წვრილმანი უკაბელო დამტენი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ ინსტრუქციებში თქვენ გაიგებთ როგორ ააწყოთ საკუთარი უკაბელო დამტენი ნებისმიერი მოწყობილობისთვის. როგორ?

უკაბელო ელექტროენერგიის ტექნიკა ძირითადად იყოფა ორ კატეგორიად, არა-გამოსხივებისა და გამოსხივების. ახლო ველის ან არა-გამოსხივების ტექნიკაში, ენერგია გადადის მაგნიტური ველებით მავთულის ხვეულებს შორის ინდუქციური შეერთების გამოყენებით, ან ელექტრული ველებით ლითონის ელექტროდებს შორის კონდენსატორული შეერთების გამოყენებით. ინდუქციური დაწყვილება არის ყველაზე ფართოდ გავრცელებული უკაბელო ტექნოლოგია; მისი პროგრამები მოიცავს ხელის მოწყობილობების დატენვას, როგორიცაა ტელეფონები და ელექტრო კბილის ჯაგრისები, RFID ტეგები და დამტენები იმპლანტირებადი სამედიცინო მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა გულის ხელოვნური კარდიოსტიმულატორები ან ელექტრო მანქანები.

რა არის ინდუქციური დაწყვილება:

ინდუქციური დაწყვილებისას (ელექტრომაგნიტური ინდუქციური ან ინდუქციური ენერგიის გადაცემა, IPT), ძალა გადადის მაგნიტური ველის საშუალებით მავთულის კოჭებს შორის. გადამცემი და მიმღები ხვეულები ერთად ქმნიან ტრანსფორმატორს (იხ. დიაგრამა). ალტერნატიული დენი (AC) გადამცემის კოჭის მეშვეობით (L1) ამპერეს კანონით ქმნის რხევით მაგნიტურ ველს (B). მაგნიტური ველი გადის მიმღების ბორბალზე (L2), სადაც იგი იწვევს ალტერნატიულ EMF (ძაბვას) ფარადეის ინდუქციური კანონით, რომელიც ქმნის ალტერნატიულ დენს მიმღებში. გამოწვეულმა ალტერნატიულმა დენმა შეიძლება პირდაპირ იტვირთოს დატვირთვა, ან გამოსწორდეს მიმწოდებლის მაკორექტირებელი პირდაპირი დენის (DC) მიმართულება, რომელიც ამოძრავებს დატვირთვას.

რეზონანსული ინდუქციური დაწყვილება

შეერთებულ შტატებში Marin Soljačić– ის მიერ შემოთავაზებული დაწყვილებული რეჟიმის თეორიის თანახმად, რეზონანსული ინდუქციური შეერთება (ელექტროდინამიკური შეერთება, [12] ძლიერად შერწყმული მაგნიტური რეზონანსი) არის ინდუქციური შეერთების ფორმა, რომლის დროსაც ძალა გადადის მაგნიტური ველებით (B, მწვანე) ორ რეზონანსს შორის. სქემები (მორგებული სქემები), ერთი გადამცემში და ერთი მიმღებში (იხ. დიაგრამა, მარჯვნივ). თითოეული რეზონანსული წრე შედგება კონდენსატორთან დაკავშირებული მავთულის კოჭისგან, ან თვითრეზონანსული ხვევისგან ან სხვა ტევადობის შიდა რეზონანსისგან. ეს ორი ერთნაირად რეზონანსული სიხშირით რეზონანსდება. კოჭებს შორის რეზონანსმა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს დაწყვილება და ენერგიის გადაცემა.

თუ გსურთ მეტი იცოდეთ თემის შესახებ მიჰყევით ამ ბმულს:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

ნაბიჯი 1: რა დაგჭირდებათ !!!!

დასაწყებად დაგჭირდებათ შემდეგი კომპონენტები:

Dot PCB დაფა (x1)

მავთული 1 მმ სისქით (7 მ)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET დრაივერის IC (x2)

555 ტაიმერი IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K მორთული ქვაბი [103] (x1)

10k რეზისტორი (x4)

10 OHM რეზისტორი (x4)

კონდენსატორი 0.1uF [104] (x5)

10nf კონდენსატორი [103] (x1)

2.2nF კონდენსატორი [222] (x1)

10uF კონდენსატორი [ელექტროლიტური] (x3)

47uF კონდენსატორი [ელექტროლიტური] (x1)

კონდენსატორი 47nF [პოლიესტერი] (x2)

ხრახნიანი ტერმინალები

IN5819 schotky დიოდი (x6)

მინი USB კონექტორი [მამრობითი] (x1)

DC - DC 5v Buck გადამყვანი

ასე რომ, დავიწყოთ მშენებლობით.

ნაბიჯი 2: გრაგნილი coils !!?

გრაგნილი სრულყოფილი სპირალური coil არის ცოტა სახიფათო. აქ არის ჩემი გზა გრაგნილი coil. უპირველეს ყოვლისა 1 სმ დიამეტრის პატარა წრე გაჭრა მუყაოსთან ერთად, წებოვანა მუყაოს ნაჭერზე და გააკეთე ხვრელი ცენტრში. ახლა აიღე 1 მმ სისქის მავთული და გაიარე ცენტრში გაკეთებული ხვრელით (ეს არის დამატებითი მავთული ელექტრული კავშირებისთვის). წაისვით ბევრი წებო ზედაპირზე და დაიწყეთ გრაგნილი წრის ირგვლივ (წებო ხელს უწყობს გრაგნილის ადგილზე გამართვას). გააგრძელეთ გრაგნილი სანამ ბრუნების რაოდენობა არ გახდება 30. გააკეთეთ 2 ასეთი ტიპის იდენტური კოჭა.

ნაბიჯი 3: გააკეთეთ ღონისძიება:

თუ თქვენ გაქვთ LCR მეტრი, შეგიძლიათ გამოტოვოთ ეს ნაბიჯი. თუ თქვენ არ გაქვთ LCR მეტრი, ააშენეთ ინდუქციურობის მრიცხველი Arduino Uno– დან და op-amp– დან (LM339). მე ავიღე ეს წრე შემდეგი ვებგვერდიდან, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ მეტი ინფორმაცია ამ ინდუქციურობის მრიცხველის შესახებ ვებსაიტზე. (კოდი ასევე ხელმისაწვდომია ვებსაიტზე)

ახლა, გაზომეთ კოჭების ინდუქციურობა ამ მრიცხველთან ერთად და თუ თქვენ გაქვთ ყველა პირობა, რაც ჩემია, ეს არის 1.0 მმ სისქის მავთული, კოჭის შიდა დიამეტრი = 1.0 სმ, ბრუნვის რაოდენობა = 30. თქვენ უნდა მიიღოთ ინდუქციურობა coil დაახლოებით 21.56 uH 26.08 uH უცნობი შეცდომის გამო. ახლა ინდუქციის მიღების შემდეგ, თქვენ უნდა გამოთვალოთ LC მიკროსქემის რეზონანსული სიხშირე. ფორმულის მიხედვით: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC) შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ონლაინ კალკულატორი გამოთვალეთ რეზონანსის სიხშირე. ახლა, ჩვენ უნდა ავაშენოთ ოსცილატორის წრე, რომლის რხევა არის სიხშირის 143.75 კჰც.

ნაბიჯი 4: ოსცილატორის წრე…

არსებობს მრავალი გზა ოსცილატორის წრის შესაქმნელად. ამ წრეში ჩვენ გამოვიყენებთ 555 ქრონომეტრაჟს IC- ს სიგნალის შესაქმნელად 143.75 კჰც, მაგრამ ეს არ არის საკმარისი LC მიკროსქემის გადასაყვანად (გადამცემი გრაგნილი სერიული კონდენსატორით). ასე რომ, ჩვენ უნდა ავაშენოთ H ხიდის mosfet დრაივერის წრე LC მიკროსქემის მართვისთვის. გააკეთა წრე LC მიკროსქემის მართვისთვის. უბრალოდ მიჰყევით იმ წრეს, რომელიც მე დავამატე აქ. Mosfet მძღოლი ჩართავს კვადრატულ ტალღას, როდესაც შეყვანის A = D და B = C და B (C) არის A (D) ინვერსიული მდგომარეობა. ასე რომ, ამის მისაღწევად გამოიყენება ინვერტორული IC (4049). ეს რხევითი ძაბვა ქმნის სინუსოიდულ დენს გადამცემი კოჭის საშუალებით, რომელიც იწვევს მაგნიტურ ველს მის გარშემო. როდესაც მიმღების ხვეული კონდენსატორის პარალელურად, რომლის რეზონანსული სიხშირე იგივეა, რაც გადამცემი კოჭის ის არის მოთავსებული მაგნიტურ ველში, ეს გამოწვეულია. გამოწვეული დენი გარდაიქმნება DC- ზე ხიდის მაკორექტირებელი საშუალების გამოყენებით და რეგულირდება 5 V DC- მდე, რომ დაატენოს მობილური მამრის გადამყვანის გამოყენებით.

ვისაც სურს ამ პროექტის ნაბეჭდი ვერსიის შექმნა, მე დავამატე არწივის დაფის ფაილებიც, შეამოწმეთ.

ნაბიჯი 5: #საბოლოო ღონისძიება:

ახლა, სქემის მიხედვით ყველა სქემის აგების შემდეგ, შეამოწმეთ ყველაფერი და ასევე გაზომეთ ყველაფერი. კვლავ თუ გაქვთ რაიმე მოწყობილობა სიხშირის გასაზომად, მაშინ კარგია, თუ არა მხოლოდ ატვირთეთ შემდეგი კოდი Arduino Uno. ვებ მისამართი:

გაზომეთ სიხშირე 555 ქრონომეტრის IC– ის მე –3 პინზე. სიხშირის გაზომვისას დაარეგულირეთ 10K მორთვა ქოთანში საჭირო სიხშირის მისაღებად (მაგ., 143.75 კჰც). ახლა აიღეთ მრავალმეტრიანი გაზომვა შემდეგ პარამეტრებზე: შეყვანის ძაბვა [Vin] (მაგ., შეამოწმეთ არის თუ არა ზუსტად 12 V თუ არა). შეყვანის დენი [Iin] (ანუ, დენი ჩართულია წრეში 12 v დენის წყაროსგან). გამომავალი ძაბვა [Vout] (ანუ, შეამოწმეთ არის თუ არა ზუსტად 5 V თუ არა). გამომავალი დენი [Iout] (ანუ, მოძრავი მობილურიდან buck კონვერტორიდან). გათვლები: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / Pin ჩემი კითხვები: Vin = 11.8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5.1 V; Vin = 290 mA რაც იძლევა ეფექტურობას 40.4%

ნაბიჯი 6: #დანართი

მე გადავამუშავე ძველი მობილური ყუთი, როგორც შიგთავსი, როგორც სურათზე ხედავთ. ერთხელ თქვენ გააკეთეთ, შეგიძლიათ დატენოთ მობილური ან ნებისმიერი მოწყობილობა, რომელიც მოითხოვს 5 ვოლტს, დატენვის დენი არის 300 mA. (რაც მობილურით ცოტა ნელია) რა გამომავალი სიმძლავრე შეიძლება კიდევ გაიზარდოს, მაგრამ ეფექტურობა შემცირდება. როგორც ხედავთ, მე დავუკავშირე მინი USB კონექტორი მამალი კონვერტორის გამომავალზე. ეს შეიძლება იყოს დაკავშირებული ნებისმიერ მოწყობილობასთან და შეიძლება დამუხტული იყოს უსადენოდ.

ნაბიჯი 7: სიმართლის მომენტი !!

რატომ ასე არაეფექტური:

როგორც ხედავთ ამის ეფექტურობა ძალიან დაბალია, მაგრამ რატომ? ეს გამოწვეულია ჰაერის ცუდი შეერთებით, კანის ეფექტით და ხელით მოხვეული კოჭის ინდუქციურობაში შეცდომით და თავად ოსცილატორის მიკროსქემის სიხშირით არ არის სტაბილური.

მაშ როგორ დავძლიოთ ეს პრობლემები ??? ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ სპეციალური ტიპის მავთულები, სახელწოდებით LITZ WIRE, კანის ეფექტის გასაზრდელად. ეფექტი, რომლითაც დენი გადის მხოლოდ გამტარის გარკვეულ სიღრმეზე მაღალი სიხშირით, ცნობილია როგორც კანის ეფექტი. ჩვენ ასევე შეგვიძლია გამოვიყენოთ ფერიტის ბაზა, რათა გავზარდოთ ინდუქტიურობა და ეფექტურად გავზარდოთ ორი ხვეული. რასაკვირველია, ბევრი მაღაზია არსებობს ონლაინ მაღაზიებში ზემოაღნიშნული მოთხოვნებით, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას უკაბელო დამტენის ეფექტურობის გასაზრდელად.

თუ გსურთ ააშენოთ ეს სადემონსტრაციო მიზნებისთვის, ზემოთ მოყვანილი ხვეულები საკმარისია. მაგრამ, თუ გსურთ გამოიყენოთ ეს რაიმე ყოველდღიური მიზნით, გირჩევთ შეიძინოთ იგი ინტერნეტით.

თუ მოგწონთ ეს პროექტი და აღმოჩნდა, რომ ის იყო ინფორმატიული და სასარგებლო, გთხოვთ, ხმა მისცეთ ჩემს პროექტს.

Გმადლობთ.