Yêu tinh. Kinetic Charger Powerbank: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Một lần tôi đang đi du lịch và tôi gặp sự cố khi sạc lại các thiết bị của mình. Tôi đã đi rất lâu trên xe buýt, không có cơ hội sạc điện thoại và biết rằng mình sẽ sớm không còn liên lạc.

Vì vậy, đã nảy ra ý tưởng tạo ra một bộ sạc động học, bộ sạc này sẽ không phụ thuộc vào ổ cắm điện.

Nếu bạn cần sạc lại thiết bị của mình trong một chuyến đi, đi bộ đường dài, trên bãi biển hoặc vận chuyển, thì Elveet sẽ giúp bạn. Bạn có thể lắc Elveet hoặc bỏ vào túi (ba lô) và đi làm (đi bộ đường dài, đi biển, lên núi, v.v.). Thiết bị đang sạc khi bạn đang di chuyển.

Elveet là bộ sạc động học, nguyên lý hoạt động của Elveet dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

Bước 1: Các bộ phận cấu thành của Elveet

1. Cuộn cảm bao gồm một dãy Halbach 9 từ tính và ba cuộn dây.

2. PCB chứa một bộ chuyển đổi bước lên 200mA cuộn cảm, một bộ sạc pin và một bộ chuyển đổi bước lên pin đầu ra 5V 2A.

3. Pin lithium-polymer 2800 mAh.

4. Vỏ bao gồm 4 phần và được làm bằng Máy in 3D.

Toàn bộ dự án được tạo trong Fusion 360

Bước 2: Cuộn cảm Elveet

Cuộn cảm biến đổi động năng của chuyển động của bạn thành dòng điện. Hiệu suất của cuộn cảm là thông số quan trọng nhất. Lượng năng lượng tích lũy trong pin bên trong phụ thuộc vào hiệu suất của cuộn cảm.

Cuộn cảm bao gồm ba cuộn dây, một dãy từ Halbach và ba cầu điốt..

Hơn nữa, đầu ra của mỗi cuộn dây được kết nối với cầu diode, nghĩa là, các cuộn dây này độc lập về điện áp. Và dòng điện của cả ba cuộn dây được cộng lại sau các cầu diode. Cầu diode sử dụng điốt Schottky với điện áp chuyển tiếp rất thấp PMEG4010 do Nexperia sản xuất. Đây là những điốt tốt nhất cho các ứng dụng như vậy và tôi không khuyên bạn nên thay đổi chúng sang các loại khác.

Dãy Halbach từ tính tập trung từ trường về một phía. Mặt khác, từ trường rất yếu.

Mảng Halbach đòi hỏi số lượng nam châm vĩnh cửu gần như gấp đôi nhưng hiệu quả của việc lắp ráp Halbach rất cao.

Dãy từ đi qua hai phần của mỗi cuộn dây và các cực luôn đi qua các phần khác nhau. Vì các cuộn dây độc lập về điện do cầu diode nên loại trừ ảnh hưởng của chúng lên nhau.

Cuộn cảm sử dụng một cụm 9 nam châm neodymium 5X5X30mm N42. Hai nam châm nữa 2X4X30 N42 được dùng làm lò xo.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Hiệu suất của cuộn cảm phụ thuộc vào tốc độ thay đổi của từ trường. Đối với điều này, đường dẫn của cụm từ được tăng lên. Do đó, tốc độ thay đổi của từ trường tăng lên đáng kể do gia tốc lớn của cụm từ trong quá trình chuyển động.

Cuộn cảm này hiệu quả hơn nhiều so với cuộn cảm có nam châm hình trụ ở giữa cuộn dây. Cuộn cảm hình trụ chỉ có phần làm việc trên và dưới của nam châm. Phần giữa của nam châm hình trụ gần như không hoạt động trong thế hệ hiện tại. Do đó, hiệu quả của nó là thấp.

Cuộn cảm Elveet có hệ thống 4 cực từ được hướng thẳng góc với dây dẫn của cuộn dây.

Sau các cầu nối diode, dòng điện của các cuộn dây được tổng hợp và cấp cho bộ chuyển đổi và bảng sạc.

Bước 3: Elveet PCB

Mạch và tất cả các thành phần của bo mạch, bao gồm ba phần chính:

1. Dòng điện dẫn bộ chuyển đổi bước lên 200mA. Chip NCP1402 được sử dụng.

Nó là một bộ chuyển đổi tăng cường hoạt động từ 0,8 volt và cung cấp điện áp cố định 5 volt và dòng điện lên đến 200 mA. Nhiệm vụ của con chip này là cung cấp điện áp thoải mái để sạc pin.

2. Sạc thiết bị chip STC4054

Con chip này nhận 5 volt từ cuộn cảm hoặc từ nguồn bên ngoài (thông qua micro-USB) và sạc pin Lithium-polymer có công suất 2800 mA. Dòng điện dẫn và dòng điện từ nguồn bên ngoài được tách ra thông qua điốt Schottky.

Ngoài ra, cặp điốt Schottky thứ hai cho phép Elveet hoạt động như một nguồn cung cấp điện liên tục, tức là bạn có thể sạc Elveet và nhận dòng điện từ nó cho các thiết bị của mình cùng một lúc.

3. Bộ chuyển đổi đầu ra từng bước. Nó tăng điện áp của pin lên 5 Volt và cung cấp dòng điện lên đến 2 Ampe để cung cấp năng lượng cho các thiết bị. Trong trường hợp này, chip LM2623 đang hoạt động.

Một tính năng tốt của LM2623 là một bóng bán dẫn công suất cao bên trong và dòng điện đầu ra lên đến 2 Ampe với độ gợn sóng điện áp đầu ra thấp. Điện áp đầu ra được cấp cho đầu nối USB tiêu chuẩn.

Ngoài các bộ phận này, bo mạch có một công tắc tải cảm ứng (ví dụ: đèn di chuyển mạnh hoặc các tải không đổi khác). Ngoài ra còn có các chân ra để kết nối bộ sạc không dây thay vì cáp USB, nhưng tùy chọn này được thiết kế cho tương lai.

Bước 4: Trường hợp Elveet

Tất cả các bộ phận của vỏ và giá đỡ nam châm đều được in trên máy in 3D.

Tất cả các tệp STL đều ở đây.

Kích thước trường hợp:

18 - 54 - 133 мм (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 in)

Bước 5: Cuộn dây

Trên đế hình chữ nhật 5x35 mm cao 8 mm, chúng tôi cuộn cuộn bằng dây 32 AWG (0,2 mm).

Các cuộn dây được làm bằng dây 32 AWG (0,2mm) trên một đế hình chữ nhật. Số vòng dây xấp xỉ 1200, chiều rộng của toàn bộ cuộn dây không được quá 20 mm. Bạn có thể áp dụng một dây dày hơn, nhưng đối với một bộ chuyển đổi tăng cường, đây sẽ là một chế độ hoạt động nặng hơn. Một dây mỏng hơn sẽ cung cấp nhiều điện áp hơn nhưng dòng điện sẽ giảm và tổn thất ohmic sẽ tăng lên.

Sau khi quấn tất cả các cuộn dây nên được quấn bằng băng PTFE.

Bước 6: Cầu điốt bảng

Đây là một bảng hẹp cho 12 điốt.

Nó nằm bên cạnh các cuộn dây.

Các đầu ra của mỗi cuộn dây được kết nối với các cầu sau khi bảng được đặt vào rãnh.

Bước 7: Kiểm tra kết nối

Để làm điều này, bạn cần một bảng mỏng, được gắn 10-15 đèn LED trắng và một tụ điện có khoảng 2200 microfarads.

Đèn LED được kết nối song song và hàn vào bảng của cầu diode.

Khi di chuyển cụm từ tính qua các cuộn dây, tất cả các điốt sẽ sáng rực rỡ.

Hơn nữa, bảng kiểm tra được tháo ra và các chân của bảng cầu nối được kết nối với bảng chuyển đổi.

Bước 8: Lắp ráp cuối cùng

Chúng tôi kết nối pin và dây dẫn vào bảng.

Sau đó, chúng tôi thu thập các nắp trên và dưới của thiết bị bằng cách sử dụng hai vít.

Thiết bị đã sẵn sàng hoạt động.

Bây giờ bạn hoàn toàn độc lập về mặt năng lượng!