plokštę į griovelį, kiekvienos ritės išėjimai yra prijungti prie tiltų.

7 veiksmas: jungčių tikrinimas

Norėdami tai padaryti, jums reikia plonos plokštės, kurioje sumontuota 10-15 baltų šviesos diodų ir vienas maždaug 2200 mikrofaradų kondensatorius.

Šviesos diodai yra prijungti lygiagrečiai ir lituojami prie diodų tiltų plokštės.

Perkeliant magnetinį mazgą ant ritinių, visi diodai turi ryškiai spindėti.

Be to, bandymo plokštė nuimama, o tiltelio plokštės kaiščiai prijungiami prie keitiklio plokštės.

8 žingsnis: galutinis surinkimas

Mes prijungiame akumuliatoriaus ir induktoriaus laidus prie plokštės.

Po to mes surenkame viršutinį ir apatinį prietaiso dangtelius dviem varžtais.

Įrenginys paruoštas darbui.

Dabar esate visiškai energetiškai nepriklausomas!