DIY juhtmeta laadija: 7 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Selles juhendis saate teada, kuidas luua mis tahes seadme jaoks oma traadita laadija. KUIDAS?

Traadita toitevõtted jagunevad peamiselt kahte kategooriasse: mittekiirguvad ja kiirgavad. Lähivälja või mittekiirgustehnikate puhul edastatakse võimsust magnetväljade abil, kasutades induktiivset sidet traatmähiste vahel, või elektriväljade abil, kasutades metall-elektroodide vahelist mahtuvuslikku sidet. Induktiivne sidestus on kõige laialdasemalt kasutatav traadita tehnoloogia; selle rakenduste hulka kuuluvad pihuarvutite (nt telefonid ja elektrilised hambaharjad), RFID -siltide ja siirdatavate meditsiiniseadmete, näiteks tehislike südamestimulaatorite või elektrisõidukite laadijad.

Mis on induktiivne sidumine:

Induktiivse sidestuse (elektromagnetiline induktsioon või induktiivne jõuülekanne, IPT) korral edastatakse võimsus traatrullide vahel magnetvälja abil. Saatja ja vastuvõtja mähised moodustavad koos trafo (vt skeemi). Vahelduvvool (AC) läbi saatja mähise (L1) loob võnkuva magnetvälja (B) vastavalt Ampere seadusele. Magnetväli läbib vastuvõtva mähise (L2), kus see indutseerib Faraday induktsiooniseaduse kohaselt vahelduva EMF -i (pinge), mis tekitab vastuvõtjas vahelduvvoolu. Indutseeritud vahelduvvool võib koormust otse juhtida või parandada alalisvoolule (DC) vastuvõtja alaldi abil, mis juhib koormust.

Resonantsinduktiivne sidestus

Marin Soljačići MIT -is välja pakutud sidestusrežiimi teooria kohaselt on resonantsinduktiivne sidestus (elektrodünaamiline sidestus, [12] tugevalt ühendatud magnetresonants) induktiivse sidumise vorm, mille puhul võimsust kannavad magnetväljad (B, roheline) kahe resonantsi vahel vooluahelad (häälestatud ahelad), üks saatjas ja teine vastuvõtjas (vt diagramm, paremal). Iga resonantsahel koosneb kondensaatoriga ühendatud traatmähist või iserezonantsest mähist või muust sisemise mahtuvusega resonaatorist. Need kaks on häälestatud resoneerima samal resonantssagedusel. Mähiste vaheline resonants võib sidumist ja jõuülekannet oluliselt suurendada.

Kui soovite teema kohta rohkem teada saada, järgige seda linki:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Samm: MIDA TE VAJATE !!!!

Alustuseks vajate järgmisi komponente:

Dot PCB plaat (x1)

traat 1 mm paks (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET draiveri IC (x2)

555 taimeriga IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K trimmipott [103] (x1)

10k takisti (x4)

10 OHM takisti (x4)

0,1uF kondensaator [104] (x5)

10nf kondensaator [103] (x1)

2,2 nF kondensaator [222] (x1)

10uF kondensaator [elektrolüütiline] (x3)

47uF kondensaator [elektrolüütiline] (x1)

47nF kondensaator [polüester] (x2)

Kruviklemmid

IN5819 Schotky diood (x6)

Mini USB -pistik [isane] (x1)

DC - DC 5v Buck muundur

Nii et alustame ehitusega.

2. samm: RULLIDE kerimine !!?

täiusliku spiraalmähise kerimine on natuke keeruline. Siin on minu viis mähise mähistamiseks. Kõigepealt lõigake kartongiga väike ring läbimõõduga 1 cm, liimige see papitükile ja tehke keskele auk. NÜÜD võtke 1 mm paksune traat ja laske see läbi keskel oleva augu (see on täiendav traat elektriühenduste jaoks). Kandke pinnale palju liimi ja alustage kerimist ringiga ringi liikudes (liim aitab mähist paigal hoida). Jätkake mähistamist, kuni pöörete arv saab 30. Tehke 2 sellist tüüpi identset mähist.

3. samm: mõõtke:

Kui teil on LCR -arvesti, võite selle sammu vahele jätta. Kui teil pole LCR-meetrit, ehitage induktiivsusmõõtur Arduino Unost ja op-võimendist (LM339). Olen selle vooluringi võtnud järgmiselt veebisaidilt, selle induktiivsusmõõturi kohta leiate lisateavet veebisaidilt. (Kood on saadaval ka veebisaidil)

Nüüd mõõtke selle arvestiga mähiste induktiivsust ja kui teil on kõik tingimused samad, mis minul, see on 1,0 mm paksune traat, mähise siseläbimõõt = 1,0 cm, keerdude arv = 30. peaksite saama induktiivsuse mähis umbes 21,56 uH 26,08 uH tundmatu vea tõttu. Nüüd, pärast induktiivsuse saamist, peate arvutama LC vooluahela resonantssageduse. Valemiga antud: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) saate seda veebikalkulaatorit kasutada resonantsi sageduse arvutamiseks. nüüd peame ehitama ostsillaatoriahela, mille võnkumine on sagedusega 143,75 Khz.

Samm: ostsillaatori ahel…

Ostsillaatori vooluahela valmistamiseks on palju võimalusi. Selles vooluahelas kasutame taimeriga IC 555 signaali 143,75 Khz tootmiseks, kuid sellest ei piisa LC -ahela juhtimiseks (saatja mähis koos kondensaatoriga järjestikku). seega peame LC-ahela juhtimiseks ehitama H-silla mosfeti draiveriahela. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… tegi vooluringi LC -ahela juhtimiseks. Järgige ahelat, mille olen siia lisanud. TÖÖTAMINE: 50% töötsükliga Astable Multivibrator 555 taimeriga IC toodab vajaliku võnkesignaali, mis suunatakse IR2110 IC -le. Mosfeti draiveriahel väljastab ruutlaine, kui sisendid A = D ja B = C ja B (C) on A (D) ümberpööratud olekus. Seega kasutatakse selle saavutamiseks inverter -IC -d (4049). See võnkepinge tekitab saatja mähise kaudu sinusoidaalse voolu, mis indutseerib selle ümber magnetvälja. Kui vastuvõtja mähis paralleelselt kondensaatoriga, mille resonantssagedus sama mis saatja mähisel, paigutatakse selle magnetvälja voolu. See indutseeritud vool muundatakse sillaldi abil alalisvooluks ja reguleeritakse 5 V alalisvooluks, et laadida mobiiltelefoni buck -muunduri abil.

Need, kes soovivad selle projekti trükitud versiooni teha, olen lisanud ka Eagle'i tahvli failid, vaadake seda.

5. samm: #viimane meede:

Nüüd, pärast kõigi vooluahelate ehitamist vastavalt skemaatilisele skeemile, kontrollige kõike ja mõõtke ka kõike. Uuesti, kui teil on sageduse mõõtmiseks mõni seade, siis on kõik korras, kui mitte lihtsalt üles laadida järgmine kood Arduino Uno. veebiaadress:

Mõõtke sagedust 555 taimer IC kolmanda tihvtiga. Sageduse mõõtmise ajal reguleerige 10K trimmipotti, et saada vajalik sagedus (st 143,75 Khz). Nüüd mõõtke mitme meetriga järgmised parameetrid: Sisendpinge [Vin] (st, kontrollige, kas see on täpselt 12 V või mitte.) Sisendvool [Iin] (st vool vooluahelasse 12 V toiteallikast). Väljundpinge [Vout] (st kontrollige, kas see on täpselt 5 V või mitte). Väljundvool [Iout] (st vool mobiiltelefonile buck -muundurist). Arvutused: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMy näidud: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA, mis tagab efektiivsuse 40,4%

6. samm: #Karp

Olen ringlusse võtnud vana mobiilikasti korpuse kujul, nagu näete pildil. Kui olete seda teinud, saate laadida mobiiltelefoni või mis tahes seadet, mis nõuab 5 volti, laadimisvool on 300 mA. (Mis on mobiiltelefonide jaoks aeglane). Väljundvõimsust saab veelgi suurendada, kuid efektiivsus väheneb. Nagu näete, olen buck -muunduri väljundisse ühendanud mini -USB -pistiku. Seda saab ühendada mis tahes seadmega ja seda saab juhtmevabalt laadida.

7. samm: tõehetk !!

Miks nii ebatõhus:

Nagu näete, on selle efektiivsus väga madal, kuid miks? See on tingitud halvast õhuühendusest, nahaefektist ja käsitsi mähise induktiivsuse veast ning ostsillaatori vooluahela sagedus ei ole stabiilne.

kuidas me siis nendest probleemidest üle saame ??? Naha efekti saavutamiseks saame kasutada spetsiaalset traati, mida nimetatakse LITZ WIRE. Efekti, mille kaudu vool läbib kõrgel sagedusel ainult teatud juhi sügavust, nimetatakse nahaefektiks. Samuti saame kasutada ferriitbaasi, et suurendada induktiivsust ja suurendada tõhusalt kahe mähise sidumist. Loomulikult on veebipoodides palju ülaltoodud nõuetega mähiseid, mida saab kasutada traadita laadija efektiivsuse suurendamiseks.

Kui soovite seda demonstreerimiseks ehitada, piisab ülaltoodud mähistest. Kuid kui soovite seda kasutada igapäevaseks otstarbeks, soovitan teil selle veebist osta.

Kui teile see projekt meeldib ja leiate, et see on informatiivne ja kasulik, palun hääletage minu projekti poolt.

Aitäh.