Kendin Yap Kablosuz Şarj Cihazı: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu Eğitilebilir Kitapta, herhangi bir cihaz için kendi kablosuz şarj cihazınızı nasıl oluşturacağınızı bileceksiniz. NASIL?

Kablosuz güç teknikleri temel olarak ışınımsız ve ışınımsal olmak üzere iki kategoriye ayrılır. Yakın alan veya ışınımsız tekniklerde, güç, tel bobinler arasında endüktif kuplaj kullanılarak manyetik alanlarla veya metal elektrotlar arasında kapasitif kuplaj kullanılarak elektrik alanları ile aktarılır. Endüktif kuplaj en yaygın kullanılan kablosuz teknolojidir; uygulamaları arasında telefonlar ve elektrikli diş fırçaları gibi el cihazlarının şarj edilmesi, RFID etiketleri ve yapay kalp pilleri veya elektrikli araçlar gibi vücuda yerleştirilebilir tıbbi cihazlar için şarj cihazları yer alır.

Endüktif Kaplin Nedir:

Endüktif kuplajda (elektromanyetik endüksiyon veya endüktif güç aktarımı, IPT), güç bir manyetik alan tarafından tel bobinleri arasında aktarılır. Verici ve alıcı bobinleri birlikte bir transformatör oluşturur (şemaya bakın). Verici bobinden (L1) geçen bir alternatif akım (AC), Ampere yasasına göre salınan bir manyetik alan (B) oluşturur. Manyetik alan alıcı bobinden (L2) geçer, burada Faraday'ın indüksiyon yasasına göre alternatif bir EMF'yi (voltaj) indükler, bu da alıcıda bir alternatif akım oluşturur. İndüklenen alternatif akım ya yükü doğrudan çalıştırabilir ya da doğrultulabilir. yükü tahrik eden alıcıdaki bir doğrultucu tarafından akımı (DC) yönlendirmek.

Rezonans endüktif kuplaj

MIT'de Marin Soljačić tarafından önerilen birleştirilmiş mod teorisine göre, rezonans endüktif kuplaj (elektrodinamik kuplaj, [12] kuvvetle kuplajlı manyetik rezonans), gücün iki rezonans arasında manyetik alanlar (B, yeşil) tarafından aktarıldığı bir endüktif kuplaj şeklidir. devreler (ayarlı devreler), biri vericide ve diğeri alıcıda (sağdaki şemaya bakın). Her rezonans devresi, bir kapasitöre bağlı bir tel bobininden veya kendi kendine rezonanslı bir bobinden veya dahili kapasitanslı başka bir rezonatörden oluşur. İkisi aynı rezonans frekansında yankılanacak şekilde ayarlanmıştır. Bobinler arasındaki rezonans, kuplaj ve güç transferini büyük ölçüde artırabilir.

Konu hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız bu bağlantıyı takip edin:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Adım 1: NEYE İHTİYACINIZ OLACAK!!!!!

Başlamak için aşağıdaki bileşenlere ihtiyacınız olacak:

Nokta PCB Kartı (x1)

1 mm kalınlığında tel (7 m)

IC 7805(x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET sürücüsü IC (x2)

555 zamanlayıcı IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K trim potası [103] (x1)

10k direnç (x4)

10 OHM direnci (x4)

0.1uF kapasitör [104] (x5)

10nf kapasitör [103] (x1)

2.2nF kapasitör [222] (x1)

10uF kapasitör [elektrolitik] (x3)

47uF kapasitör [elektrolitik] (x1)

47nF kapasitör [polyester] (x2)

Vidalı Terminaller

IN5819 schotky diyot (x6)

Mini USB konektörü [erkek] (x1)

DC - DC 5v Buck dönüştürücü

Öyleyse yapıyla başlayalım.

Adım 2: BOBİNLERİ sarmak!!?

mükemmel bir spiral bobin sarmak biraz zor. Bobini sarma yöntemim burada. Öncelikle karton ile 1 cm çapında küçük bir daire kesip bir karton parçasına yapıştırın ve ortasına bir delik açın. ŞİMDİ 1 mm kalınlığındaki teli alıp ortasında açılan delikten geçirin (bu, elektrik bağlantıları için fazladan bir teldir). Yüzeye bol miktarda yapıştırıcı sürün ve dairenin etrafından dolaşarak sarmaya başlayın (tutkal, sargıyı yerinde tutmaya yardımcı olur). Dönüş sayısı 30 olana kadar sarmaya devam edin. Bu tür 2 tür aynı bobin yapın.

Adım 3: Bir Ölçü Yapın:

LCR ölçüm cihazınız varsa bu adımı atlayabilirsiniz. Bir LCR metreniz yoksa, bir Arduino Uno ve bir op-amp'den (LM339) bir endüktans ölçer oluşturun. Bu devreyi aşağıdaki web sitesinden aldım, bu endüktans ölçer hakkında daha fazla bilgiyi web sitesinin kendisinde bulabilirsiniz.(kod web sitesinde de mevcuttur)https://www.electronoobs.com/eng_arduino_tut10_3.ph…

Şimdi, bu metre ile bobinlerin endüktansını ölçün ve eğer tüm şartlar benimkiyle aynıysa, yani 1.0 mm kalınlığında tel, bobinin iç çapı = 1.0 cm, dönüş sayısı = 30. Bilinmeyen hata nedeniyle bobin 21.56 uH 26.08 uH civarında. Şimdi endüktansı aldıktan sonra, LC devresinin Rezonans frekansını hesaplamanız gerekiyor. Formül ile Verilen:F = 1 / (2*pi*sq-rt(LC))bu çevrim içi hesaplayıcıyı kullanarak rezonans frekansını hesaplayabilirsiniz. şimdi, salınımı 143.75 Khz frekansında olan osilatör devresini kurmamız gerekiyor.

Adım 4: Osilatör Devresi…

Osilatör devresi yapmanın birçok yolu vardır. Bu devrede 143.75 Khz sinyal üretmek için 555 zamanlayıcı IC kullanacağız ancak bu LC devresini sürmek için yeterli değil (seri kondansatörlü verici bobini). bu yüzden LC devresini sürmek için bir H köprüsü mosfet sürücü devresi inşa etmeliyiz. LC devresini sürmek için bir devre yaptım. Buraya eklediğim devreyi takip etmeniz yeterli. ÇALIŞMA: Kararsız Multivibratörde %50 görev döngüsüne sahip 555 zamanlayıcı IC, IR2110 IC'ye beslenen gerekli osilasyon sinyalini üretir. Tam H köprüsü Mosfet sürücü devresi, A=D ve B=C ve B(C) girişleri A(D)'nin Ters çevrilmiş durumu olduğunda kare dalga çıkışı verecektir. Bu yüzden bunu başarmak için bir İnverter IC (4049) kullanılır. Bu salınımlı Voltaj, verici bobini boyunca sinüzoidal bir akım oluşturur ve bu da çevresinde manyetik alan indükler. Alıcı bobini, rezonans frekansı verici bobinininkiyle aynı olan bir kondansatör ile paralel olarak manyetik alan akımına yerleştirildiğinde indüklenir. indüklenen akım, köprü doğrultucu kullanılarak dc'ye dönüştürülür ve cep telefonunu bir buck dönüştürücü kullanarak şarj etmek için 5 V DC'ye düzenlenir.

Bu projenin basılı halini yapmak isteyenler Eagle board dosyalarını da ekledim, inceleyiniz.

Adım 5: #Son Tedbir:

Şimdi, şemaya göre tüm devreleri kurduktan sonra, her şeyi kontrol edin ve ayrıca her şeyi ölçün. Tekrar frekansı ölçmek için herhangi bir cihazınız varsa, o zaman sorun değil, sadece aşağıdaki kodu Arduino Uno'ya yüklemekle kalmaz. web adresi:

555 zamanlayıcı IC'nin 3. pinindeki frekansı ölçün. Frekansı ölçerken 10K trim potunu gerekli frekansı elde etmek için ayarlayın (yani, 143.75 Khz). Şimdi bir multimetre alın aşağıdaki parametreleri ölçün:Giriş Voltajı[Vin](yani, tam olarak 12 V olup olmadığını kontrol edin). Giriş Akımı[Iin](yani, 12 v güç kaynağından devreye gelen akım). Çıkış Voltajı[Vout](yani, tam olarak 5 V olup olmadığını kontrol edin). Çıkış Akımı[Iout] (yani, buck dönüştürücüden cep telefonuna akım). Hesaplamalar:Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency(n) = Pout / PinMy okumaları: Vin = 11.8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA %40,4 verim sağlar

Adım 6: #Muhafaza

Eski bir mobil kutuyu resimde gördüğünüz gibi kasa olarak geri dönüştürdüm. Bunu yaptıktan sonra mobil veya 5 volt gerektiren herhangi bir cihazı şarj edebilirsiniz, şarj akımı 300 mA.(cepler için biraz yavaştır). Çıkış gücü daha da arttırılabilir ancak verim düşecektir. Gördüğünüz gibi buck çeviricinin çıkışına mini bir USB konektör bağladım. Bu, herhangi bir cihaza bağlanabilir ve kablosuz olarak şarj edilebilir.

Adım 7: Gerçeklik Anı!!!

NEDEN BU KADAR VERİMSİZ:

Fark edebileceğiniz gibi, bunun verimliliği çok düşük, ama neden? Bunun nedeni zayıf hava bağlantısı, cilt etkisi ve elle sarılı bobinin endüktansındaki hatadır ve osilatör devresinin kendisinin frekansı sabit değildir.

peki bu sorunları nasıl aşacağız??? cilt etkisinin üstesinden gelmek için LITZ WIRE adı verilen özel tel tipini kullanabiliriz. Akımın yüksek frekansta yalnızca belirli bir iletken derinliğinden geçtiği etki, cilt etkisi olarak bilinir. Endüktansı artırmak ve iki bobinin bağlantısını etkin bir şekilde artırmak için Ferrit tabanı da kullanabiliriz. Tabii ki, çevrimiçi mağazalarda, kablosuz şarj cihazının verimliliğini artırmak için kullanılabilecek yukarıdaki gereksinimlere sahip birçok bobin var.

Bunu gösteri amaçlı yapmak istiyorsanız, yukarıdaki bobinler yeterlidir. Ancak, bunu herhangi bir günlük amaç için kullanmak istiyorsanız, çevrimiçi bir tane satın almanızı öneririm.

Bu projeyi beğendiyseniz ve ne kadar bilgilendirici ve yararlı bulduysanız, lütfen projeme oy verin.

Teşekkürler.