DIY անլար լիցքավորիչ ՝ 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Այս Instructable- ում դուք կիմանաք, թե ինչպես ստեղծել ձեր սեփական անլար լիցքավորիչը ցանկացած սարքի համար:

Անլար էներգիայի տեխնիկան հիմնականում բաժանվում է երկու կատեգորիայի ՝ ոչ ճառագայթային և ճառագայթային: Մոտ դաշտային կամ ոչ ճառագայթային տեխնիկայում էներգիան փոխանցվում է մագնիսական դաշտերի միջոցով `օգտագործելով մետաղալարերի կծիկների միջև ինդուկտիվ միացում, կամ էլեկտրական դաշտերի միջոցով` մետաղական էլեկտրոդների միջև տարողունակ միացման միջոցով: Ինդուկտիվ միացումն ամենալայն կիրառվող անլար տեխնոլոգիան է. դրա ծրագրերը ներառում են ձեռքի սարքերի լիցքավորում, ինչպիսիք են հեռախոսները և էլեկտրական ատամի խոզանակները, RFID պիտակները և լիցքավորիչները `փոխպատվաստվող բժշկական սարքերի համար, ինչպիսիք են արհեստական սրտի խթանիչները կամ էլեկտրական մեքենաները:

Ի՞նչ է ինդուկտիվ միացումը

Ինդուկտիվ միացման դեպքում (էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա կամ ինդուկտիվ էներգիայի փոխանցում, IPT), հզորությունը մագնիսական դաշտով փոխանցվում է մետաղալարերի կծիկների միջև: Հաղորդիչն ու ստացողը կծիկները միասին կազմում են տրանսֆորմատոր (տես դիագրամ): Փոփոխական հոսանքը (AC) հաղորդիչ կծիկի (L1) միջոցով Ամպերի օրենքով ստեղծում է տատանվող մագնիսական դաշտ (B): Մագնիսական դաշտը անցնում է ընդունող կծիկով (L2), որտեղ առաջացնում է փոփոխական EMF (լարում) Ֆարադեյի ինդուկցիայի օրենքով, որն ընդունիչում ստեղծում է այլընտրանքային հոսանք: Ինդուկցիոն փոփոխական հոսանքը կարող է կամ ուղիղ բեռը քշել, կամ ուղղվել ստացողի մեջ ուղղիչի միջոցով ուղիղ հոսանք (DC) հասցնելը, որը շարժում է բեռը:

Ռեզոնանսային ինդուկտիվ միացում

Մարին Սոլյաչիչի կողմից MIT- ում առաջարկված զուգակցված ռեժիմի տեսության համաձայն, ռեզոնանսային ինդուկտիվ միացում (էլեկտրադինամիկ միացում, [12] ուժեղ զուգակցված մագնիսական ռեզոնանս) ինդուկտիվ զուգավորման մի ձև է, որի դեպքում ուժը փոխանցվում է մագնիսական դաշտերով (B, կանաչ) երկու ռեզոնանսների միջև: սխեմաներ (լարված սխեմաներ) ՝ մեկը հաղորդիչում և մեկը ՝ ընդունիչում (տե՛ս դիագրամը, աջ): Յուրաքանչյուր ռեզոնանսային միացում բաղկացած է կոնդենսատորի հետ կապված մետաղալարից, կամ ներքին հզորությամբ ինքնագնահատական կծիկից կամ այլ ռեզոնատորից: Երկուսն էլ լարված են, որպեսզի հնչեն նույն ռեզոնանսային հաճախականությամբ: Կծիկների միջև ռեզոնանսը կարող է մեծապես բարձրացնել միացումը և էներգիայի փոխանցումը:

ԵԹԵ ցանկանում եք ավելին իմանալ թեմայի մասին, հետևեք այս հղմանը.

hy.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Քայլ 1 ՝ ԻՆՉ ԿԱՐՈ ԵՍ !!!!

Սկսելու համար ձեզ հարկավոր են հետևյալ բաղադրիչները

Dot PCB տախտակ (x1)

մետաղալար 1 մմ հաստությամբ (7 մ)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N ՄՈՍՖԵՏ (x4)

IR2110 MOSFET վարորդ IC (x2)

555 ժամանակաչափ IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K զարդարանքով զամբյուղ [103] (x1)

10k դիմադրություն (x4)

10 OHM դիմադրություն (x4)

0.1uF կոնդենսատոր [104] (x5)

10nf կոնդենսատոր [103] (x1)

2.2nF կոնդենսատոր [222] (x1)

10uF կոնդենսատոր [էլեկտրոլիտիկ] (x3)

47uF կոնդենսատոր [էլեկտրոլիտիկ] (x1)

47nF կոնդենսատոր [պոլիեսթեր] (x2)

Պտուտակային տերմինալներ

IN5819 շոտկի դիոդ (x6)

Մինի USB միակցիչ [արական] (x1)

DC - DC 5v Buck փոխարկիչ

Այսպիսով, եկեք սկսենք կառուցումից:

Քայլ 2. Ոլորուն COILS !!?

կատարյալ պարուրաձև ոլորուն ոլորելը մի փոքր բարդ է: Ահա կծիկը ոլորելու իմ ճանապարհը: Նախևառաջ ստվարաթղթով կտրեք 1 սմ տրամագծով մի փոքր շրջանակ, կպցրեք այն ստվարաթղթի վրա և կենտրոնում փոս պատրաստեք: ՀԻՄԱ, վերցրեք 1 մմ հաստությամբ մետաղալարը և անցեք այն կենտրոնում արված անցքի միջով (սա լրացուցիչ մետաղալար է էլեկտրական միացումների համար): Կիրառեք շատ սոսինձ մակերեսին և սկսեք ոլորել ՝ շրջելով շրջապատը (սոսինձը օգնում է ոլորուն տեղում պահել): Շարունակեք ոլորել, մինչև շրջադարձերի թիվը դառնա 30. Կատարեք 2 նմանատիպ միատեսակ կծիկ:

Քայլ 3: Չափել

Եթե ունեք LCR հաշվիչ, կարող եք բաց թողնել այս քայլը: Եթե դուք չունեք LCR հաշվիչ, կառուցեք ինդուկտիվության հաշվիչ Arduino Uno- ից և op-amp- ից (LM339): Ես վերցրել եմ այս սխեման հետևյալ կայքից, դուք կարող եք լրացուցիչ տեղեկություններ գտնել ինդուկտիվության հաշվիչի մասին հենց կայքում: (կոդը հասանելի է նաև վեբ կայքում)

Այժմ, չափեք կծիկների ինդուկտիվությունը այս հաշվիչով, և եթե ունեք բոլոր պայմանները, ինչ իմն է `1,0 մմ հաստ մետաղալար, կծիկի ներքին տրամագիծը = 1,0 սմ, պտույտների թիվը = 30: Դուք պետք է ստանաք ինդուկտիվություն անհայտ սխալի պատճառով կծիկը մոտ 21.56 uH 26.08 uH է: Այժմ ինդուկտիվություն ստանալուց հետո դուք պետք է հաշվարկեք LC միացման ռեզոնանսային հաճախականությունը: Հաշվի առնելով բանաձևը `F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) կարող եք օգտագործել այս առցանց հաշվիչը `ռեզոնանսի հաճախականությունը հաշվարկելու համար: այժմ մենք պետք է կառուցենք տատանումների միացում, որի տատանումը 143,75 Խց հաճախականությամբ է:

Քայլ 4. Տատանման շրջան…

Տատանման միացում ստեղծելու բազմաթիվ եղանակներ կան: Այս սխեմայում մենք կօգտագործենք 555 ժմչփ IC ՝ 143,75 ԿՀց ազդանշան արտադրելու համար, բայց դա բավարար չէ LC միացումն ապահովելու համար (հաղորդիչ կծիկ ՝ կոնդենսատորով շարքով): այնպես որ մենք պետք է կառուցենք H Bridge mosfet վարորդի միացում ՝ LC- ի միացումն վարելու համար: միացում կատարեց LC միացում վարելու համար: Պարզապես հետևեք այն սխեմային, որը ես կցել եմ այստեղ: Mosfet վարորդի միացումը դեպի քառակուսի ալիք կթողնի, երբ A = D և B = C և B (C) մուտքերը A (D) - ի շրջված վիճակն է: Այսպիսով, դրան հասնելու համար օգտագործվում է Inverter IC (4049): Այս տատանվող Լարման ստեղծում է հաղորդիչ կծիկի միջոցով սինուսոիդային հոսանք, որն առաջացնում է մագնիսական դաշտ դրա շուրջը: ինդուկցիոն հոսանքը փոխակերպվում է DC- ի `օգտագործելով կամրջի ուղղիչ սարքը և կարգավորվում է 5 V DC- ով` շարժական սարքը լիցքավորելու համար `օգտագործելով կողպեքի փոխարկիչ:

Նրանք, ովքեր ցանկանում են պատրաստել այս նախագծի տպագիր տարբերակը, ես կցել եմ նաև Eagle տախտակի ֆայլերը, ստուգեք այն:

Քայլ 5: #Վերջնական միջոցառում

Այժմ, սխեմաների համաձայն բոլոր սխեմաները կառուցելուց հետո ստուգեք ամեն ինչ և չափեք ամեն ինչ: նորից, եթե ունեք հաճախականությունը չափող որևէ սարք, ապա դա նորմալ է, եթե ոչ պարզապես վերբեռնեք Arduino Uno- ի հետևյալ ծածկագիրը: վեբ հասցե ՝

Չափել հաճախականությունը 555 ժամանակաչափի IC- ի 3 -րդ փինում: Հաճախականությունը չափելիս հարմարեցրեք 10K զամբյուղը ՝ պահանջվող հաճախականությունը ստանալու համար (այսինքն ՝ 143,75 Khz): այժմ մի քանի մետր չափեք հետևյալ պարամետրերը. Մուտքային լարման [Vin], ստուգեք ՝ դա ուղիղ 12 Վ է, թե ոչ): Մուտքային հոսանք [Iin] (այսինքն ՝ հոսանքը հոսանքին 12 վ լարման աղբյուրից): Ելքային լարման [Vout] (այսինքն ՝ ստուգեք ՝ արդյոք դա ճի՞շտ է 5 Վ, թե ոչ): Ելքային հոսանք [Iout] (այսինքն ՝ շարժական բջջայինից ՝ փոխարկիչից): Հաշվարկներ. Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / Pin Իմ ընթերցումները. Vin = 11.8 V; Iin = 310 մԱ; Vout = 5.1 V; Vin = 290 մԱ, որը տալիս է արդյունավետություն 40.4%

Քայլ 6 ՝ #պարիսպը:

Ես վերամշակել եմ հին բջջային տուփը որպես պարիսպ, ինչպես տեսնում եք նկարում: մեկ անգամ, երբ դա արել եք, կարող եք լիցքավորել բջջային կամ ցանկացած սարք, որը պահանջում է 5 վոլտ, լիցքավորման հոսանքը `300 մԱ: (ինչը մի փոքր դանդաղ է բջջայինների համար). Ելքային հզորությունը կարող է ավելանալ, բայց արդյունավետությունը կնվազի: Ինչպես տեսնում եք, ես միացրել եմ մինի USB միակցիչ ՝ բակ փոխարկիչի ելքի վրա: Սա կարող է միացվել ցանկացած սարքի և կարող է լիցքավորվել անլար:

Քայլ 7: Momշմարտության պահ !!

ԻՆՉՈ SO ԱՅՆ ԱՆՎFԱՐ

Ինչպես նկատում եք, դրա արդյունավետությունը շատ ցածր է, բայց ինչու: Դա պայմանավորված է վատ օդի միացման, մաշկի ազդեցության և ձեռքի ոլորված կծիկի ինդուկտիվության սխալի պատճառով, իսկ տատանումների միացման հաճախականությունը ինքնին կայուն չէ:

ուրեմն ինչպե՞ս ենք հաղթահարում այս խնդիրները ??? լավ, մենք կարող ենք օգտագործել հատուկ տեսակի մետաղալարեր, որոնք կոչվում են LITZ WIRE, մաշկի ազդեցության վերացման համար: Այն ազդեցությունը, որով հոսանքը անցնում է բարձր հաճախականությամբ միայն դիրիժորի որոշակի խորությամբ, հայտնի է որպես մաշկի ազդեցություն: Մենք կարող ենք նաև օգտագործել ֆերիտային հիմքը ՝ ինդուկտիվությունը բարձրացնելու և երկու կծիկներն արդյունավետորեն ամրացնելու համար: Իհարկե, առցանց խանութներում կան բազմաթիվ կծիկներ `վերը նշված պահանջներով, որոնք կարող են օգտագործվել անլար լիցքավորիչի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար:

Եթե ցանկանում եք սա կառուցել ցուցադրական նպատակների համար, վերը նշված ոլորունները բավական են: Բայց, եթե ցանկանում եք սա օգտագործել ամենօրյա նպատակների համար, ես առաջարկում եմ ձեզ գնել առցանց:

Եթե ձեզ դուր է գալիս այս նախագիծը և այն ինչքան տեղեկատվական և օգտակար էր, խնդրում եմ քվեարկեք իմ նախագծի օգտին:

Շնորհակալություն.