DIY -langaton laturi: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tässä Instructable -ohjelmassa opit rakentamaan oman langattoman laturin mille tahansa laitteelle.

Langattomat virtatekniikat jaetaan pääasiassa kahteen luokkaan, ei-säteilevä ja säteilevä. Lähikenttä- tai ei-säteilytekniikoissa teho siirretään magneettikentillä käyttäen induktiivista kytkentää lankakelan välillä tai sähkökentillä käyttämällä kapasitiivista kytkentää metallielektrodien välillä. Induktiivinen kytkentä on yleisimmin käytetty langaton tekniikka; sen sovelluksia ovat kannettavien laitteiden, kuten puhelimien ja sähköhammasharjojen, RFID -tunnisteiden ja istutettavien lääkinnällisten laitteiden, kuten keinotekoisten sydämentahdistimien tai sähköajoneuvojen, lataaminen.

Mikä on induktiivinen kytkentä:

Induktiivisessa kytkennässä (sähkömagneettinen induktio tai induktiivinen voimansiirto, IPT) teho siirretään magneettikentän välityksellä. Lähetin- ja vastaanotinkäämit muodostavat yhdessä muuntajan (katso kaavio). Vaihtovirta (AC) lähettimen kelan (L1) kautta luo värähtelevän magneettikentän (B) Amperen lain mukaan. Magneettikenttä kulkee vastaanottokelan (L2) läpi, missä se aiheuttaa vaihtuvan EMF: n (jännitteen) Faradayn induktiolain mukaan, mikä luo vaihtovirran vastaanottimeen. tasavirtaan (DC) vastaanottimen tasasuuntaajalla, joka ohjaa kuormaa.

Resonanssi induktiivinen kytkentä

MIT: n Marin Soljačićin ehdottaman kytkentätilan teorian mukaan resonanssiinduktiivinen kytkentä (elektrodynamiikkakytkentä, [12] voimakkaasti kytketty magneettinen resonanssi) on induktiivisen kytkennän muoto, jossa magneettikentät (B, vihreä) siirtävät voimaa kahden resonanssin välillä piirit (viritetyt piirit), yksi lähettimessä ja toinen vastaanottimessa (katso kaavio, oikea). Jokainen resonanssipiiri koostuu lankakelasta, joka on kytketty kondensaattoriin, tai itseresonanssikelasta tai muusta resonaattorista, jolla on sisäinen kapasitanssi. Nämä kaksi viritetään resonoimaan samalla resonanssitaajuudella. Käämien välinen resonanssi voi lisätä kytkentää ja voimansiirtoa huomattavasti.

JOS haluat tietää lisää aiheesta, seuraa tätä linkkiä:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Vaihe 1: MITÄ TARVITSET !!!!

Tarvitset aluksi seuraavat komponentit:

Piste -piirilevy (x1)

lanka 1 mm paksu (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET -ohjaimen IC (x2)

555 ajastimen IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K leikkausastia [103] (x1)

10k vastus (x4)

10 OHM vastus (x4)

0,1uF kondensaattori [104] (x5)

10nf kondensaattori [103] (x1)

2.2 nF kondensaattori [222] (x1)

10uF kondensaattori [elektrolyyttinen] (x3)

47uF kondensaattori [elektrolyyttinen] (x1)

47nF kondensaattori [polyesteri] (x2)

Ruuviliittimet

IN5819 schotky -diodi (x6)

Mini -USB -liitin [uros] (x1)

DC - DC 5v Buck -muunnin

Aloitetaan siis rakentamisesta.

Vaihe 2: Käämien käämitys !!?

Täydellisen spiraalikelan käämitys on hieman hankalaa, tässä on minun tapa käämittää kela. Leikkaa ensin pahvilla pieni halkaisijaltaan 1 cm: n ympyrä, liimaa se pahvipalaan ja tee reikä keskelle. NYT ota 1 mm: n paksuinen lanka ja vie se keskellä olevan reiän läpi (tämä on ylimääräinen johdin sähköliitäntöihin). Levitä paljon liimaa pinnalle ja aloita rullaaminen kiertämällä ympyrää (liima auttaa pitämään käämin paikallaan). Jatka käämitystä, kunnes kierrosten määrä on 30. Tee 2 tällaista samanlaista kelaa.

Vaihe 3: Tee toimenpide:

Jos sinulla on LCR -mittari, voit ohittaa tämän vaiheen. Jos sinulla ei ole LCR-mittaria, rakenna induktanssimittari Arduino Unosta ja op-vahvistimesta (LM339). Olen ottanut tämän piirin seuraavalta verkkosivustolta, löydät lisätietoja tästä induktanssimittarista verkkosivustolta. (Koodi on saatavana myös itse verkkosivustolta)

Mittaa nyt käämien induktanssi tällä mittarilla ja jos kaikki olosuhteet ovat samat kuin minun, eli 1,0 mm paksu lanka, kelan sisähalkaisija = 1,0 cm, kierrosten lukumäärä = 30. sinun pitäisi saada induktanssi kela noin 21,56 uH 26,08 uH tuntemattoman virheen vuoksi. nyt, kun olet saanut induktanssin, sinun on laskettava LC-piirin resonanssitaajuus.) voit käyttää tätä online -laskinta resonanssin taajuuden laskemiseen. Nyt meidän on rakennettava oskillaattoripiiri, jonka värähtely on taajuudella 143,75 Khz.

Vaihe 4: Oskillaattoripiiri…

Oskillaattoripiirin tekemiseen on monia tapoja. Tässä piirissä käytämme 555 -ajastin -IC: tä tuottamaan 143,75 Khz: n signaali, mutta se ei riitä ohjaamaan LC -piiriä (lähettimen kela ja kondensaattori sarjassa). joten meidän on rakennettava H-sillan mosfet-ohjainpiiri LC-piirin ajamiseen. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… vain piirin, joka ohjaa LC -piiriä. noudata vain piiriä, jonka olen liittänyt tänne. Mosfet -ohjainpiiri lähettää neliöaallon, kun tulot A = D ja B = C ja B (C) ovat käänteistila A (D). Joten tämän saavuttamiseksi käytetään invertteripiiriä (4049). Tämä värähtelevä jännite luo sinimuotoisen virran lähettimen kelan läpi, joka indusoi magneettikentän sen ympärille. Kun vastaanotinkäämi rinnakkain kondensaattorin kanssa, jonka resonanssitaajuus on sama kuin lähettimen kelan magneettikenttävirta, indusoidaan. indusoitu virta muunnetaan tasasuuntaajaksi tasasuuntaajan avulla ja säädetään 5 V DC: ksi matkapuhelimen lataamiseksi buck -muuntimen avulla.

Ne, jotka haluavat tehdä tulostetun version tästä projektista, olen liittänyt myös Eagle -levytiedostot, tarkista se.

Vaihe 5: #Viimeinen toimenpide:

Nyt, kun olet rakentanut kaikki piirit kaavion mukaan, tarkista kaikki ja myös mittaa kaikki. Jälleen jos sinulla on laite taajuuden mittaamiseksi, se on okei, ellei vain lataa seuraava koodi Arduino Uno. Web -osoite:

Mittaa taajuus 555 -ajastimen IC: n 3. nastasta. Samalla kun mittaat taajuutta, säädä 10K -trimmausastia halutun taajuuden (eli 143,75 Khz) saamiseksi. Mittaa nyt useita metrejä seuraavat parametrit: Tulojännite [Vin] (eli, tarkista, onko se täsmälleen 12 V vai ei.) Tulovirta [Iin] (eli virta piiriin 12 V: n virtalähteestä). Lähtöjännite [Vout] (eli tarkista, onko se tarkasti 5 V vai ei). Lähtövirta [Iout] (ts. Virta mobiililaitteelle buck -muuntimesta). Laskut: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMy -lukemat: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA, mikä antaa 40,4% tehokkuuden

Vaihe 6: #Kotelo

Olen kierrättänyt vanhan mobiililaatikon kotelona, kuten kuvassa näkyy. Kerran, kun olet tehnyt, voit ladata matkapuhelimen tai minkä tahansa laitteen, joka vaatii 5 volttia, latausvirta on 300 mA. (Mikä on vähän hidasta matkapuhelimille). Lähtötehoa voidaan lisätä entisestään, mutta tehokkuus heikkenee. Tämä voidaan liittää mihin tahansa laitteeseen ja ladata langattomasti.

Vaihe 7: Totuuden hetki !!

MIKSI NIIN tehoton:

Kuten huomaat, tämän tehokkuus on erittäin alhainen, mutta miksi? Se johtuu huonosta ilmakytkennästä, ihovaikutuksesta ja käsikäämityn kelan induktanssivirheestä, eikä itse oskillaattoripiirin taajuus ole vakaa.

niin miten voimme ratkaista nämä ongelmat ??? No, voimme käyttää erityistä langatyyppiä nimeltä LITZ WIRE iholle. Vaikutus, jolla virta kulkee vain tietyn johtimen syvyyden läpi suurella taajuudella, tunnetaan ihon vaikutuksena. Voimme myös käyttää ferriittialustaa induktanssin lisäämiseen ja kahden kelan kytkennän tehostamiseen. Verkkokaupoissa on tietysti monia keloja, joilla on edellä mainitut vaatimukset ja joita voidaan käyttää parantamaan langattoman laturin tehokkuutta.

Jos haluat rakentaa tämän esittelyä varten, yllä olevat kelat riittävät. Mutta jos haluat käyttää tätä päivittäisiin tarkoituksiin, suosittelen, että ostat sellaisen verkossa.

Jos pidät tästä projektista ja pidit siitä jotakin informatiivista ja hyödyllistä, äänestä projektiani.

Kiitos.