„Pasidaryk pats“belaidis įkroviklis: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje instrukcijoje jūs žinosite, kaip sukurti savo belaidį įkroviklį bet kuriam įrenginiui. KAIP?

Belaidžio maitinimo būdai dažniausiai skirstomi į dvi kategorijas-ne spinduliuotę ir spinduliuotę. Taikant artimojo lauko ar nespinduliuojančius metodus, galia perduodama magnetiniais laukais, naudojant indukcinę jungtį tarp vielos ritinių, arba elektriniais laukais, naudojant talpinę jungtį tarp metalinių elektrodų. Indukcinė jungtis yra plačiausiai naudojama belaidė technologija; jos taikymo srityse yra rankinių prietaisų, tokių kaip telefonai ir elektriniai dantų šepetėliai, RFID žymos ir implantuojamų medicinos prietaisų, pvz., dirbtinių širdies stimuliatorių ar elektrinių transporto priemonių, įkrovikliai.

Kas yra indukcinė jungtis:

Indukcinėje jungtyje (elektromagnetinė indukcija arba induktyviosios galios perdavimas, IPT) galia perduodama tarp vielos ritinių magnetiniu lauku. Siųstuvo ir imtuvo ritės kartu sudaro transformatorių (žr. Schemą). Kintamoji srovė (AC) per siųstuvo ritę (L1) sukuria svyruojantį magnetinį lauką (B) pagal Ampero įstatymą. Magnetinis laukas praeina per priėmimo ritę (L2), kur pagal Faradėjaus indukcijos įstatymą jis sukelia kintamą EMF (įtampą), o tai sukuria kintamąją srovę imtuve. Indukuota kintamoji srovė gali tiesiogiai nukreipti apkrovą arba būti ištaisyta į nuolatinę srovę (DC) imtuvo lygintuvu, kuris varo apkrovą.

Rezonansinė indukcinė jungtis

Remiantis Marino Soljačićio MIT siūloma sujungto režimo teorija, rezonansinė indukcinė jungtis (elektrodinaminė jungtis, [12] stipriai sujungtas magnetinis rezonansas) yra indukcinės jungties forma, kai energija perduodama magnetiniais laukais (B, žalia) tarp dviejų rezonansinių grandinės (suderintos grandinės), viena siųstuve ir viena imtuve (žr. schemą, dešinėje). Kiekviena rezonansinė grandinė susideda iš vielos ritės, prijungtos prie kondensatoriaus, arba savaiminio rezonanso ritės ar kito rezonatoriaus su vidine talpa. Abi yra sureguliuotos taip, kad rezonuotų tuo pačiu rezonansiniu dažniu. Rezonansas tarp ritinių gali labai padidinti sujungimą ir galios perdavimą.

Jei norite daugiau sužinoti apie šią temą, spustelėkite šią nuorodą:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

1 žingsnis: KO REIKIA !!!!

Norėdami pradėti, jums reikės šių komponentų:

Dot PCB plokštė (x1)

viela 1 mm storio (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET tvarkyklės IC (x2)

555 laikmačio IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K apdailos puodas [103] (x1)

10k rezistorius (x4)

10 OHM rezistorius (x4)

0,1uF kondensatorius [104] (x5)

10nf kondensatorius [103] (x1)

2.2 nF kondensatorius [222] (x1)

10uF kondensatorius [elektrolitinis] (x3)

47uF kondensatorius [elektrolitinis] (x1)

47nF kondensatorius [poliesteris] (x2)

Sraigtiniai gnybtai

IN5819 Schotky diodas (x6)

Mini USB jungtis [patinas] (x1)

DC - DC 5v Buck keitiklis

Taigi pradėkime nuo konstrukcijos.

2 žingsnis: ritinių apvyniojimas !!?

suvynioti tobulą spiralinę ritę yra šiek tiek sudėtinga. Štai mano būdas apvynioti ritę. Pirmiausia iškirpkite nedidelį 1 cm skersmens apskritimą kartonu, priklijuokite jį prie kartono gabalo ir padarykite skylę centre. DABAR paimkite 1 mm storio vielą ir perbraukite per centre padarytą skylę (tai yra papildomas laidas elektros jungtims). Ant paviršiaus užtepkite daug klijų ir pradėkite vyniojimą apvažiuodami apskritimą (klijai padeda suvynioti apviją). Tęskite sukimąsi, kol apsisukimų skaičius taps 30. Padarykite 2 tokio tipo ritinius.

3 žingsnis: išmatuokite:

Jei turite LCR matuoklį, šį veiksmą galite praleisti. Jei neturite LCR matuoklio, pastatykite induktyvumo matuoklį iš „Arduino Uno“ir op-amp (LM339). Aš paėmiau šią grandinę iš šios svetainės, daugiau informacijos apie šį induktyvumo matuoklį galite rasti pačioje svetainėje. (Kodas taip pat pateikiamas pačioje svetainėje)

Dabar išmatuokite ritinių induktyvumą šiuo matuokliu ir, jei turite visas sąlygas, tokias kaip mano, tai yra 1,0 mm storio viela, vidinis ritės skersmuo = 1,0 cm, apsisukimų skaičius = 30. turėtumėte gauti induktyvumą ritė apie 21.56 uH 26.08 uH dėl nežinomos klaidos. Dabar, gavus induktyvumą, turite apskaičiuoti LC grandinės rezonansinį dažnį. Atsižvelgiant į formulę: F = 1 / (2*pi*kv-rt (LC)) galite naudoti šį internetinį skaičiuotuvą, kad apskaičiuotumėte rezonanso dažnį. https://www.deephaven.co.uk/lc.html Mano atveju L = 26,08 uH ir C = 47 nFkuris suteikia rezonansinį dažnį F Dabar mes turime sukurti osciliatoriaus grandinę, kurios virpesiai yra 143,75 Khz.

4 žingsnis: Osciliatoriaus grandinė …

Yra daug būdų, kaip sukurti osciliatoriaus grandinę. Šioje grandinėje mes naudosime 555 laikmačio IC, kad gautume 143,75 Khz signalą, tačiau jo nepakanka LC grandinei valdyti (siųstuvo ritė su kondensatoriumi nuosekliai). Taigi, norėdami vairuoti LC grandinę, turime sukurti H tilto „mosfet“tvarkyklės grandinę. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… sukūrė grandinę, skirtą LC grandinei vairuoti. Tiesiog sekite čia pridėtą grandinę. DIRBIMAS: 555 laikmačio IC „Astable Multivibrator“su 50% darbo ciklu sukuria reikiamą virpesių signalą, kuris tiekiamas į IR2110 IC. „Mosfet“tvarkyklės grandinė išves kvadratinę bangą, kai įėjimai A = D ir B = C ir B (C) yra apversta A (D) būsena. Taigi šiam tikslui naudojamas keitiklio IC (4049). Ši svyruojanti įtampa sukuria sinusinę srovę per siųstuvo ritę, kuri aplink jį sukelia magnetinį lauką. Kai imtuvo ritė lygiagrečiai su kondensatoriumi, kurio rezonansinis dažnis yra toks pat kaip ir siųstuvo ritės magnetinis laukas, yra sukeltas. Tai indukuota srovė konvertuojama į nuolatinę srovę naudojant tiltinį lygintuvą ir reguliuojama iki 5 V nuolatinės srovės, kad būtų galima įkrauti mobilųjį naudojant „Buck“keitiklį.

Tie, kurie nori padaryti spausdintą šio projekto versiją, taip pat pridėjau „Eagle“lentos failus, patikrinkite.

5 žingsnis: #paskutinė priemonė:

Dabar, sukūrę visas grandines pagal schemą, patikrinkite viską ir taip pat išmatuokite viską. Dar kartą, jei turite bet kokį prietaisą dažniui matuoti, viskas gerai, jei ne tik įkelkite šį kodą „Arduino Uno“. interneto adresas:

Išmatuokite dažnį 3 -ame 555 laikmačio IC kaištyje. Matuodami dažnį, sureguliuokite 10K apdailos puodą, kad gautumėte reikiamą dažnį (ty 143,75 Khz). Dabar paimkite kelių metrų matuoklį šiais parametrais: įvesties įtampa [Vin], patikrinkite, ar jis yra tiksliai 12 V, ar ne.). Įvesties srovė [Iin] (ty srovė į grandinę nuo 12 V maitinimo šaltinio). Išvesties srovė [Iout] (ty srovė į mobilųjį iš „Buck“keitiklio). Skaičiavimai: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMy rodmenys: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA, o tai užtikrina 40,4% efektyvumą

6 žingsnis: #Aptvaras

Aš perdirbau seną mobilųjį dėklą kaip korpusą, kaip matote paveikslėlyje. Kartą tai padarę, galite įkrauti mobilųjį telefoną ar bet kurį įrenginį, kuriam reikia 5 voltų, įkrovimo srovė yra 300 mA. (Kuris yra šiek tiek lėtas mobiliesiems). Išėjimo galia gali būti dar padidinta, tačiau efektyvumas sumažės. Kaip matote, prie „Buck“keitiklio išvesties prijungiau mini USB jungtį. Tai galima prijungti prie bet kurio įrenginio ir įkrauti belaidžiu būdu.

7 žingsnis: Tiesos akimirka !!

KODĖL TAIP NEefektyvu:

Kaip matote, šio įrankio efektyvumas yra labai mažas, bet kodėl? Taip yra dėl prastos oro jungties, odos efekto ir rankinės ritės induktyvumo klaidos, o pačios osciliatoriaus grandinės dažnis nėra stabilus.

tai kaip mes galime susidoroti su tokiom problemom ??? Na, mes galime panaudoti specialų vielos tipą, vadinamą LITZ WIRE, kad pasiektume odos efektą. Poveikis, kuriuo srovė dideliu dažniu praeina tik per tam tikrą laidininko gylį, yra žinomas kaip odos efektas. Mes taip pat galime naudoti ferito pagrindą, kad padidintume induktyvumą ir efektyviai padidintume dviejų ritinių sujungimą. Žinoma, internetinėse parduotuvėse yra daug ritinių su aukščiau nurodytais reikalavimais, kurie gali būti naudojami belaidžio įkroviklio efektyvumui padidinti.

Jei norite tai sukurti demonstraciniais tikslais, pakanka aukščiau pateiktų ritinių. Tačiau, jei norite tai naudoti bet kokiems kasdieniams tikslams, siūlau jums jį nusipirkti internetu.

Jei jums patinka šis projektas ir manote, kad jis yra informatyvus ir naudingas, balsuokite už mano projektą.

Ačiū.