Էլվիտ Kinetic Charger Powerbank: 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Մի անգամ ես ճանապարհորդության էի, և ես խնդիր ունեի իմ գաջեթները լիցքավորելու հետ կապված: Ես երկար ճանապարհորդեցի ավտոբուսով, հնարավորություն չունեի լիցքավորել հեռախոսս և գիտեի, որ շուտով առանց հաղորդակցության կլինեմ:

Այսպիսով, ծագեց կինետիկ լիցքավորիչ ստեղծելու գաղափարը, որը կախված չի լինի հոսանքի վարդակից:

Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է լիցքավորել ձեր գործիքը ճանապարհորդության, զբոսանքի, լողափում կամ տրանսպորտում, ապա Elveet- ը կօգնի ձեզ: Կարող եք պարզապես թափահարել Էլվիտը կամ դնել պայուսակի մեջ (ուսապարկ) և գնալ աշխատանքի (զբոսանքի գնալ, լողափ, լեռներ և այլն): Երբ շարժվում եք, սարքը լիցքավորվում է:

Elveet- ը կինետիկ լիցքավորիչ է: Էլվետի շահագործման սկզբունքը հիմնված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի վրա

Քայլ 1: Էլվեի բաղադրամասեր

1. Ինդուկտորը բաղկացած է Halbach- ի 9 մագնիսական զանգվածից և երեք կծիկներից:

2. PCB- ն պարունակում է ինդուկտոր 200 մԱ ուժեղացուցիչ-փոխարկիչ, մարտկոցի լիցքավորիչ և մարտկոցի ուժեղացուցիչ փոխարկիչ 5V 2A ելք:

3. Լիթիում-պոլիմերային մարտկոց 2800 մԱ / ժ:

4. Գործը բաղկացած է 4 մասից և պատրաստված է 3D տպիչով:

Ամբողջ նախագիծը ստեղծվել է Fusion 360 -ում:

Քայլ 2: Elveet Inductor

Ինդուկտորը ձեր շարժման կինետիկ էներգիան փոխակերպում է էլեկտրական հոսանքի: Ինդուկտորի արդյունավետությունը ամենակարեւոր պարամետրն է: Ներքին մարտկոցի կուտակված էներգիայի քանակը կախված է ինդուկտորի արդյունավետությունից:

Ինդուկտորը բաղկացած է երեք կծիկներից, Halbach մագնիսական զանգվածից և երեք դիոդային կամուրջներից: Կծիկի աշխատանքային դաշտը այն հատվածն է, որից վերևում անցնում են մագնիսների բևեռները, այսինքն ՝ որքան երկար է այս մասը, այնքան ավելի շատ էներգիա կարող ենք ստանալ.

Ավելին, յուրաքանչյուր կծիկի ելքերը կապված են դիոդային կամրջի հետ, այսինքն ՝ կծիկներն անկախ են լարման մեջ: Եվ բոլոր երեք կծիկների հոսանքը ամփոփվում է դիոդային կամուրջներից հետո: Դիոդային կամուրջներն օգտագործում են Schottky դիոդներ ՝ Nexperia- ի կողմից արտադրվող PMEG4010 շատ ցածր լարվածությամբ: Սրանք ամենալավ դիոդներն են նման ծրագրերի համար, և ես խորհուրդ չեմ տալիս դրանք փոխել այլոց:

Մագնիսական Halbach զանգվածը կենտրոնացնում է մագնիսական դաշտը մի կողմից: Մյուս կողմից, մագնիսական դաշտը շատ թույլ է:

Halbach զանգվածը պահանջում է գրեթե կրկնակի մշտական մագնիսների քանակ, սակայն Halbach- ի հավաքածուի արդյունավետությունը շատ բարձր է:

Մագնիսական զանգվածը անցնում է յուրաքանչյուր կծիկի երկու մասի վրայով և միշտ բևեռներն անցնում են տարբեր մասերի վրայով: Քանի որ կծիկներն էլեկտրականապես անկախ են դիոդային կամուրջների պատճառով, դրանց ազդեցությունը միմյանց վրա բացառվում է:

Ինդուկտորը օգտագործում է 9 neodymium մագնիսների հավաքածու 5X5X30mm N42: Եվս երկու մագնիս ՝ 2X4X30 N42, օգտագործվում են որպես զսպանակներ:

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Ինդուկտորի արդյունավետությունը կախված է մագնիսական դաշտի փոփոխման արագությունից: Դրա համար մագնիսական հավաքման ուղին մեծանում է: Այսպիսով, մագնիսական դաշտի փոփոխության արագությունը էապես մեծանում է շարժման ընթացքում մագնիսական հավաքման մեծ արագացման շնորհիվ:

Այս ինդուկտորը շատ ավելի արդյունավետ է, քան գլանաձև մագնիս ունեցող ինդուկտորը կծիկի կենտրոնում: Գլանաձև ինդուկտորն ունի մագնիսի միայն վերին և ստորին աշխատանքային մասը: Գլանաձև մագնիսի միջին մասը ներկա սերնդում գրեթե չի գործում: Հետեւաբար, դրա արդյունավետությունը ցածր է:

Elveet ինդուկտորն ունի 4 բևեռ մագնիսական համակարգ, որն ուղղված է կծիկների լարերին խիստ ուղղահայաց:

Դիոդային կամուրջներից հետո կծիկների հոսանքը ամփոփվում է և սնվում փոխարկիչին և լիցքավորման տախտակին:

Քայլ 3: Elveet PCB

Շղթան և տախտակների բոլոր բաղադրիչները: Այն պարունակում է երեք հիմնական մաս.

1. 200mA փոխարկիչի ինդուկտորային հոսանքի ուժեղացում: Օգտագործվում է NCP1402 չիպը:

Այն խթանող փոխարկիչ է, որը գործում է 0.8 վոլտ -ից և տալիս է ֆիքսված լարման 5 վոլտ և մինչև 200 մԱ հոսանք: Այս չիպի խնդիրն է մարտկոցը լիցքավորելու հարմարավետ լարման ապահովումը:

2. Լիցքավորեք սարքի չիպը STC4054

Այս չիպը ստանում է 5 վոլտ ինդուկտորից կամ արտաքին աղբյուրից (միկրո USB- ի միջոցով) և լիցքավորում է 2800 մԱ հզորությամբ լիթիում-պոլիմերային մարտկոց: Ինդուկտորային հոսանքը և հոսանքը արտաքին աղբյուրից անջատվում են Schottky դիոդների միջոցով:

Բացի այդ, Schottky դիոդների երկրորդ զույգը թույլ է տալիս Elveet- ին աշխատել որպես անխափան սնուցման աղբյուր, այսինքն ՝ կարող եք լիցքավորել Elveet- ը և միաժամանակ ստանալ հոսանք ձեր սարքերի համար:

3. Լրացուցիչ ելքային փոխարկիչ: Այն մարտկոցի լարումը հասցնում է 5 վոլտի և ապահովում մինչև 2 ամպեր հոսանք ՝ սարքերը սնուցելու համար: Այս դեպքում LM2623 չիպը գործում է:

LM2623- ի լավ հատկանիշը ներքին բարձր հզորության տրանզիստորն է և մինչև 2 Ամպեր ելքային հոսանքը `ցածր ելքային լարման ալիքով: Ելքային լարումը սնվում է ստանդարտ USB միակցիչով:

Բացի այս մասերից, տախտակն ունի հպման զգայուն բեռի անջատիչ (օրինակ ՝ հզոր ճամփորդական լամպ կամ այլ մշտական բեռներ): Կան նաև ելքային կապիչներ ՝ անլար լիցքավորիչը USB մալուխի փոխարեն միացնելու համար, սակայն այս տարբերակը նախատեսված է ապագայի համար:

Քայլ 4: Elveet Case

Պատյանների բոլոր մասերը և մագնիսի պահիչը տպված են 3D տպիչի վրա:

Բոլոր STL ֆայլերն այստեղ են:

Գործի չափսեր

18 - 54 - 133 мм (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 դյույմ)

Քայլ 5: Կծիկներ

5x35 մմ բարձրությամբ 8 մմ ուղղանկյուն հիմքի վրա մենք պտտվում ենք 32 AWG (0.2 մմ) մետաղալարով:

Կծիկները պատրաստվում են 32 AWG (0.2 մմ) մետաղալարով ՝ ուղղանկյուն հիմքի վրա: Շրջադարձների թիվը մոտավորապես 1200 է: Ամբողջ կծիկի լայնությունը չպետք է լինի ավելի քան 20 մմ: Դուք կարող եք կիրառել ավելի հաստ մետաղալար, բայց խթանող փոխարկիչի համար սա կլինի ավելի ծանր ռեժիմ: Ավելի բարակ մետաղալարն ավելի շատ լարում կտա, բայց հոսանքը կնվազի, իսկ օմական կորուստները կավելանան:

Պտտվելուց հետո բոլոր կծիկները պետք է փաթաթվեն PTFE ժապավենով:

Քայլ 6: Տախտակի դիոդային կամուրջներ

Սա նեղ տախտակ է 12 դիոդների համար:

Այն գտնվում է կծիկների կողքին:

Յուրաքանչյուր կծիկի ելքերը միացված են կամուրջներին, երբ խորհուրդը տեղադրվում է ակոսում:

Քայլ 7: Կապերի ստուգում

Դա անելու համար ձեզ հարկավոր է բարակ տախտակ, որը տեղադրված է 10-15 սպիտակ LED և մեկ կոնդենսատոր `մոտ 2200 միկրոֆարադով:

LED- ները զուգահեռաբար միացված են և զոդվում են դիոդային կամուրջների տախտակին:

Մագնիսական հավաքածուն կծիկներով տեղափոխելիս բոլոր դիոդները պետք է պայծառ փայլեն:

Ավելին, փորձնական տախտակը հանվում է, իսկ կամրջի տախտակները կապվում են փոխարկիչին:

Քայլ 8: Վերջնական հավաքում

Մենք միացնում ենք մարտկոցի և ինդուկտորի լարերը տախտակին:

Դրանից հետո մենք հավաքում ենք սարքի վերին և ստորին կափարիչները `օգտագործելով երկու պտուտակ:

Սարքը պատրաստ է աշխատանքի:

Այժմ դուք լիովին էներգետիկ անկախ եք: