Paprasta belaidė energijos perdavimo grandinė švyti švyturiui

Belaidis Elektros perdavimo koncepcija nėra nauja. Pirmą kartą tai parodė Nikola Tesla 1890 metais. Nikola Tesla pristatė elektrodinamikos indukciją arba rezonansinę indukcinę jungtį, apšviesdamas tris lemputes 60 pėdų atstumu nuo maitinimo šaltinio. Mes taip pat sukūrėme „Mini Tesla“ ritę energijai perduoti.

Belaidis elektros energijos perdavimas arba WET yra procesas, kuriuo energija tiekiama per oro tarpą nenaudojant jokių laidų ar fizinių jungčių. Šioje bevielėje sistemoje siųstuvas sukuria kintantį laiką arba aukšto dažnio elektromagnetinį lauką, kuris perduoda energiją imtuvo įrenginiui be jokio fizinio ryšio. Imtuvo įtaisas ištraukia magnetinio lauko energiją ir tiekia ją į elektros apkrovą. Todėl norint konvertuoti elektrą į elektromagnetinį lauką, dvi ritės naudojamos kaip siųstuvo ritė ir imtuvo ritė. Siųstuvo ritė maitinama kintama srove ir sukuria magnetinį lauką, kuris toliau virsta tinkama įtampa visoje imtuvo ritėje.

Šiame projekte sukursime pagrindinę mažo maitinimo belaidžio siųstuvo grandinę, kad švytėtų šviesos diodas.

Būtini komponentai

Tranzistorius BC 549
LED
Duonos lentos
Prijunkite laidus
1.2k rezistoriai
Variniai laidai
1,5 V akumuliatorius

Grandinės schema

Schemos, skirtos perduoti elektrą belaidžiu būdu, kad švytėtų šviesos diodas, yra paprasta ir matoma žemiau esančiame paveikslėlyje. Jį sudaro dvi dalys: siųstuvas ir imtuvas.

Siųstuvo pusėje ritės yra sujungtos per tranzistoriaus kolektorių, 17 posūkių iš abiejų pusių. O imtuvas sukonstruotas naudojant tris komponentus - tranzistorių, rezistorių ir centrinį čiaupą turinčio oro šerdies induktorių arba varinę ritę. Imtuvo pusėje yra šviesos diodas, sujungtas per 34 posūkių varinę ritę.

Belaidžio energijos perdavimo grandinės konstrukcija

Čia naudojamas tranzistorius yra NPN tranzistorius, čia galima naudoti bet kokį pagrindinį NPN tranzistorių, pavyzdžiui, BC547.

Ritė yra labai svarbi belaidžio energijos perdavimo dalis, todėl ją reikia statyti atsargiai. Šiame projekte ritės gaminamos naudojant 29AWG varinę vielą. Centrinės bakstelėtos ritės formavimas atliekamas siųstuvo pusėje. yra naudojamas cilindrinis ritės įvyniojimas, pavyzdžiui, PVC vamzdis, kad vyniotų ritę.

Dėl siųstuvo, vėjo viela iki 17 vijų, tada už centras čiaupo ryšio kilpą ir vėl padaryti 17 kartus apsukite ritės. Ir už imtuvo, kad 34 apsukite ričių vyniojimo be centro čiaupo.

Belaidžio elektros perdavimo grandinės veikimas

Abi grandinės yra sukonstruotos ant duonos plokštės ir maitinamos naudojant 1,5 V bateriją. Grandinės negalima naudoti didesniam nei 1,5 voltų maitinimo šaltiniui, nes tranzistorius gali įkaisti dėl pernelyg didelio energijos išsisklaidymo. Tačiau norint gauti daugiau įvertinimų, reikia papildomų važiavimo grandinių.

Šis belaidis elektros energijos perdavimas yra pagrįstas indukcinio sujungimo technika. Grandinę sudaro dvi dalys - siųstuvas ir imtuvas.

Siųstuvo sekcijoje tranzistorius generuoja aukšto dažnio kintamą srovę per ritę, o ritė - aplink ją magnetinį lauką. Kai ritė yra centre, dvi ritės pusės ima krautis. Viena ritės pusė yra prijungta prie rezistoriaus, o kita pusė - prie NPN tranzistoriaus kolektoriaus gnybto. Įkrovimo metu pradeda veikti bazinis rezistorius, kuris galiausiai įjungia tranzistorių. Tada tranzistorius išleidžia induktorių, kai emiteris yra sujungtas su žeme. Šis induktoriaus įkrovimas ir iškrovimas sukuria labai aukšto dažnio virpesių signalą, kuris toliau perduodamas kaip magnetinis laukas.

Imtuvo pusėje tas magnetinis laukas perkeliamas į kitą ritę, o pagal Faradėjaus indukcijos dėsnį imtuvo ritė pradeda gaminti EMF įtampą, kuri toliau naudojama šviesos diodui apšviesti.

Grandinė yra išbandyta ant duonos lentos su šviesos diodu, prijungtu per imtuvą. Išsamų grandinės veikimą galima pamatyti vaizdo įraše, pateiktame pabaigoje.

Grandinės apribojimas

Ši maža grandinė gali veikti tinkamai, tačiau ji turi didžiulį apribojimą. Ši grandinė nėra tinkama tiekti didelę galią ir turi įėjimo įtampos apribojimus. Efektyvumas taip pat labai prastas. Norint įveikti šį apribojimą, galima sukurti „push-pull“ topologijas naudojant tranzistorius arba MOSFET. Tačiau siekiant geresnio ir optimizuoto efektyvumo, geriau naudoti tinkamas belaidžio perdavimo tvarkyklės IC.

Norėdami pagerinti perdavimo atstumą, tinkamai susukite ritę ir padidinkite Nr. posūkių ritėje.

Belaidžio energijos perdavimo programos

Belaidis energijos perdavimas (WPT) yra plačiai diskutuojama tema elektronikos pramonėje. Ši technologija sparčiai auga išmaniųjų telefonų ir įkroviklių buitinės elektronikos rinkoje.

Yra begalė WPT privalumų. Kai kurie iš jų paaiškinti toliau:

Pirma, šiuolaikinėje energijos poreikio srityje WPT gali panaikinti tradicinę įkrovimo sistemą, pakeisdama laidinius įkrovimo sprendimus. Bet kurioms nešiojamosioms vartojimo prekėms reikia savo įkrovimo sistemos. Belaidis energijos perdavimas gali išspręsti šią problemą, suteikdamas universalų belaidžio maitinimo sprendimą visiems tiems nešiojamiesiems prietaisams. Rinkoje jau yra daugybė prietaisų su įmontuotu belaidžiu maitinimo sprendimu, pavyzdžiui, išmanusis laikrodis, išmanusis telefonas ir kt.

Kitas WPT pranašumas yra tas, kad jis leidžia dizaineriui pagaminti visiškai vandeniui atsparų gaminį. Kadangi belaidžio įkrovimo sprendimui nereikia maitinimo prievado, prietaisą galima pagaminti taip, kad būtų atsparus vandeniui.

Jis taip pat siūlo platų įkrovimo sprendimų asortimentą efektyviu būdu. Energijos tiekimas svyruoja iki 200 W, o energijos perdavimo nuostoliai yra labai maži.

Pagrindinis belaidžio energijos perdavimo privalumas yra tai, kad produkto tarnavimo laikas gali būti padidintas, užkertant kelią fiziniams pažeidimams dėl įkroviklio įkišimo per jungtis arba prievadus. Iš vieno doko galima įkrauti kelis įrenginius. Elektroninę transporto priemonę taip pat galima įkrauti naudojant belaidį energijos perdavimą, kai automobilis stovi.

Belaidis energijos perdavimas gali būti labai pritaikytas, ir daugelis didelių kompanijų, tokių kaip „Bosch“, „IKEA“, „Qi“, kuria keletą futuristinių sprendimų, naudodami belaidį energijos perdavimą.