DIY trådløs lader: 7 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

I denne instruksen kommer du til å vite hvordan du bygger din egen trådløse lader for hvilken som helst enhet.

Trådløse strømteknikker faller hovedsakelig i to kategorier, ikke-strålende og strålende. I nærfelt eller ikke-strålingsteknikker overføres kraften ved hjelp av magnetiske felt ved bruk av induktiv kobling mellom trådspoler, eller ved elektriske felt ved bruk av kapasitiv kobling mellom metallelektroder. Induktiv kopling er den mest brukte trådløse teknologien; applikasjonene inkluderer lading av håndholdte enheter som telefoner og elektriske tannbørster, RFID -tagger og ladere for implanterbare medisinske enheter som kunstige hjertestartere eller elektriske kjøretøyer.

Hva er induktiv kobling:

Ved induktiv kobling (elektromagnetisk induksjon eller induktiv kraftoverføring, IPT), overføres strøm mellom trådspoler av et magnetfelt. Senderen og mottakerspolene danner sammen en transformator (se diagram). En vekselstrøm (AC) gjennom senderspolen (L1) skaper et oscillerende magnetfelt (B) etter Amperes lov. Magnetfeltet passerer gjennom mottaksspolen (L2), der det induserer en vekslende EMF (spenning) av Faradays induktionslov, som skaper en vekselstrøm i mottakeren. Den induserte vekselstrømmen kan enten drive lasten direkte eller bli utbedret til likestrøm (DC) av en likeretter i mottakeren, som driver lasten.

Resonant induktiv kobling

I henhold til teorien om koblet modus foreslått av Marin Soljačić ved MIT, er resonant induktiv kobling (elektrodynamisk kobling, [12] sterkt koblet magnetisk resonans) en form for induktiv kobling der kraft overføres av magnetiske felt (B, grønn) mellom to resonante kretser (avstemte kretser), en i senderen og en i mottakeren (se diagram til høyre). Hver resonanskrets består av en trådspole koblet til en kondensator, eller en selvresonantspole eller annen resonator med intern kapasitans. De to er innstilt på å resonere med samme resonansfrekvens. Resonansen mellom spolene kan øke koblingen og kraftoverføringen sterkt.

HVIS du vil vite mer om emnet, følg denne lenken:

en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_trans…

Trinn 1: HVA DU TRENGER !!!!

Du trenger følgende komponenter til å begynne med:

Dot PCB Board (x1)

ledning 1 mm tykk (7 m)

IC 7805 (x1)

IRFZ44N MOSFET (x4)

IR2110 MOSFET driver IC (x2)

555 timer IC (x1)

CD4049 IC (X1)

10K trimpotte [103] (x1)

10k motstand (x4)

10 OHM motstand (x4)

0.1uF kondensator [104] (x5)

10nf kondensator [103] (x1)

2.2nF kondensator [222] (x1)

10uF kondensator [elektrolytisk] (x3)

47uF kondensator [elektrolytisk] (x1)

47nF kondensator [polyester] (x2)

Skrueterminaler

IN5819 schotky diode (x6)

Mini USB -kontakt [hann] (x1)

DC - DC 5v Buck -omformer

Så la oss starte med byggingen.

Trinn 2: Spoling av spolene !!?

Det er litt vanskelig å vikle en perfekt spiralspole. Her er min måte å spole spolen på. Klipp først en liten sirkel med en diameter på 1 cm med papp, lim den til et stykke papp og lag et hull i midten. Ta nå tråden med en tykkelse på 1 mm og før den gjennom hullet i midten (Dette er en ekstra tråd for elektriske tilkoblinger). Påfør mye lim på overflaten og begynn å vikle ved å gå rundt sirkelen (lim hjelper til med å holde viklingen på plass). Fortsett å vikle til antall omdreininger blir 30. Lag 2 slike typer identiske spoler.

Trinn 3: Gjør et tiltak:

Hvis du har en LCR -måler, kan du hoppe over dette trinnet. Hvis du ikke har en LCR-måler, kan du bygge en induktansmåler fra en Arduino Uno og en op-amp (LM339). Jeg har tatt denne kretsen fra følgende nettsted, du kan finne mer informasjon om denne induktansmåleren på selve nettstedet. (Koden er også tilgjengelig på selve nettstedet)

Mål nå induktansen til spolene med denne måleren, og hvis du har alle de samme betingelsene som min som er 1,0 mm tykk tråd, innvendig diameter på spolen = 1,0 cm, antall omdreininger = 30. du bør få induktansen til spolen rundt 21,56 uH 26,08 uH på grunn av ukjent feil. Nå etter at du har fått induktansen, må du beregne resonansfrekvensen til LC-kretsen. gitt av formelen: F = 1 / (2*pi*sq-rt (LC)) kan du bruke denne online kalkulatoren til å beregne resonansfrekvensen. https://www.deephaven.co.uk/lc.html I mitt tilfelle er L = 26,08 uH og C = 47 nF som gir resonansfrekvensen F = 143,75 Khz. nå må vi bygge oscillatorkretsen, hvis oscillasjon er med frekvensen 143,75 Khz.

Trinn 4: Oscillatorkretsen …

Det er mange måter å lage en oscillatorkrets på. I denne kretsen vil vi bruke en 555 timer IC til å produsere et signal på 143,75 Khz, men det er ikke nok til å drive LC -kretsen (senderspole med kondensator i serie). så vi må bygge en H bridge mosfet driverkrets for å drive LC-kretsen. https://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridg… Med henvisning til kretsen på nettstedet ovenfor og noen mindre endringer jeg har laget en krets for å drive LC -kretsen. Bare følg kretsen jeg har koblet til her. ARBEID: 555 timer IC i Astable Multivibrator med 50% driftssyklus produserer det nødvendige oscillerende signalet som mates til IR2110 IC. Hele broen Mosfet driverkrets til sender ut firkantbølge når inngangene A = D og B = C og B (C) er invertert tilstand for A (D). Så en Inverter IC (4049) brukes for å oppnå dette. Denne oscillerende spenningen skaper en sinusformet strøm gjennom senderspolen som induserer magnetfelt rundt den. Når mottakerspolen parallelt med en kondensator, hvis resonansfrekvens som den til senderspolen er plassert i dens magnetfeltstrøm, induseres. Dette indusert strøm blir konvertert til likestrøm ved bruk av bro -likeretter og regulert til 5 V DC for å lade mobilen ved hjelp av en bukk -omformer.

De som ønsker å lage den trykte versjonen av dette prosjektet, jeg har også lagt ved Eagle -tavlefilene, sjekk det.

Trinn 5: #Final Measure:

Nå, etter å ha bygget alle kretsene i henhold til skjematisk, sjekk alt og måle alt. Igjen hvis du har en enhet for å måle frekvens, er det greit, hvis ikke bare last opp følgende kode til Arduino Uno. nettadresse:

Mål frekvensen ved 3. pin på 555 timer IC. Mens du måler frekvensen justerer du 10K trimpotten for å få den nødvendige frekvensen (dvs. 143,75 Khz). Ta nå en multimeter og mål følgende parametere: Inngangsspenning [Vin] (dvs., sjekk om den er nøyaktig 12 V eller ikke. Utgangsstrøm [Iout] (dvs. strøm til mobilen fra buck -omformer). Beregninger: Pin = Vin * IinPout = Vout * IoutEfficiency (n) = Pout / PinMine avlesninger: Vin = 11,8 V; Iin = 310 mA; Vout = 5,1 V; Vin = 290 mA som gir effektivitet på 40,4%

Trinn 6: #Vedlegget

Jeg har resirkulert en gammel mobilboks som kabinettet som du kan se på bildet. Når du har gjort det, kan du lade mobilen eller en hvilken som helst enhet som krever 5 volt, ladestrømmen er 300 mA. (Noe som er litt tregt for mobiler). Utgangseffekten kan øke ytterligere, men effektiviteten vil synke. Som du kan se har jeg koblet til en mini USB -kontakt ved utgangen på bukkomformeren. Dette kan kobles til hvilken som helst enhet og kan lades trådløst.

Trinn 7: Sannhetens øyeblikk !!

HVORFOR SÅ INFEKTIVT:

Som du kan merke er effektiviteten til dette veldig lav, men hvorfor? Det skyldes dårlig luftkobling, hudeffekt og feil i induktansen til den håndviklede spolen og frekvensen til selve oscillatorkretsen er ikke stabil.

så hvordan kan vi overvinne disse problemene ??? vel, vi kan bruke spesiell type ledning kalt LITZ WIRE for over come skin effect. Effekten som strømmen bare passerer gjennom en viss dybde av lederen ved høy frekvens, kalles hudeffekt. Vi kan også bruke ferrittbase for å øke induktansen og øke koblingen av to spoler effektivt. Selvfølgelig er det mange spoler i nettbutikker med kravene ovenfor som kan brukes til å øke effektiviteten til den trådløse laderen.

Hvis du vil bygge dette for demonstrasjonsformål, er spolene ovenfor nok. Men hvis du vil bruke dette til daglige formål, foreslår jeg at du kjøper en på nettet.

Hvis du liker dette prosjektet og synes det var noe informativt og nyttig, kan du stemme på prosjektet mitt.

Takk skal du ha.