DIY trådløs oplader: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I denne instruks vil du vide, hvordan du bygger din egen trådløse oplader til enhver enhed.

Trådløse strømteknikker falder hovedsageligt i to kategorier, ikke-strålende og strålende. I nærfelt eller ikke-strålingsteknikker overføres strøm ved hjælp af magnetiske felter ved hjælp af induktiv kobling mellem trådspoler eller ved elektriske felter ved hjælp af kapacitiv kobling mellem metalelektroder. Induktiv kobling er den mest udbredte trådløse teknologi; dens applikationer omfatter opladning af håndholdte enheder som telefoner og elektriske tandbørster, RFID -tags og opladere til implanterbart medicinsk udstyr som kunstige hjertestartere eller elektriske køretøjer.

Hvad er induktiv kobling:

Ved induktiv kobling (elektromagnetisk induktion eller induktiv kraftoverførsel, IPT) overføres strøm mellem trådspoler af et magnetfelt. Senderen og modtagerspolerne danner sammen en transformer (se diagram). En vekselstrøm (AC) gennem transmitterspolen (L1) skaber et oscillerende magnetfelt (B) efter Amperes lov. Magnetfeltet passerer gennem modtagelsesspolen (L2), hvor det inducerer en vekselstrøm EMF (spænding) ved Faradays induktionslov, som skaber en vekselstrøm i modtageren. Den inducerede vekselstrøm kan enten drive belastningen direkte eller blive rettet at rette strøm (DC) af en ensretter i modtageren, som driver belastningen.

Resonant induktiv kobling

Ifølge den koblede tilstandsteori foreslået af Marin Soljačić ved MIT er resonansinduktiv kobling (elektrodynamisk kobling, [12] stærkt koblet magnetisk resonans) en form for induktiv kobling, hvor strøm overføres af magnetfelter (B, grøn) mellem to resonante kredsløb (afstemte kredsløb), et i senderen og et i modtageren (se diagram til højre). Hvert resonanskredsløb består af en trådspole, der er forbundet til en kondensator, eller en selvresonant spole eller anden resonator med intern kapacitans. De to er indstillet til at resonere ved den samme resonansfrekvens. Resonansen mellem spolerne kan i høj grad øge koblingen og kraftoverførslen.

Hvis du vil vide mere om emnet, skal du følge dette link:

da.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Trin 1: HVAD DU BRUGER !!!!

Du skal bruge følgende komponenter til at begynde med:

Dot printkort (x1)

tråd 1 mm tyk (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET driver IC (x2)

555 timer IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K trimpotte [103] (x1)

10k modstand (x4)

10 OHM modstand (x4)

0.1uF kondensator [104] (x5)

10nf kondensator [103] (x1)

2.2nF kondensator [222] (x1)

10uF kondensator [elektrolytisk] (x3)

47uF kondensator [elektrolytisk] (x1)

47nF kondensator [polyester] (x2)

Skrueterminaler

IN5819 schotky diode (x6)

Mini USB -stik [han] (x1)

DC - DC 5v Buck -konverter

Så lad os starte med opbygningen.

Trin 2: Afvikling af spoler !!?

Det er lidt vanskeligt at vikle en perfekt spiralspole. Her er min måde at vikle spolen på. Først og fremmest skæres en lille cirkel med en diameter på 1 cm med et karton, limes på et stykke pap og laves et hul i midten. Tag nu ledningen med en tykkelse på 1 mm og før den gennem hullet i midten (dette er en ekstra bit ledning til elektriske forbindelser). Påfør meget lim på overfladen, og begynd at vikle ved at gå rundt i cirklen (lim hjælper med at holde viklingen på plads). Bliv ved med at snoede, indtil antallet af omdrejninger bliver 30. Lav 2 sådanne typer af identiske spoler.

Trin 3: Lav et mål:

Hvis du har en LCR -måler, kan du springe dette trin over. Hvis du ikke har en LCR-måler, skal du bygge en induktansmåler fra en Arduino Uno og en op-amp (LM339). Jeg har taget dette kredsløb fra følgende websted, du kan finde flere oplysninger om denne induktansmåler på selve webstedet. (Koden er også tilgængelig på selve webstedet)

Mål nu spolernes induktans med denne måler, og hvis du har alle de samme betingelser som min, der er 1,0 mm tyk tråd, spolens indre diameter = 1,0 cm, antal omdrejninger = 30. du skulle få induktansen på spolen omkring 21,56 uH 26,08 uH på grund af ukendt fejl. Nu efter at have fået induktansen skal du beregne resonansfrekvensen for LC-kredsløbet. Givet af formlen: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) kan du bruge denne online lommeregner til at beregne resonansfrekvensen. https://www.deephaven.co.uk/lc.html I mit tilfælde er L = 26,08 uH og C = 47 nF, som giver resonansfrekvensen F = 143,75 Khz. nu skal vi bygge oscillatorkredsløbet, hvis oscillation er af frekvensen 143,75 Khz.

Trin 4: Oscillator -kredsløbet …

Der er masser af måder at lave et oscillator kredsløb. I dette kredsløb vil vi bruge en 555 timer IC til at producere et signal på 143,75 Khz, men det er ikke nok til at drive LC -kredsløbet (transmitterspole med kondensator i serie). så vi er nødt til at bygge et H bridge mosfet driver kredsløb til at køre LC kredsløbet. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… Med henvisning til kredsløbet på ovenstående websted og nogle mindre ændringer jeg har lavede et kredsløb for at drive LC -kredsløbet. Følg bare kredsløbet, som jeg har vedhæftet her. ARBEJDE: 555 timer IC i Astable Multivibrator med 50% driftscyklus producerer det nødvendige oscillerende signal, der føres til IR2110 IC. Hele broen Mosfet driver kredsløb til vil udsende firkantbølge, når input A = D og B = C og B (C) er inverteret tilstand for A (D). Så en Inverter IC (4049) bruges til at opnå dette. Denne oscillerende spænding skaber en sinusformet strøm gennem transmitterspolen, der inducerer magnetfelt omkring det. Når modtagerspolen parallelt med en kondensator, hvis resonansfrekvens er den samme som transmitterspolens placering i dens magnetfeltstrøm, induceres. induceret strøm konverteres til DC ved hjælp af broens ensretter og reguleres til 5 V DC for at oplade mobilen ved hjælp af en bukkonverter.

Dem, der ønsker at lave den trykte version af dette projekt, jeg har også vedhæftet Eagle board -filer, tjek det.

Trin 5: #Endelig foranstaltning:

Nu, efter at have opbygget alle kredsløb i henhold til skematisk, tjek alt og mål også alt. Igen hvis du har en enhed til at måle frekvens, er det okay, hvis ikke bare uploade følgende kode til Arduino Uno. webadresse:

Mål frekvensen ved 3. pin på 555 timer IC. Mens du måler frekvensen, juster 10K trimpotten for at få den nødvendige frekvens (dvs. 143,75 Khz). Tag nu en multimeter, mål følgende parametre: Indgangsspænding [Vin] (dvs., kontroller om den er nøjagtigt 12 V eller ej). Inputstrøm [Iin] (dvs. strøm til kredsløbet fra 12 v strømforsyning). Outputspænding [Vout] (dvs. kontroller om den er præcis 5 V eller ej). Output Current [Iout] (dvs. strøm til mobilen fra buck -konverter). Beregninger: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMine aflæsninger: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA, hvilket giver en effektivitet på 40,4%

Trin 6: #Kabinettet

Jeg har genbrugt en gammel mobilboks som kabinettet, som du kan se på billedet. Når du har gjort det, kan du oplade mobilen eller enhver enhed, der kræver 5 volt, ladestrømmen er 300 mA. (Hvilket er lidt langsomt for mobiler). Udgangseffekten kan øges yderligere, men effektiviteten vil falde. Som du kan se, har jeg tilsluttet et mini USB -stik ved udgangen af bukkomformeren. Dette kan tilsluttes enhver enhed og kan oplades trådløst.

Trin 7: Sandhedens øjeblik !!

HVORFOR SÅ ineffektive:

Som du kan bemærke er effektiviteten af dette meget lav, men hvorfor? Det skyldes dårlig luftkobling, hudeffekt og fejl i induktans af den håndviklede spole, og frekvensen af selve oscillator kredsløbet er ikke stabil.

så hvordan overvinder vi disse problemer ??? godt vi kan bruge en særlig type tråd kaldet LITZ WIRE til at komme hud effekt. Den effekt, hvormed strømmen kun passerer gennem en bestemt dybde af lederen ved høj frekvens, kaldes hudeffekt. Vi kan også bruge ferritbase til at øge induktansen og øge koblingen af to spoler effektivt. Selvfølgelig er der mange spoler i online butikker med ovenstående krav, som kan bruges til at øge effektiviteten af den trådløse oplader.

Hvis du vil bygge dette til demonstrationsformål, er ovenstående spoler nok. Men hvis du vil bruge dette til daglige formål, foreslår jeg, at du køber et online.

Hvis du kan lide dette projekt og fandt det noget informativt og nyttigt, kan du stemme på mit projekt.

Tak skal du have.