DIY vezeték nélküli töltő: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben az utasításban tudni fogja, hogyan építhet saját vezeték nélküli töltőt bármilyen eszközhöz. HOGYAN?

A vezeték nélküli áramellátási technikák alapvetően két kategóriába sorolhatók, nem sugárzó és sugárzó. A közeli mezőben vagy nem sugárzó technikákban az energiát mágneses terek továbbítják a huzaltekercsek közötti induktív csatolás segítségével, vagy elektromos terek segítségével, a fémelektródák közötti kapacitív csatolás segítségével. Az induktív csatolás a legelterjedtebb vezeték nélküli technológia; Alkalmazásai közé tartoznak a kézi eszközök, például telefonok és elektromos fogkefék, RFID -címkék és a beültethető orvosi eszközök, például mesterséges szívritmus -szabályozók vagy elektromos járművek töltői.

Mi az induktív csatolás:

Az induktív csatolásban (elektromágneses indukció vagy induktív erőátvitel, IPT) az energiát mágneses mező továbbítja a huzaltekercsek között. Az adó és a vevő tekercsek együtt transzformátort alkotnak (lásd az ábrát). A váltakozó áram (AC) az adótekercsen (L1) keresztül rezgő mágneses mezőt (B) hoz létre Ampere törvénye szerint. A mágneses mező áthalad a fogadó tekercsen (L2), ahol váltakozó EMF -et (feszültséget) indukál a Faraday -féle indukciós törvény szerint, ami váltakozó áramot hoz létre a vevőben. Az indukált váltakozó áram vagy közvetlenül hajtja a terhelést, vagy egyenirányítja egyenáramra (DC) a vevőben lévő egyenirányító segítségével, amely a terhelést hajtja.

Rezonáns induktív csatolás

A Marin Soljačić által az MIT -nél javasolt csatolt módú elmélet szerint a rezonáns induktív csatolás (elektrodinamikai csatolás, [12] erősen csatolt mágneses rezonancia) az induktív csatolás egy olyan formája, amelyben a teljesítményt mágneses mezők (B, zöld) továbbítják két rezonancia között áramkörök (hangolt áramkörök), egy az adóban és egy a vevőben (lásd az ábrát, jobbra). Minden rezonanciaáramkör egy kondenzátorhoz csatlakoztatott huzaltekercsből, vagy egy önrezonáns tekercsből vagy más belső kapacitású rezonátorból áll. A kettő ugyanazon rezonanciafrekvencián rezonál. A tekercsek közötti rezonancia nagymértékben növelheti a csatolást és az erőátvitelt.

Ha többet szeretne megtudni a témáról, kattintson erre a linkre:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

1. lépés: Mire lesz szüksége !!!!

A kezdéshez a következő összetevőkre lesz szüksége:

Pont NYÁK -kártya (x1)

huzal 1 mm vastag (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET illesztőprogram IC (x2)

555 időzítő IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K díszítő edény [103] (x1)

10k ellenállás (x4)

10 OHM ellenállás (x4)

0,1uF kondenzátor [104] (x5)

10nf kondenzátor [103] (x1)

2.2 nF kondenzátor [222] (x1)

10uF kondenzátor [elektrolitikus] (x3)

47uF kondenzátor [elektrolitikus] (x1)

47nF kondenzátor [poliészter] (x2)

Csavaros csatlakozók

IN5819 schotky dióda (x6)

Mini USB csatlakozó [apa] (x1)

DC - DC 5v Buck átalakító

Kezdjük tehát az építéssel.

2. lépés: A tekercsek feltekerése !!?

A tökéletes spirális tekercs feltekerése kissé bonyolult. Itt van a tekercs feltekerésének módja. Először is vágjon le egy 1 cm átmérőjű kis kört egy kartonnal, ragassza fel egy kartonpapírra, és készítsen lyukat a közepére. MOST vegye le az 1 mm vastagságú huzalt, és vezesse át a közepén lévő lyukon (ez extra huzal az elektromos csatlakozásokhoz). Vigyen fel sok ragasztót a felületre, és kezdje el tekercselni a kör körbejárásával (a ragasztó segít a tekercselés helyén tartásában). Tekerje addig, amíg a fordulatok száma 30 nem lesz. Készítsen 2 ilyen típusú azonos tekercset.

3. lépés: Mérés végrehajtása:

Ha rendelkezik LCR mérővel, kihagyhatja ezt a lépést. Ha nincs LCR-mérője, építsen egy induktivitásmérőt egy Arduino Uno-ból és egy op-erősítőből (LM339). Ezt az áramkört a következő webhelyről vettem, erről az induktivitásmérőről további információkat talál a webhelyen. (A kód maga a webhelyen is elérhető)

Most mérje meg a tekercsek induktivitását ezzel a mérővel, és ha minden feltétele ugyanaz, mint az enyém, azaz 1,0 mm vastag huzal, a tekercs belső átmérője = 1,0 cm, a fordulatok száma = 30. meg kell kapnia az induktivitást a tekercs 21.56 uH 26.08 uH körül, ismeretlen hiba miatt. Most, miután megkapta az induktivitást, ki kell számítania az LC áramkör rezonancia frekvenciáját. A képlet alapján: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) ezt az online számológépet használhatja a rezonancia gyakoriságának kiszámításához. Most létre kell hoznunk az oszcillátor áramkört, amelynek oszcillációja 143,75 Khz.

4. lépés: Az oszcillátor áramkör…

Az oszcillátor áramkör létrehozásának számos módja van. Ebben az áramkörben egy 555 -ös időzítő IC -t használunk 143,75 Khz jel előállítására, de ez nem elegendő az LC áramkör meghajtásához (távadó tekercs kondenzátorral sorba). ezért fel kell építenünk egy H híd mosfet meghajtó áramkört az LC áramkör meghajtásához. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… létrehozott egy áramkört az LC áramkör meghajtására. Csak kövesse az itt csatolt áramkört. A Mosfet meghajtó áramkör négyzethullámot ad ki, ha az A = D és B = C és B (C) bemenetek A (D) invertált állapotúak. Tehát egy inverter IC -t (4049) használnak ennek elérésére. Ez az oszcilláló feszültség szinuszos áramot hoz létre az adótekercsen keresztül, amely mágneses teret indukál körülötte. Amikor a vevőtekercs párhuzamosan van elhelyezve egy kondenzátorral, amelynek rezonáns frekvenciája megegyezik az adó tekercsének mágneses téráramával. Ez indukálja ezt. az indukált áramot egyenárammá alakítják át híd egyenirányító segítségével, és 5 V DC -re szabályozzák a mobil feltöltésére egy bak -átalakító segítségével.

Aki szeretné elkészíteni ennek a projektnek a nyomtatott változatát, csatoltam az Eagle tábla fájljait is, nézze meg.

5. lépés: #utolsó intézkedés:

Most, miután az összes áramkört a vázlat szerint felépítette, ellenőrizze és mérje meg mindent. Ismét, ha bármilyen eszköze van a frekvencia mérésére, akkor rendben van, ha nem, csak töltse fel a következő kódot Arduino Uno. webcím:

Mérje meg a frekvenciát az 555 időzítő IC 3. tűjén. A frekvencia mérése közben állítsa be a 10K trim potot, hogy elérje a kívánt frekvenciát (azaz 143,75 Khz)., ellenőrizze, hogy pontosan 12 V -e, vagy sem.) Bemeneti áram [Iin] (azaz áramerősség az áramkörhöz 12 V -os tápegységből). Kimeneti feszültség [Vout] (azaz ellenőrizze, hogy pontosan 5 V -e vagy sem). Kimeneti áram [Iout] (azaz áram a mobilra a buck konverterből). Számítások: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / Pin Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA, ami 40,4% -os hatékonyságot biztosít

6. lépés: #A ház

Újrafeldolgoztam egy régi mobil dobozt, mint házat, amint az a képen is látható. Miután megtette, töltheti a mobiltelefont vagy bármilyen eszközt, amely 5 voltot igényel, a töltési áram 300 mA. (Ami kicsit lassú a mobiloknál). A kimeneti teljesítmény tovább növelhető, de a hatékonyság csökken. Amint láthatja, egy mini USB -csatlakozót csatlakoztattam a bak konverter kimenetéhez. Ez bármilyen eszközhöz csatlakoztatható, és vezeték nélkül tölthető.

7. lépés: Az igazság pillanata !!

MIÉRT HATTALAN:

Mint látható, ennek hatékonysága nagyon alacsony, de miért? Ennek oka a rossz légcsatlakozás, a bőrhatás és a kézi tekercselés induktivitási hibája, és maga az oszcillátor áramkör frekvenciája nem stabil.

akkor hogyan oldjuk meg ezeket a problémákat ??? Nos, használhatjuk a LITZ WIRE nevű speciális huzalt a bőrhatás eléréséhez. Azt a hatást, amellyel az áram csak a vezető bizonyos mélységén halad át nagy frekvencián, bőrhatásnak nevezzük. Ferrit bázist is használhatunk az induktivitás növelésére és két tekercs csatolásának hatékony növelésére. Természetesen sok tekercs található az online boltokban a fenti követelményekkel, amelyek felhasználhatók a vezeték nélküli töltő hatékonyságának növelésére.

Ha ezt demonstrációs célokra szeretné felépíteni, akkor a fenti tekercsek elegendőek. De ha ezt mindennapi célokra szeretné használni, javaslom, hogy vásároljon egyet online.

Ha tetszik ez a projekt, és úgy találta, hogy milyen informatív és hasznos, kérjük, szavazzon a projektemre.

Köszönöm.