Elveet. Kineetilise laadija Powerbank: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Ükskord olin reisil ja mul tekkis probleem vidinate laadimisega. Reisin pikalt bussis, ei olnud võimalust telefoni laadida ja teadsin, et jään varsti suhtluseta.

Nii tuli idee luua kineetiline laadija, mis ei sõltu pistikupesast.

Kui teil on vaja oma vidinat laadida reisil, matkal, rannas või transpordis, siis aitab teid Elveet. Võite Elveeti lihtsalt raputada või kotti (seljakoti) panna ja tööle minna (matkata, randa, mägedesse jne). Seade laeb, kui liigute.

Elveet on kineetiline laadija. Toimimispõhimõte Elveet põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel

Samm: Elveeti komponendid

1. Induktor koosneb 9-magnetilisest Halbachi massiivist ja kolmest mähist.

2. PCB sisaldab induktiivpooli 200mA astmemuundurit, akulaadijat ja aku suurendusmuunduri 5V 2A väljundit.

3. Liitium-polümeer aku 2800 mAh.

4. Korpus koosneb 4 osast ja on valmistatud 3D -printeriga.

Kogu projekt on loodud Fusion 360 -s

2. samm: Elveeti induktor

Induktor muudab teie liikumise kineetilise energia elektrivooluks. Induktori efektiivsus on kõige olulisem parameeter. Sisemisse akusse kogunenud energia hulk sõltub induktiivpooli efektiivsusest.

Induktiivpool koosneb kolmest mähist, Halbachi magnetmassiivist ja kolmest dioodsillast. Spiraali tööväli on see osa, millest kõrgemal magnetite poolused läbivad, st mida pikem see osa on, seda rohkem energiat saame.

Lisaks on iga mähise väljundid ühendatud dioodsillaga, see tähendab, et mähised on pingest sõltumatud. Ja kõigi kolme mähise vool võetakse kokku pärast dioodisildu. Dioodisillad kasutavad Schottky dioode, millel on Nexperia toodetud väga madal esipinge PMEG4010. Need on selliste rakenduste jaoks parimad dioodid ja ma ei soovita neid teistele vahetada.

Magnetiline Halbachi massiiv koondab magnetvälja ühele küljele. Teisest küljest on magnetväli väga nõrk.

Halbachi massiiv nõuab peaaegu kahekordset püsimagnetite arvu, kuid Halbachi komplekti efektiivsus on väga kõrge.

Magnetmassiiv läbib iga mähise kahte osa ja poolused läbivad alati erinevaid osi. Kuna poolid on dioodide tõttu elektriliselt sõltumatud, on nende mõju üksteisele välistatud.

Induktiivpool kasutab 9 neodüümmagnetist koosnevat komplekti 5X5X30mm N42. Vedrudena kasutatakse veel kahte magnetit 2X4X30 N42.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Induktiivpooli efektiivsus sõltub magnetvälja muutumise kiirusest. Selleks suurendatakse magnetsõlme teekonda. Seega suureneb magnetvälja muutumise kiirus oluliselt tänu magnetilise sõlme suurele kiirendusele liikumise ajal.

See induktiivpool on palju tõhusam kui induktiivpool, mille mähise keskel on silindriline magnet. Silindrilisel induktoril on ainult magneti ülemine ja alumine tööosa. Silindrilise magneti keskmine osa praeguses põlvkonnas peaaegu ei tööta. Seetõttu on selle efektiivsus madal.

Elveeti induktoril on 4-pooluseline magnetsüsteem, mis on suunatud mähiste juhtmetega rangelt risti.

Pärast dioodisildu võetakse mähiste vool kokku ja suunatakse muundurile ja laadijaplaadile.

3. samm: Elveeti PCB

Ahel ja kõik plaatide komponendid. See sisaldab kolme põhiosa:

1. Suurendage 200mA muunduri induktiivvoolu. Kasutatakse kiipi NCP1402.

See on võimendusmuundur, mis töötab alates 0,8 voltist ja annab fikseeritud pinge 5 volti ja voolu kuni 200 mA. Selle kiibi ülesanne on tagada aku laadimiseks mugav pinge.

2. Laadige seadme kiip STC4054

See kiip saab induktiivpoolist või välisest allikast (mikro-USB kaudu) 5 volti ja laeb 2800 mA mahuga liitium-polümeeraku. Induktiivvool ja välise allika vool on Schottky dioodide abil lahti ühendatud.

Samuti võimaldab teine Schottky dioodide paar Elveetil töötada katkematu toiteallikana, see tähendab, et saate Elveeti laadida ja samal ajal oma seadmetele voolu vastu võtta.

3. Suurendage väljundmuundurit. See tõstab aku pinget 5 V -ni ja annab vidinate toiteks voolu kuni 2 amprit. Sel juhul töötab kiip LM2623.

LM2623 hea omadus on sisemine suure võimsusega transistor ja väljundvool kuni 2 amprit madala väljundpinge pulsatsiooniga. Väljundpinge suunatakse tavalisse USB -pistikusse.

Lisaks nendele osadele on plaadil puutetundlik koormuslüliti (näiteks võimas sõidulamp või muud pidevad koormused). Juhtmevaba laadija ühendamiseks USB -kaabli asemel on olemas ka väljundpoldid, kuid see valik on mõeldud tulevikuks.

4. samm: Elveeti ümbris

Kõik korpuse osad ja magnetihoidik on trükitud 3D -printerile.

Kõik STL -failid on siin.

Korpuse mõõtmed:

18–54–133 мм (5, 24–2, 13–0, 728 tolli)

Samm: mähised

Ristkülikukujulisel alusel, mille kõrgus on 5x35 mm, 8 mm, kerime mähist 32 AWG (0,2 mm) traadiga.

Rullid on valmistatud 32 AWG (0,2 mm) traadiga ristkülikukujulisel alusel. Pöörete arv on ligikaudu 1200. Kogu mähise laius ei tohiks olla suurem kui 20 mm. Võite kasutada paksemat traati, kuid võimendusmuunduri jaoks on see raskem töörežiim. Õhem traat annab rohkem pinget, kuid vool langeb ja oomikadud suurenevad.

Pärast mähist tuleb kõik mähised mähkida PTFE -lindiga.

6. samm: pardadioodide sillad

See on kitsas tahvel 12 dioodi jaoks.

See asub mähiste kõrval.

Iga plaadi väljundid on pärast plaadi soonde asetamist ühendatud sildadega.

Samm: ühenduste kontrollimine

Selleks vajate õhukest tahvlit, millele on paigaldatud 10-15 valget LED-i ja üks kondensaator ligikaudu 2200 mikrofaradiga.

LED -id on ühendatud paralleelselt ja joodetud dioodisildade plaadiga.

Magnetsõlme üle mähiste liigutades peaksid kõik dioodid eredalt särama.

Lisaks eemaldatakse testplaat ja sillaplaadi tihvtid ühendatakse muundurplaadiga.

8. etapp: lõplik kokkupanek

Me ühendame aku ja induktiivpooli juhtmed plaadiga.

Pärast seda kogume kahe kruvi abil seadme ülemise ja alumise kaane.

Seade on tööks valmis.

Nüüd olete energeetiliselt täiesti sõltumatu!