Uradi sam bežični punjač: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

U ovom Instructable -u ćete znati kako izgraditi vlastiti bežični punjač za bilo koji uređaj. KAKO?

Bežične tehnike napajanja uglavnom se dijele u dvije kategorije, bez zračenja i zračenje. U tehnikama bliskog polja ili bez zračenja, snaga se prenosi magnetskim poljima pomoću induktivne sprege između zavojnica žice ili električnim poljima pomoću kapacitivne sprege između metalnih elektroda. Induktivno spajanje je najraširenija bežična tehnologija; njegove aplikacije uključuju punjenje ručnih uređaja poput telefona i električnih četkica za zube, RFID oznaka i punjača za implantabilne medicinske uređaje poput umjetnih srčanih stimulatora srca ili električnih vozila.

Šta je induktivno spajanje:

U induktivnoj sprezi (elektromagnetska indukcija ili induktivni prijenos snage, IPT), snaga se prenosi između zavojnica žice pomoću magnetskog polja. Zavojnice odašiljača i prijemnika zajedno tvore transformator (vidi dijagram). Naizmjenična struja (AC) kroz zavojnicu odašiljača (L1) stvara oscilirajuće magnetsko polje (B) po Amperovom zakonu. Magnetsko polje prolazi kroz prijemnu zavojnicu (L2), gdje inducira izmjenični EMF (napon) prema Faradayevom zakonu indukcije, koji stvara izmjeničnu struju u prijemniku. Inducirana izmjenična struja može ili direktno pokretati opterećenje, ili biti ispravljena na istosmjernu struju (DC) pomoću ispravljača u prijemniku, koji pokreće opterećenje.

Rezonantna induktivna sprega

Prema teoriji spregnutih načina rada koju je predložio Marin Soljačić na MIT -u, rezonantna induktivna sprega (elektrodinamička sprega, [12] snažno povezana magnetska rezonancija) je oblik induktivne sprege u kojoj se snaga prenosi magnetskim poljima (B, zeleno) između dva rezonantna kola (podešena kola), jedan u predajniku i jedan u prijemniku (vidi dijagram, desno). Svaki rezonantni krug sastoji se od zavojnice žice spojene na kondenzator, ili samorezonantne zavojnice ili drugog rezonatora sa unutrašnjim kapacitetom. Njih dvoje su podešeni da rezoniraju na istoj rezonantnoj frekvenciji. Rezonancija između zavojnica može uvelike povećati sprezanje i prijenos snage.

AKO želite saznati više o ovoj temi, slijedite ovaj link:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Korak 1: ŠTA ĆE VAM BITI POTREBNO !!!!

Za početak će vam trebati sljedeće komponente:

Dot PCB ploča (x1)

žica debljine 1 mm (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET upravljački program IC (x2)

555 timer IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K trim lonac [103] (x1)

10k otpornik (x4)

10 OHM otpornik (x4)

0,1uF kondenzator [104] (x5)

10nf kondenzator [103] (x1)

2.2nF kondenzator [222] (x1)

10uF kondenzator [elektrolitički] (x3)

47uF kondenzator [elektrolitički] (x1)

47nF kondenzator [poliester] (x2)

Screw Terminal

IN5819 schotky dioda (x6)

Mini USB konektor [muški] (x1)

DC - DC 5v Buck pretvarač

Pa počnimo sa izgradnjom.

Korak 2: Namotavanje zavojnica !!?

namotavanje savršene spiralne zavojnice pomalo je zeznuto. Evo mog načina namotavanja zavojnice. Prije svega izrežite mali krug promjera 1 cm kartonom, zalijepite ga na komad kartona i napravite rupu u sredini. SADA uzmite žicu debljine 1 mm i provucite je kroz rupu napravljenu u sredini (ovo je dodatni dio žice za električne veze). Nanesite puno ljepila na površinu i počnite navijati obilazeći krug (ljepilo pomaže u držanju namotaja na mjestu). Namotavajte sve dok broj okreta ne postane 30. Napravite 2 takve vrste jednakih zavojnica.

Korak 3: Napravite mjeru:

Ako imate LCR mjerač, možete preskočiti ovaj korak. Ako nemate LCR mjerač, napravite mjerač induktivnosti od Arduino Uno i op-pojačala (LM339). Uzeo sam ovaj krug sa sljedeće web stranice, više informacija o ovom mjeraču induktivnosti možete pronaći na samoj web stranici (kôd je dostupan i na samoj web stranici)

Sada izmjerite induktivitet zavojnica ovim mjeračem i ako imate sve iste uvjete kao i ja, žica debljine 1,0 mm, unutrašnji promjer zavojnice = 1,0 cm, broj zavoja = 30, trebali biste dobiti induktivnost zavojnica oko 21,56 uH 26,08 uH zbog nepoznate greške. Sada nakon dobivanja induktivnosti morate izračunati rezonantnu frekvenciju LC kruga. S obzirom na formulu: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) možete koristiti ovaj mrežni kalkulator za izračunavanje frekvencije rezonancije.https://www.deephaven.co.uk/lc.htmlU mom slučaju, L = 26,08 uH i C = 47 nF, što daje rezonantnu frekvenciju F = 143,75 Khz. sada moramo izgraditi oscilatorno kolo čija je oscilacija frekvencije 143,75 Khz.

Korak 4: Krug oscilatora…

Postoji mnogo načina za stvaranje oscilatornog kola. U ovom krugu ćemo koristiti 555 tajmer za proizvodnju signala od 143,75 Khz, ali to nije dovoljno za pokretanje LC kruga (zavojnica odašiljača s kondenzatorom u seriji). tako da moramo izgraditi H-most upravljački sklop MOSFET-a za pogon LC kruga. napravio krug za pogon LC kruga. Samo slijedite krug koji sam ovdje spojio. RAD: IC mjerača vremena 555 u stabilnom multivibratoru sa 50% radnog ciklusa proizvodi potreban oscilirajući signal koji se dovodi na IC IR2110. Puni H most Mosfet upravljački krug će izlaziti kvadratni val kada su ulazi A = D i B = C i B (C) obrnuto stanje A (D). Dakle, za to se koristi IC pretvarač (4049). Ovaj oscilirajući napon stvara sinusnu struju kroz zavojnicu odašiljača koja inducira magnetsko polje oko nje. Kada je zavojnica prijemnika paralelno s kondenzatorom, čija se rezonantna frekvencija isto kao i zavojnica predajnika postavlja u njeno magnetsko polje. inducirana struja pretvara se u istosmjernu struju pomoću ispravljača mosta i regulira na 5 V DC za punjenje mobilnog uređaja pomoću pretvarača.

Oni koji žele napraviti tiskanu verziju ovog projekta, priložio sam i datoteke Eagle ploče, provjerite.

Korak 5: #Završna mjera:

Sada, nakon što ste izgradili sva kola prema shemi, provjerite sve i izmjerite sve. Opet ako imate bilo koji uređaj za mjerenje frekvencije onda je u redu, ako ne samo postavite sljedeći kod na Arduino Uno. web adresa:

Izmjerite frekvenciju na 3. pinu IC 555 tajmera. Dok mjerite frekvenciju, podesite 10K trim pot kako biste dobili potrebnu frekvenciju (tj. 143.75 Khz). Sada mjerite višemetra sljedeće parametre: Ulazni napon [Vin] (tj., provjerite je li točno 12 V ili nije. Izlazna struja [Iout] (tj. Struja na mobilnom uređaju iz pretvarača dolara). Proračuni: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMy očitanja: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA što daje efikasnost od 40,4%

Korak 6: #Ograđivanje

Reciklirao sam staru mobilnu kutiju kao kućište kao što možete vidjeti na slici. Nakon što ste to učinili, možete napuniti mobilni ili bilo koji uređaj koji zahtijeva 5 volti, struja punjenja je 300 mA. (Što je malo sporo za mobitele). Izlazna snaga se može dodatno povećati, ali će se efikasnost smanjiti. Kao što vidite, spojio sam mini USB konektor na izlazu pretvarača. Ovo se može povezati s bilo kojim uređajem i može se puniti bežično.

Korak 7: Trenutak istine !!

ZAŠTO TAKO NEDOVOLJAN:

Kao što možete primijetiti, efikasnost je vrlo niska, ali zašto? To je posljedica lošeg povezivanja zraka, efekta kože i greške u induktivnosti zavojnice s ručnim namotom, a frekvencija samog oscilatornog kruga nije stabilna.

pa kako da prebrodimo ove probleme ??? pa možemo upotrijebiti posebnu vrstu žice koja se zove LITZ WIRE za prevladavanje efekta kože. Učinak kojim struja prolazi samo kroz određenu dubinu vodiča pri velikoj frekvenciji poznat je kao skin efekat. Također možemo upotrijebiti feritnu bazu za povećanje induktiviteta i efikasno povećanje sprezanja dviju zavojnica. Naravno, u mrežnim trgovinama postoji mnogo zavojnica s gore navedenim zahtjevima koje se mogu koristiti za povećanje učinkovitosti bežičnog punjača.

Ako ovo želite izgraditi u demonstracijske svrhe, gornji zavojnici su dovoljni. Ali, ako želite ovo koristiti u bilo koje dnevne svrhe, predlažem vam da ga kupite na mreži.

Ako vam se sviđa ovaj projekt i ako vam je bio poučan i koristan, glasajte za moj projekt.

Hvala ti.