Elveet. Kinetic Charger Powerbank: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

En gang var jeg på tur, og jeg hadde et problem med å lade gadgetene mine. Jeg reiste lenge på bussen, hadde ikke mulighet til å lade telefonen og visste at jeg snart ville være uten kommunikasjon.

Så kom ideen om å lage en kinetisk lader, som ikke vil avhenge av stikkontakten.

Hvis du trenger å lade gadgeten din på en tur, fottur, på stranden eller i transport, så hjelper Elveet deg. Du kan bare riste Elveet eller putte den i vesken (ryggsekken) og gå på jobb (gå turer, til stranden, til fjells, etc.). Enheten lades når du beveger deg.

Elveet er en kinetisk lader. Prinsippet for drift Elveet er basert på fenomenet elektromagnetisk induksjon

Trinn 1: Komponentdeler i elveet

1. Induktoren består av et 9-magnetisk Halbach-array og tre spoler.

2. Kretskortet inneholder en induktor 200mA trinn-opp-omformer, en batterilader og en batteri-trinn-omformer 5V 2A utgang.

3. Litiumpolymerbatteriet 2800 mAh.

4. Etuiet består av 4 deler og er laget med 3D -skriver.

Hele prosjektet er opprettet i Fusion 360

Trinn 2: Elveet Inductor

Induktoren konverterer bevegelses kinetisk energi til en elektrisk strøm. Effektiviteten til induktoren er den viktigste parameteren. Mengden akkumulert energi i det interne batteriet avhenger av effektiviteten til induktoren.

Induktoren består av tre spoler, et Halbach magnetisk array og tre diodebroer. Spolens arbeidsfelt er delen over som polene til magnetene passerer, det vil si at jo lengre denne delen er, jo mer energi kan vi få.

Videre er utgangene til hver spole koblet til diodebroen, det vil si at spolene er uavhengige i spenning. Og strømmen til alle tre spolene er oppsummert etter diodebroene. Diodebroer bruker Schottky -dioder med veldig lav fremspenning PMEG4010 produsert av Nexperia. Dette er de beste dioder for slike applikasjoner, og jeg anbefaler ikke å bytte dem til andre.

Den magnetiske Halbach -serien konsentrerer magnetfeltet på den ene siden. På den andre siden er magnetfeltet veldig svakt.

Halbach -array krever nesten dobbelt så mange permanente magneter, men effektiviteten til Halbach -enheten er veldig høy.

Magnetmatrisen passerer over to deler av hver spole og alltid passerer polene over forskjellige deler. Siden spolene er elektrisk uavhengige på grunn av diodebroer, er deres innflytelse på hverandre utelukket.

Induktoren bruker en samling av 9 neodymmagneter 5X5X30mm N42. Ytterligere to magneter 2X4X30 N42 brukes som fjærer.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Induktorens effektivitet avhenger av endringen i magnetfeltet. For dette økes banen til den magnetiske enheten. Dermed økes endringshastigheten til magnetfeltet vesentlig på grunn av den store akselerasjonen til den magnetiske enheten under bevegelse.

Denne induktoren er mye mer effektiv enn en induktor med en sylindrisk magnet i midten av spolen. Den sylindriske induktoren har bare den øvre og nedre arbeidsdelen av magneten. Den midterste delen av den sylindriske magneten fungerer nesten ikke i den nåværende generasjonen. Derfor er effektiviteten lav.

Elveet-induktoren har et 4-polet magnetisk system som er strengt vinkelrett på ledningene til spolene.

Etter diodebroene blir strømmen til spolene oppsummert og matet til omformeren og laderkortet.

Trinn 3: Elveet PCB

Kretsen og alle komponentene i platene. Den inneholder tre hoveddeler:

1. Steg opp 200mA omformer induktorstrøm. Brikken NCP1402 brukes.

Det er en boost -omformer som opererer fra 0,8 volt og gir en fast spenning på 5 volt og en strøm på opptil 200 mA. Oppgaven til denne brikken er å gi en behagelig spenning for lading av batteriet.

2. Ladestasjonsbrikke STC4054

Denne brikken mottar 5 volt fra induktoren eller fra en ekstern kilde (via mikro-USB) og lader et litiumpolymerbatteri med en kapasitet på 2800 mA. Induktorstrømmen og strømmen fra den eksterne kilden kobles fra via Schottky -dioder.

Også det andre paret Schottky -dioder lar Elveet fungere som en uavbrutt strømforsyning, det vil si at du kan lade Elveet og motta strøm fra den for enhetene dine samtidig.

3. Step-up output converter. Den øker batterispenningen til 5 volt og gir en strøm på opptil 2 ampere for å drive utstyret. I dette tilfellet fungerer LM2623 -brikken.

En god funksjon ved LM2623 er en intern høyeffekttransistor og en utgangsstrøm på opptil 2 ampere med lav utgangsspenning. Utgangsspenningen mates til en standard USB -kontakt.

I tillegg til disse delene har brettet en berøringsfølsom lastbryter (for eksempel en kraftig reiselampe eller annen konstant belastning). Det er også utgangspinner for tilkobling av den trådløse laderen i stedet for USB -kabelen, men dette alternativet er designet for fremtiden.

Trinn 4: Elveet -eske

Alle deler av saken og magnetholderen skrives ut på en 3D -skriver.

Alle STL -filene er her.

Case dimensjoner:

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

Trinn 5: Spoler

På en rektangulær base 5x35 mm høy 8 mm ruller vi spole med en ledning på 32 AWG (0,2 mm).

Spolene er laget med en ledning på 32 AWG (0,2 mm) på en rektangulær base. Antallet svinger er omtrent 1200. Bredden på hele spolen bør ikke være mer enn 20 mm. Du kan bruke en tykkere ledning, men for en boost -omformer vil dette være en tyngre operasjonsmåte. En tynnere ledning vil gi mer spenning, men strømmen vil falle og ohmiske tap vil øke.

Etter vikling skal alle spoler pakkes inn med PTFE -tape.

Trinn 6: Board Diode Bridges

Dette er et smalt brett for 12 dioder.

Den ligger ved siden av spolene.

Utgangene til hver spole er koblet til broene etter at brettet er plassert i sporet.

Trinn 7: Kontrollere tilkoblinger

For å gjøre dette trenger du et tynt brett, som er montert 10-15 hvite lysdioder og en kondensator på omtrent 2200 mikrofarader.

Lysdioder er parallelt koblet og loddet til brettet til diodebroer.

Når den magnetiske enheten flyttes over spolene, skal alle dioder skinne sterkt.

Videre blir testkortet fjernet og brokortets pinner er koblet til omformerkortet.

Trinn 8: Sluttmontering

Vi kobler batteriet og induktorledningene til kortet.

Etter det samler vi de øvre og nedre dekslene til enheten ved hjelp av to skruer.

Enheten er klar til bruk.

Nå er du helt energisk uavhengig!