Pengecas Tanpa Wayar DIY: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Dalam Instructable ini, anda akan mengetahui cara membina pengecas tanpa wayar anda sendiri untuk mana-mana peranti. BAGAIMANA?

Teknik kuasa tanpa wayar terutamanya tergolong dalam dua kategori, bukan radiasi dan radiasi. Dalam medan dekat atau teknik bukan radiasi, daya dipindahkan oleh medan magnet menggunakan gandingan induktif antara gegelung dawai, atau oleh medan elektrik menggunakan gandingan kapasitif antara elektrod logam. Gandingan induktif adalah teknologi tanpa wayar yang paling banyak digunakan; aplikasinya termasuk mengecas peranti genggam seperti telefon dan berus gigi elektrik, tag RFID, dan pengecas untuk alat perubatan yang boleh ditanam seperti alat pacu jantung buatan, atau kenderaan elektrik.

Apa itu Gandingan Induktif:

Dalam gandingan induktif (pemindahan daya induktor elektromagnetik, IPT), daya dipindahkan antara gegelung dawai oleh medan magnet. Gegelung pemancar dan penerima bersama membentuk transformer (lihat rajah). Arus bergantian (AC) melalui gegelung pemancar (L1) mencipta medan magnet berayun (B) oleh undang-undang Ampere. Medan magnet melewati gegelung penerima (L2), di mana ia mendorong EMF (voltan) bolak-balik oleh undang-undang induksi Faraday, yang membuat arus bolak-balik di penerima. Arus bolak yang disebabkan boleh menggerakkan beban secara langsung, atau diperbaiki untuk mengarahkan arus (DC) oleh penerus di penerima, yang mendorong beban.

Gandingan induktif resonan

Menurut teori mod gandingan yang dikemukakan oleh Marin Soljačić di MIT, gandingan induktif resonan (gandingan elektrodinamik, [12] resonans magnetik yang digabungkan kuat) adalah bentuk gandingan induktif di mana daya dipindahkan oleh medan magnet (B, hijau) antara dua resonan litar (litar ditala), satu di pemancar dan satu di penerima (lihat rajah, kanan). Setiap litar resonan terdiri daripada gegelung wayar yang disambungkan ke kapasitor, atau gegelung resonan sendiri atau resonator lain dengan kapasitansi dalaman. Keduanya diselaraskan untuk bergema pada frekuensi resonan yang sama. Resonans antara gegelung dapat meningkatkan gandingan dan pemindahan daya.

JIKA anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai topik ini ikuti pautan ini:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Langkah 1: APA YANG ANDA PERLUKAN !!!!

Anda memerlukan komponen berikut untuk bermula dengan:

Papan PCB Dot (x1)

tebal dawai 1 mm (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IC pemacu IR2110 MOSFET (x2)

555 IC pemasa (x1)

CD4049 IC (X1)

Pot pemangkas 10K [103] (x1)

Perintang 10k (x4)

Perintang 10 OHM (x4)

Kapasitor 0.1uF [104] (x5)

Kapasitor 10nf [103] (x1)

Kapasitor 2.2nF [222] (x1)

Kapasitor 10uF [elektrolitik] (x3)

Kapasitor 47uF [elektrolitik] (x1)

Kapasitor 47nF [poliester] (x2)

Terminal Skru

Dioda schotky IN5819 (x6)

Penyambung USB mini [lelaki] (x1)

Penukar DC - DC 5v Buck

Oleh itu mari kita mulakan dengan binaan.

Langkah 2: Menggulung COIL !!?

menggulung gegelung spiral yang sempurna agak rumit. Inilah cara saya menggulung gegelung. Pertama sekali, potong bulatan kecil berdiameter 1 cm dengan kadbod, tempelkan pada sekeping kadbod dan buat lubang di tengahnya. SEKARANG, ambil wayar ketebalan 1 mm dan lalui melalui lubang yang dibuat di tengah (ini adalah wayar tambahan untuk sambungan elektrik). Sapukan banyak gam di permukaan dan mulailah berliku dengan mengelilingi bulatan (gam membantu menahan penggulungan di tempat). Terus berliku sehingga jumlah giliran menjadi 30. Buat 2 jenis gegelung serupa.

Langkah 3: Buat Langkah:

Sekiranya anda mempunyai meter LCR, anda boleh melangkau langkah ini. Sekiranya anda tidak mempunyai meter LCR, bina meter induktansi dari Arduino Uno dan op-amp (LM339). Saya telah mengambil litar ini dari laman web berikut, anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai meter induktansi ini di laman web itu sendiri. (Kodnya juga terdapat di laman web itu sendiri)

Sekarang, ukur induktansi gegelung dengan meter ini dan jika anda mempunyai semua keadaan yang sama dengan tambang yang mempunyai dawai setebal 1.0 mm, diameter dalam gegelung = 1.0 cm, bilangan lilitan = 30. anda harus mendapat induktansi gegelung sekitar 21.56 uH 26.08 uH kerana ralat yang tidak diketahui. Sekarang setelah mendapat aruhan, anda harus mengira frekuensi Resonan litar LC. Diberi Oleh Formula: F = 1 / (2 * pi * sq-rt (LC)) anda boleh menggunakan kalkulator dalam talian ini untuk mengira frekuensi resonans.https://www.deephaven.co.uk/lc.htmlDalam kes saya, L = 26.08 uH dan C = 47 nF yang memberikan frekuensi resonan F = 143.75 Khz. sekarang, kita harus membina litar pengayun, yang berayunnya frekuensi 143.75 Khz.

Langkah 4: Litar Oscillator…

Terdapat banyak cara untuk membuat litar pengayun. Dalam litar ini kita akan menggunakan IC pemasa 555 untuk menghasilkan isyarat 143.75 Khz tetapi tidak cukup untuk menggerakkan litar LC (gegelung pemancar dengan kapasitor dalam siri). jadi kita harus membina litar pemacu mosfet jambatan H untuk memandu litar LC. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… Dengan merujuk kepada litar di laman web di atas dan beberapa perubahan kecil yang saya ada membuat litar untuk menggerakkan litar LC. Ikut sahaja litar yang telah saya pasangkan di sini. KERJA: IC pemasa 555 di Multivibrator Astable dengan kitaran tugas 50% menghasilkan isyarat berayun yang diperlukan yang dimasukkan ke IC IR2110. Jambatan H penuh Litar pemacu Mosfet akan mengeluarkan gelombang persegi apabila input A = D dan B = C dan B (C) adalah keadaan terbalik A (D). Jadi IC Inverter (4049) digunakan untuk mencapai ini. Voltan berosilasi ini menghasilkan arus sinusoidal melalui gegelung pemancar yang mendorong medan magnet di sekelilingnya. Apabila gegelung penerima selari dengan kapasitor, yang frekuensi resonannya sama dengan gegelung pemancar diletakkan pada arus medan magnetnya disebabkan. arus yang diinduksi ditukar menjadi dc menggunakan penyearah jambatan dan diatur menjadi 5 V DC untuk mengecas telefon bimbit menggunakan penukar buck.

Mereka yang ingin membuat versi cetak projek ini, saya juga telah melampirkan fail papan Eagle, periksa.

Langkah 5: # Langkah Akhir:

Sekarang, setelah membina semua litar mengikut skema periksa semuanya dan juga mengukur semuanya. Sekali lagi jika anda mempunyai peranti untuk mengukur frekuensi maka tidak mengapa, jika tidak hanya memuat naik codeto Arduino Uno berikut. alamat web:

Ukur frekuensi pada pin ke-3 pada pemasa IC 555. sambil mengukur frekuensi, sesuaikan pot pot 10K untuk mendapatkan frekuensi yang diperlukan (iaitu, 143,75 Khz). Sekarang ambil multi meter mengukur parameter berikut: Voltan Input [Vin] (iaitu, periksa sama ada betul-betul 12 V atau tidak). Arus Input [Iin] (iaitu, arus ke litar dari bekalan kuasa 12 v). Voltan Keluaran [Vout] (iaitu, periksa sama ada tepat 5 V atau tidak). Output Current [Iout] (iaitu, arus ke telefon bimbit dari buck converter). Pengiraan: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinBacaan saya: Vin = 11.8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5.1 V; Vin = 290 mA yang memberikan kecekapan 40.4%

Langkah 6: #Lampiran

Saya telah mengitar semula kotak telefon bimbit lama sebagai kandang seperti yang anda lihat dalam gambar. Setelah selesai, anda boleh mengecas telefon bimbit atau mana-mana peranti yang memerlukan 5 volt, arus pengecasan adalah 300 mA. (Yang agak perlahan untuk telefon bimbit). Kuasa output dapat meningkat lebih jauh tetapi kecekapannya akan menurun. Seperti yang anda lihat, saya telah menyambungkan penyambung USB mini pada output penukar buck. Ini boleh disambungkan ke mana-mana peranti dan boleh dicas secara wayarles.

Langkah 7: Momen Kebenaran !!

KENAPA SANGAT BERKESAN:

Seperti yang anda perhatikan, kecekapan ini sangat rendah, tetapi mengapa? Ia disebabkan oleh gandingan udara yang lemah, kesan kulit dan kesalahan induktansi gegelung berliku tangan dan frekuensi litar pengayun itu sendiri tidak stabil.

jadi bagaimana kita mengatasi masalah ini ??? baik kita boleh menggunakan jenis wayar khas yang disebut LITZ WIRE untuk mengatasi kesan kulit. Kesan di mana arus hanya melalui kedalaman tertentu konduktor pada frekuensi tinggi dikenali sebagai kesan kulit. Kita juga boleh menggunakan asas Ferrite untuk meningkatkan induktansi dan meningkatkan gandingan dua gegelung dengan berkesan. Sudah tentu terdapat banyak gegelung di kedai dalam talian dengan syarat di atas yang boleh digunakan untuk meningkatkan kecekapan pengecas tanpa wayar.

Sekiranya anda ingin membina ini untuk tujuan demonstrasi, gegelung di atas sudah mencukupi. Tetapi, Sekiranya anda ingin menggunakannya untuk tujuan harian, saya cadangkan anda untuk membelinya secara dalam talian.

Sekiranya anda menyukai projek ini dan menganggapnya sesuatu yang bermaklumat dan bermanfaat, sila pilih projek saya.

Terima kasih.