شارژر بی سیم DIY: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

در این دستورالعمل ، می خواهید بدانید که چگونه شارژر بی سیم خود را برای هر دستگاهی بسازید. چگونه؟

تکنیک های برق بی سیم عمدتا به دو دسته غیر تابشی و تابشی تقسیم می شوند. در روشهای میدان نزدیک یا غیر تابشی ، نیرو توسط میدانهای مغناطیسی با استفاده از اتصال القایی بین سیم پیچ سیمها ، یا توسط میدانهای الکتریکی با استفاده از اتصال خازنی بین الکترودهای فلزی منتقل می شود. اتصال القایی پرکاربردترین فناوری بی سیم است. برنامه های کاربردی آن شامل شارژ دستگاه های دستی مانند تلفن ها و مسواک های برقی ، برچسب های RFID و شارژرهای دستگاه های پزشکی قابل کاشت مانند ضربان ساز مصنوعی قلب یا وسایل نقلیه برقی است.

اتصال القایی چیست:

در اتصال القایی (القایی الکترومغناطیسی یا انتقال توان القایی ، IPT) ، قدرت بین سیم پیچ توسط یک میدان مغناطیسی منتقل می شود. سیم پیچ های فرستنده و گیرنده با هم یک ترانسفورماتور را تشکیل می دهند (نمودار را ببینید). جریان متناوب (AC) از طریق سیم پیچ فرستنده (L1) بر اساس قانون آمپر یک میدان مغناطیسی نوسانی (B) ایجاد می کند. میدان مغناطیسی از سیم پیچ دریافت کننده (L2) عبور می کند ، جایی که توسط قانون القای فارادی یک EMF (ولتاژ) متناوب را القا می کند ، که یک جریان متناوب در گیرنده ایجاد می کند. جریان متناوب القایی ممکن است بار را مستقیماً هدایت کند ، یا اصلاح شود به جریان مستقیم (DC) توسط یکسو کننده در گیرنده ، که بار را هدایت می کند.

جفت القایی رزونانس

بر اساس نظریه حالت کوپل شده توسط Marin Soljačić در MIT ، اتصال القایی رزونانس (اتصال الکترودینامیکی ، [12] رزونانس مغناطیسی قوی) یک شکل از اتصال القایی است که در آن قدرت توسط میدانهای مغناطیسی (B ، سبز) بین دو رزونانس منتقل می شود. مدارها (مدارهای تنظیم شده) ، یکی در فرستنده و دیگری در گیرنده (نمودار را ببینید ، سمت راست). هر مدار رزونانس شامل یک سیم پیچ سیم متصل به خازن ، یا یک سیم پیچ خود رزونانس یا تشدید کننده دیگر با ظرفیت داخلی است. این دو تنظیم شده اند تا در یک فرکانس تشدید یکسان طنین انداز شوند. رزونانس بین سیم پیچ ها می تواند اتصال و انتقال قدرت را تا حد زیادی افزایش دهد.

اگر می خواهید درباره موضوع بیشتر بدانید این پیوند را دنبال کنید:

fa.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید !!!!

برای شروع به اجزای زیر نیاز دارید:

تخته PCB نقطه (x1)

سیم ضخامت 1 میلی متر (7 متر)

IC 7805 (x1)

ماسفت IRFZ44N (x4)

درایور IR2110 MOSFET IC (x2)

555 تایمر IC (x1)

CD4049 IC (X1)

گلدان تزئینی 10K [103] (x1)

مقاومت 10k (x4)

10 مقاومت OHM (x4)

خازن 0.1uF [104] (x5)

خازن 10nf [103] (x1)

خازن 2.2nF [222] (x1)

خازن 10uF [الکترولیتی] (x3)

خازن 47uF [الکترولیتی] (x1)

خازن 47nF [پلی استر] (x2)

پایانه های پیچ

IN5819 دیود schotky (x6)

اتصال کوتاه USB [مرد] (x1)

مبدل DC - DC 5v Buck

بنابراین اجازه دهید با ساخت شروع کنیم.

مرحله 2: سیم پیچ COILS !!؟

پیچاندن یک سیم پیچ مارپیچی کامل کمی مشکل است. در اینجا روش من برای پیچاندن سیم پیچ است. اول از همه ، یک دایره کوچک به قطر 1 سانتی متر را با یک مقوا برش دهید ، آن را به یک تکه مقوا بچسبانید و در مرکز آن یک سوراخ ایجاد کنید. اکنون سیم ضخامت 1 میلی متر را بردارید و آن را از سوراخ ایجاد شده در مرکز عبور دهید (این یک سیم اضافی برای اتصالات الکتریکی است). چسب زیادی روی سطح بمالید و با دور زدن دور سیم پیچ را شروع کنید (چسب به ثابت نگه داشتن سیم پیچ کمک می کند). سیم پیچ را ادامه دهید تا تعداد دورها به 30 برسد. 2 نوع کویل یکسان درست کنید.

مرحله 3: اندازه گیری کنید:

اگر LCR متر دارید می توانید این مرحله را رد کنید. اگر LCR متر ندارید ، یک سلف سنج را از Arduino Uno و op-amp (LM339) بسازید. من این مدار را از وب سایت زیر گرفته ام ، می توانید اطلاعات بیشتری در مورد این سنجش سنج در خود وب سایت پیدا کنید. (کد در خود وب سایت نیز موجود است)

در حال حاضر ، سنجش سیم پیچ ها را با این متر اندازه گیری کنید و اگر شرایط مشابه سیم من را دارید که دارای ضخامت سیم 1.0 میلی متر است ، قطر داخلی سیم پیچ = 1.0 سانتی متر ، تعداد دورها = 30. باید اندوکتانس سیم پیچ در حدود 21.56 uH 26.08 uH به دلیل خطای ناشناخته. در حال حاضر پس از دریافت استقراء ، باید فرکانس رزونانس مدار LC را محاسبه کنید. با توجه به فرمول: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC) در این مورد ، L = 26.08 uH و C = 47 n در حال حاضر ، ما باید مدار نوسان ساز را بسازیم ، که نوسان آن فرکانس 143.75 هرتز است.

مرحله 4: مدار نوسان ساز…

روشهای زیادی برای ایجاد مدار نوسان ساز وجود دارد. در این مدار ما از IC 555 تایمر برای تولید سیگنال 143.75 کیلوهرتز استفاده می کنیم اما برای حرکت مدار LC (سیم پیچ فرستنده با خازن سری) کافی نیست. بنابراین ما باید یک مدار راننده mos Bridge mosfet را برای حرکت مدار LC بسازیم. یک مدار برای هدایت مدار LC ایجاد کرد. فقط مدار را دنبال کنید هنگامی که ورودی های A = D و B = C و B (C) حالت معکوس A (D) باشد ، مدار راننده Mosfet به موج مربعی خروجی می دهد. بنابراین از IC اینورتر (4049) برای دستیابی به این هدف استفاده می شود. این ولتاژ نوسانی یک جریان سینوسی از طریق سیم پیچ فرستنده ایجاد می کند که باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف آن می شود. هنگامی که سیم پیچ گیرنده به موازات یک خازن ، که فرکانس رزونانس آن برابر با سیم پیچ فرستنده در میدان مغناطیسی آن قرار می گیرد ، ایجاد می شود. جریان القایی با استفاده از یکسو کننده پل به DC تبدیل می شود و برای شارژ تلفن همراه با استفاده از مبدل باک به 5 ولت DC تنظیم می شود.

کسانی که می خواهند نسخه چاپی این پروژه را تهیه کنند ، من فایلهای تخته عقاب را نیز ضمیمه کرده ام ، آن را بررسی کنید.

مرحله 5: #اندازه گیری نهایی:

اکنون ، پس از ساختن همه مدارها مطابق شماتیک همه چیز را بررسی کنید و همچنین همه چیز را اندازه گیری کنید. دوباره اگر دستگاهی برای اندازه گیری فرکانس دارید ، خوب است ، اگر نه فقط کد زیر را در Arduino Uno بارگذاری کنید. آدرس وب:

فرکانس را در پین سوم IC 555 تایمر اندازه گیری کنید. در هنگام اندازه گیری فرکانس ، گلدان تریم 10K را تنظیم کنید تا فرکانس مورد نیاز (یعنی 143.75 کیلوهرتز) را بدست آورید. اکنون پارامترهای زیر را چند متر اندازه گیری کنید: ولتاژ ورودی [Vin] (یعنی ، بررسی کنید که آیا دقیقاً 12 ولت است یا نه). جریان ورودی [Iin] (یعنی جریان از مدار 12 ولت به مدار). ولتاژ خروجی [Vout] (یعنی بررسی کنید که آیا دقیقاً 5 ولت است یا خیر). جریان خروجی [Iout] (یعنی جریان از تلفن همراه به مبدل باک). محاسبات: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / Pin خوانش های من: Vin = 11.8 V ؛ Iin = 310 میلی آمپر ؛ Vout = 5.1 ولت ؛ Vin = 290 میلی آمپر که راندمان 40.4 را می دهد

مرحله 6: #محوطه

من یک جعبه تلفن همراه قدیمی را به عنوان محفظه بازیافت کرده ام ، همانطور که در تصویر مشاهده می کنید. پس از انجام این کار ، می توانید تلفن همراه یا هر دستگاهی که به 5 ولت نیاز دارد را شارژ کنید ، جریان شارژ 300 میلی آمپر است. (که برای موبایل کمی کند است) به قدرت خروجی می تواند بیشتر افزایش یابد ، اما بازده کاهش می یابد. همانطور که می بینید من یک خروجی USB کوچک در خروجی مبدل باک متصل کرده ام. این دستگاه می تواند به هر دستگاهی متصل شده و به صورت بی سیم شارژ شود.

مرحله 7: لحظه حقیقت !!

چرا خیلی ناقص:

همانطور که می بینید کارایی این کار بسیار پایین است ، اما چرا؟ این به دلیل کوپلینگ هوای ضعیف ، اثر پوستی و خطا در القای سیم پیچ دستی است و فرکانس مدار نوسان ساز خود ثابت نیست.

پس چگونه بر این مشکلات غلبه کنیم ؟؟؟ خوب ما می توانیم از سیم خاصی به نام LITZ WIRE برای جلوه دادن روی پوست استفاده کنیم. تأثیری که در آن جریان فقط از عمق خاصی از رسانا با فرکانس بالا عبور می کند ، اثر پوست نامیده می شود. ما همچنین می توانیم از پایه فریت برای افزایش القاء و افزایش اتصال دو سیم پیچ به طور موثر استفاده کنیم. البته بسیاری از کویل ها در فروشگاه های آنلاین با شرایط فوق وجود دارد که می توان از آنها برای افزایش کارایی شارژر بی سیم استفاده کرد.

اگر می خواهید این را برای اهداف نمایشی بسازید ، سیم پیچ های بالا کافی است. اما ، اگر می خواهید از آن برای اهداف روزانه استفاده کنید ، به شما پیشنهاد می کنم یکی را به صورت آنلاین خریداری کنید.

اگر از این پروژه خوشتان آمد و به نظر شما آموزنده و مفید بود ، لطفاً به پروژه من رای دهید.

متشکرم.