Bežični punjač sam: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

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

Bežične tehnike napajanja uglavnom se dijele u dvije kategorije, ne zrače i zrače. 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 primjene 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.

Što je induktivna spojka:

U induktivnoj sprezi (elektromagnetska indukcija ili induktivni prijenos snage, IPT), snaga se prenosi između zavojnica žice pomoću magnetskog polja. Zavojnice odašiljača i prijamnika zajedno tvore transformator (vidi dijagram). Naizmjenična struja (AC) kroz zavojnicu odašiljača (L1) stvara oscilirajuće magnetsko polje (B) prema Ampereovom 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 izravno pokretati opterećenje, ili biti ispravljena na istosmjernu struju (DC) ispravljačem u prijemniku, koji pokreće opterećenje.

Rezonantna induktivna sprega

Prema teoriji vezanog 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, zelena) između dva rezonantna sklopovi (podešeni krugovi), jedan u odašiljaču i jedan u prijemniku (vidi dijagram, desno). Svaki rezonantni krug sastoji se od zavojnice žice spojene na kondenzator, ili samorezonantne zavojnice ili drugog rezonatora s unutarnjim 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: ŠTO ĆETE TREBATI !!!!

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 IC timer (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)

Kondenzator 47uF [elektrolitički] (x1)

47nF kondenzator [poliester] (x2)

Vijčani terminali

IN5819 schotky dioda (x6)

Mini USB priključak [muški] (x1)

DC - DC 5v Buck pretvarač

Pa počnimo s izgradnjom.

Korak 2: Namotavanje zavojnica !!?

namotavanje savršene spiralne zavojnice pomalo je zeznuto. Evo mog načina namotavanja zavojnice. Prije svega kartonom izrežite mali krug promjera 1 cm, zalijepite ga na komad kartona i napravite rupu u sredini. ODMAH 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 namota na mjestu). Nastavite navijati sve dok broj zavoja 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-amp-a (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, to je žica debljine 1.0 mm, unutarnji promjer zavojnice = 1.0 cm, broj zavoja = 30. trebali biste dobiti induktivnost zavojnica oko 21,56 uH 26,08 uH zbog nepoznate pogreške. Sada nakon dobivanja induktiviteta 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 oscilatorni krug čija je oscilacija frekvencije 143,75 Khz.

Korak 4: Krug oscilatora …

Postoji mnogo načina za stvaranje oscilatornog kruga. U ovom krugu ćemo koristiti 555 timer IC za proizvodnju signala od 143,75 Khz, ali to nije dovoljno za pogon LC kruga (zavojnica odašiljača s kondenzatorom u seriji). pa moramo izgraditi upravljački sklop H-mosta MOSFET-a za pogon LC-kruga.https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… S osvrtom na krug na gornjoj web stranici i neke manje promjene koje imam napravio krug za pogon LC kruga. Samo slijedite krug koji sam ovdje priključio. RAD: IC 555 mjerača vremena u stabilnom multivibratoru s 50% radnog ciklusa proizvodi potrebni oscilirajući signal koji se dovodi na IC2121 IC. 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 sinuzoidnu struju kroz zavojnicu odašiljača koja inducira magnetsko polje oko nje. Kada se zavojnica prijemnika paralelno s kondenzatorom, čija se rezonantna frekvencija isto kao i zavojnica odašiljača postavi u njeno magnetsko polje, inducirana je to. inducirana struja se pomoću ispravljača mosta pretvara u istosmjernu struju i regulira na 5 V DC za punjenje mobilnog uređaja pomoću pretvarača u dolarima.

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

Korak 5: #Završna mjera:

Sada, nakon izgradnje svih sklopova prema shemi, provjerite sve i također izmjerite sve. Opet ako imate bilo koji uređaj za mjerenje frekvencije onda je u redu, ako ne samo učitajte sljedeći kod u Arduino Uno. web adresa:

Izmjerite frekvenciju na 3. pinu IC brojača 555. Tijekom mjerenja frekvencije 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 ne. 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 učinkovitost od 40,4%

Korak 6: #Ograđivanje

Reciklirao sam staru mobilnu kutiju kao kućište kao što možete vidjeti na slici. Nakon što to učinite, 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 učinkovitost smanjiti. Kao što vidite, spojio sam mini USB konektor na izlazu pretvarača. To se može povezati s bilo kojim uređajem i može se puniti bežično.

Korak 7: Trenutak istine !!

ZAŠTO TAKO NEDOVOLJAN:

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

pa kako ćemo prevladati te probleme ??? pa možemo upotrijebiti posebnu vrstu žice koja se zove LITZ WIRE za prevladavanje kožnog učinka. Učinak kojim struja prolazi samo kroz određenu dubinu vodiča pri velikoj frekvenciji poznat je kao kožni učinak. Također možemo koristiti feritnu bazu za povećanje induktiviteta i učinkovito povećanje spajanja 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, gore navedeni zavojnici su dovoljni. No, ako ovo želite koristiti u bilo koje dnevne svrhe, predlažem vam da ga kupite na mreži.

Ako vam se svidio ovaj projekt i ako ste ga smatrali informativnim i korisnim, molimo vas da glasate za moj projekt.

Hvala vam.