Bộ sạc không dây DIY: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Trong phần Hướng dẫn này, bạn sẽ biết cách tạo bộ sạc không dây của riêng mình cho mọi thiết bị.

Kỹ thuật điện vô tuyến chủ yếu chia thành hai loại, không bức xạ và bức xạ. Trong kỹ thuật trường gần hoặc không bức xạ, công suất được chuyển bằng từ trường bằng cách sử dụng ghép cảm ứng giữa các cuộn dây hoặc bằng điện trường sử dụng ghép điện dung giữa các điện cực kim loại. Khớp nối cảm ứng là công nghệ không dây được sử dụng rộng rãi nhất; các ứng dụng của nó bao gồm sạc các thiết bị cầm tay như điện thoại và bàn chải đánh răng điện, thẻ RFID và bộ sạc cho các thiết bị y tế cấy ghép như máy tạo nhịp tim nhân tạo hoặc xe điện.

Khớp nối quy nạp là gì:

Trong ghép cảm ứng (truyền điện cảm ứng điện từ, IPT), công suất được chuyển giữa các cuộn dây bằng từ trường. Cuộn dây của máy phát và máy thu với nhau tạo thành một máy biến áp (xem sơ đồ). Dòng điện xoay chiều (AC) qua cuộn dây máy phát (L1) tạo ra từ trường (B) dao động điều hòa theo định luật Ampe. Từ trường đi qua cuộn dây nhận (L2), tại đây nó tạo ra EMF (điện áp) xoay chiều theo định luật cảm ứng Faraday, tạo ra dòng điện xoay chiều trong máy thu. Dòng điện xoay chiều cảm ứng có thể truyền tải trực tiếp hoặc được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều (DC) bởi một bộ chỉnh lưu trong máy thu, điều khiển tải.

Khớp nối quy nạp cộng hưởng

Theo lý thuyết chế độ kết hợp được đề xuất bởi Marin Soljačić tại MIT, ghép cảm ứng cộng hưởng (ghép nối điện động, [12] cộng hưởng từ được ghép nối mạnh) là một dạng ghép nối cảm ứng trong đó công suất được truyền bởi từ trường (B, xanh lục) giữa hai cộng hưởng. mạch (mạch điều chỉnh), một trong máy phát và một trong máy thu (xem sơ đồ, bên phải). Mỗi mạch cộng hưởng bao gồm một cuộn dây nối với tụ điện, hoặc cuộn dây cộng hưởng tự ngẫu hoặc bộ cộng hưởng khác có điện dung bên trong. Cả hai được điều chỉnh để cộng hưởng ở cùng một tần số cộng hưởng. Sự cộng hưởng giữa các cuộn dây có thể làm tăng khả năng ghép nối và truyền điện rất nhiều.

NẾU bạn muốn biết thêm về chủ đề, hãy theo liên kết này:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Bước 1: BẠN SẼ CẦN GÌ !!!!!

Bạn sẽ cần các thành phần sau để bắt đầu:

Bảng PCB chấm (x1)

dây dày 1 mm (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IC điều khiển IR2110 MOSFET (x2)

IC hẹn giờ 555 (x1)

IC CD4049 (X1)

Nồi cắt 10K [103] (x1)

Điện trở 10k (x4)

Điện trở 10 OHM (x4)

Tụ điện 0,1uF [104] (x5)

Tụ điện 10nf [103] (x1)

Tụ điện 2,2nF [222] (x1)

Tụ điện 10uF [điện phân] (x3)

Tụ điện 47uF [điện phân] (x1)

Tụ điện 47nF [polyester] (x2)

Thiết bị đầu cuối trục vít

Điốt schotky IN5819 (x6)

Đầu nối USB mini [đực] (x1)

Bộ chuyển đổi DC - DC 5v Buck

Vì vậy, hãy bắt đầu với bản dựng.

Bước 2: Quấn dây điện !!?

Việc quấn một cuộn dây xoắn ốc hoàn hảo là một việc hơi phức tạp. Đây là cách cuộn dây của tôi. Trước hết, cắt một hình tròn nhỏ có đường kính 1 cm bằng bìa cứng, dán nó vào một miếng bìa cứng và tạo một lỗ ở chính giữa. đây là bit dây bổ sung cho các kết nối điện). Bôi nhiều keo lên bề mặt và bắt đầu cuộn dây bằng cách đi xung quanh vòng tròn (keo giúp giữ dây quấn tại chỗ). Tiếp tục cuộn dây cho đến khi số vòng dây trở thành 30. Hãy làm 2 loại cuộn dây giống nhau như vậy.

Bước 3: Thực hiện một phép đo:

Nếu bạn có đồng hồ đo LCR, bạn có thể bỏ qua bước này. Nếu bạn không có đồng hồ đo LCR, hãy xây dựng đồng hồ đo điện cảm từ Arduino Uno và op-amp (LM339). Tôi đã lấy mạch này từ trang web sau, bạn có thể tìm thêm thông tin về máy đo độ tự cảm này trong chính trang web. (Mã cũng có sẵn trong chính trang web)

Bây giờ, hãy đo độ tự cảm của các cuộn dây bằng đồng hồ này và nếu bạn có tất cả các điều kiện như của tôi đó là dây dày 1,0 mm, đường kính trong của cuộn dây = 1,0 cm, số vòng dây = 30 thì bạn sẽ nhận được độ tự cảm là cuộn dây xung quanh 21,56 uH 26,08 uH vì sai số chưa biết. Bây giờ sau khi mắc điện cảm, ta phải tính tần số cộng hưởng của mạch LC. Cho theo công thức: F = 1 / (2 * pi * sq-rt (LC)) bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến này để tính tần số cộng hưởng. https://www.deephaven.co.uk/lc.htmlTrong trường hợp của tôi, L = 26,08 uH và C = 47 n. Trong đó, tần số cộng hưởng là F = 143,75 Khz. Bây giờ, chúng ta phải xây dựng một mạch dao động, mà dao động của nó có tần số 143,75 Khz.

Bước 4: Mạch Dao động…

Có rất nhiều cách để tạo ra một mạch dao động. Trong mạch này, chúng ta sẽ sử dụng một IC định thời 555 để tạo ra tín hiệu 143,75 Khz nhưng nó không đủ để điều khiển mạch LC (cuộn dây máy phát với tụ điện mắc nối tiếp). vì vậy chúng ta phải xây dựng một mạch điều khiển mosfet cầu H để điều khiển mạch LC. đã tạo một mạch để điều khiển mạch LC. Chỉ cần làm theo mạch mà tôi đã đính kèm ở đây. VẬN HÀNH: IC hẹn giờ 555 trong Astable Multivibrator với chu kỳ hoạt động 50% tạo ra tín hiệu dao động cần thiết được cấp cho IC IR2110. Cầu H đầy đủ Mạch điều khiển Mosfet sẽ xuất ra sóng vuông khi các đầu vào A = D và B = C và B (C) là trạng thái Đảo ngược của A (D). Vì vậy, một IC Biến tần (4049) được sử dụng để đạt được điều này. Điện áp dao động này tạo ra một dòng điện hình sin chạy qua cuộn dây máy phát, tạo ra từ trường xung quanh nó. Khi cuộn dây máy thu mắc song song với một tụ điện có tần số cộng hưởng bằng tần số cộng hưởng của cuộn dây máy phát thì dòng điện từ trường của nó sẽ cảm ứng được. Dòng điện cảm ứng được chuyển đổi thành một chiều bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu và được điều chỉnh thành 5 V DC để sạc điện thoại di động bằng bộ chuyển đổi buck.

Những ai muốn làm bản in của dự án này, tôi có đính kèm các tập tin bảng Eagle, xem thử.

Bước 5: # Đo cuối cùng:

Bây giờ, sau khi xây dựng tất cả các mạch theo sơ đồ, hãy kiểm tra mọi thứ và cũng đo mọi thứ. Hãy nhớ nếu bạn có bất kỳ thiết bị nào để đo tần số thì không sao, nếu không chỉ cần tải lên codeto Arduino Uno sau đây. địa chỉ web:

Đo tần số ở chân thứ 3 của IC hẹn giờ 555. Trong khi đo tần số, điều chỉnh nồi cắt 10K để có tần số yêu cầu (tức là 143,75 Khz). Sau đó, lấy đồng hồ đo nhiều thông số sau: Điện áp đầu vào [Vin] (tức là, kiểm tra xem nó có chính xác là 12 V hay không). Dòng điện đầu vào [Iin] (tức là dòng điện đến mạch từ nguồn điện 12 v). Điện áp đầu ra [Vout] (tức là kiểm tra xem nó có chính xác 5 V hay không). Dòng điện đầu ra [Iout] (tức là dòng điện tới thiết bị di động từ bộ chuyển đổi buck). Tính toán: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMy đọc: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA cho hiệu suất 40,4%

Bước 6: # Phần đính kèm

Tôi đã tái chế một hộp điện thoại di động cũ làm vỏ bọc như bạn có thể thấy trong hình ảnh. Chỉ cần bạn làm xong, bạn có thể sạc điện thoại di động hoặc bất kỳ thiết bị nào yêu cầu 5 volt, dòng sạc là 300 mA. (Hơi chậm đối với điện thoại di động). Công suất đầu ra có thể tăng hơn nữa nhưng hiệu suất sẽ giảm. Như bạn có thể thấy, tôi đã kết nối đầu nối USB mini ở đầu ra của bộ chuyển đổi buck. Điều này có thể được kết nối với bất kỳ thiết bị nào và có thể được sạc không dây.

Bước 7: Khoảnh khắc của sự thật !!!

TẠI SAO HIỆU QUẢ NHƯ VẬY:

Như bạn có thể nhận thấy hiệu quả của việc này là rất thấp, nhưng tại sao? Đó là do sự phối khí kém, hiệu ứng da và lỗi độ tự cảm của cuộn dây quấn tay và bản thân tần số của mạch dao động không ổn định.

vậy chúng ta phải làm thế nào để khắc phục những vấn đề này ??? chúng ta có thể sử dụng loại dây đặc biệt được gọi là LITZ WIRE để tạo hiệu ứng cho da. Hiệu ứng mà dòng điện chỉ đi qua một độ sâu nhất định của dây dẫn ở tần số cao được gọi là hiệu ứng da. Chúng ta cũng có thể sử dụng đế Ferit để tăng độ tự cảm và tăng khả năng ghép nối của hai cuộn dây một cách hiệu quả. Tất nhiên có rất nhiều cuộn dây trong các cửa hàng trực tuyến với các yêu cầu trên có thể được sử dụng để tăng hiệu quả của bộ sạc không dây.

Nếu bạn muốn xây dựng điều này cho mục đích trình diễn, các cuộn dây trên là đủ. Tuy nhiên, nếu bạn muốn sử dụng nó cho bất kỳ mục đích hàng ngày nào, tôi khuyên bạn nên mua một cái trực tuyến.

Nếu bạn thích dự án này và thấy nó có một số thông tin và hữu ích, vui lòng bỏ phiếu cho dự án của tôi.

Cảm ơn bạn.