Zbuduj własną bezprzewodową stację ładującą!: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Firma Apple wprowadziła niedawno technologię bezprzewodowego ładowania. To świetna wiadomość dla wielu z nas, ale jaka technologia się za tym kryje? A jak działa ładowanie bezprzewodowe? W tym samouczku dowiemy się, jak działa ładowanie bezprzewodowe i jak samodzielnie je zbudować! Więc nie marnujmy więcej czasu i rozpocznij naszą podróż do sukcesu! A ja jestem twoim 13-letnim korepetytorem, Darwin!

Krok 1: Jak działa ładowanie bezprzewodowe?

Zobaczmy teraz, jak działa ładowanie bezprzewodowe. Być może wiesz, że prąd płynący przez drut wytwarza pole magnetyczne, jak pokazano na pierwszym rysunku. Pole magnetyczne generowane przez drut jest bardzo słabe, więc możemy zwinąć drut, tworząc cewkę i uzyskać większe pole magnetyczne, jak pokazano na drugim rysunku.

Również na odwrót, gdy w pobliżu i prostopadle do przewodu występuje pole magnetyczne, przewód przejmie pole magnetyczne i popłynie prąd, jak pokazano na pierwszym rysunku.

Teraz mogłeś zgadnąć, jak działa ładowanie bezprzewodowe. W ładowaniu bezprzewodowym mamy cewkę nadajnika, która generuje pola magnetyczne. Następnie mamy cewkę odbiorczą, która odbiera pole magnetyczne i ładuje telefon.

Krok 2: AC i DC

AC i DC, znane również jako prąd przemienny i prąd stały, to bardzo podstawowe pojęcia w elektronice.

DC lub prąd stały, prąd płynie z wyższego poziomu napięcia do niższego poziomu napięcia, a kierunek prądu nie zmienia się. Oznacza to po prostu, że jeśli mamy napięcie 5 V i 0 V (masa), prąd popłynie z 5 V do 0 V (masa). A napięcie może się zmieniać, dopóki nie zmieni się kierunek przepływu prądu. Jak pokazano na pierwszym zdjęciu.

AC lub prąd przemienny. Jednak jak sama nazwa wskazuje, że ma zmienny kierunek przepływu prądu, co to oznacza? Oznacza to, że po określonym czasie przepływ prądu odwraca się. Szybkość odwrócenia przepływu prądu jest mierzona w hercach (Hz). Na przykład mamy napięcie przemienne 60 Hz, będziemy mieli 60 cykli odwrócenia prądu, co oznacza 120 odwróceń, ponieważ 1 cykl prądu przemiennego oznacza 2 odwrócenia. Jak pokazano na pierwszym zdjęciu.

Są to bardzo ważne dla obwodu ładowania bezprzewodowego. Do zasilania cewki nadajnika musimy używać prądu zmiennego, ponieważ odbiornik może generować sygnał elektryczny tylko wtedy, gdy występuje zmienne pole magnetyczne.

Krok 3: Cewki: Indukcyjność

Wiesz, jak cewka wytwarza teraz pole magnetyczne, ale będziemy kopać głębiej. Cewka, znana również jako cewka indukcyjna, ma indukcyjność. Każdy przewodnik ma indukcyjność, nawet drut!

Indukcyjność mierzy się w „Henry” lub „H”. milliHenry(mH) i microHenry(uH) są najczęściej stosowaną jednostką dla cewek indukcyjnych. mH to *10e-3H, a uH to *10e-6H. Oczywiście możesz nawet przejść do nanoHenry(nH) lub nawet picoHenry(pH), ale nie jest to używane w większości obwodów. I zwykle nie przekraczamy miliHenry(mH).

Im większa liczba zwojów cewek, tym wyższa indukcyjność.

Cewka jest odporna na zmiany przepływu prądu. Na przykład mamy różnicę napięcia przyłożoną do cewki indukcyjnej. Po pierwsze, cewka nie chce przepuszczać prądu przez siebie. Napięcie przepycha prąd przez cewkę, cewka zaczęła przepuszczać prąd. W tym samym czasie cewka indukcyjna ładuje pole magnetyczne. W końcu prąd może całkowicie przepłynąć przez cewkę indukcyjną, a pole magnetyczne jest całkowicie naładowane.

Teraz, jeśli nagle odłączymy zasilanie cewki indukcyjnej. Cewka indukcyjna nie chce zatrzymywać przepływu prądu, więc przepycha przez nią prąd. W tym samym czasie pole magnetyczne zaczęło się załamywać. Z biegiem czasu pole magnetyczne zostanie zużyte i prąd nie popłynie ponownie.

Jeśli zbudujemy wykres napięcia i prądu przez cewkę indukcyjną, wynik zobaczymy na drugim rysunku, napięcie jest reprezentowane jako „VL”, a prąd jest reprezentowany przez „I”, prąd jest przesunięty o około 90 stopni do napięcia.

W końcu mamy schemat obwodu cewki indukcyjnej (lub cewki), to jest jak cztery półokręgi, jak pokazano na trzecim rysunku. Cewka indukcyjna nie ma polaryzacji, co oznacza, że można ją w dowolny sposób podłączyć do obwodu.

Krok 4: Jak czytać schemat obwodu

Teraz już dużo wiesz o elektronice. Ale zanim zbudujemy coś pożytecznego, musimy wiedzieć, jak czytać schemat, zwany również schematem.

Schemat opisuje sposób, w jaki komponenty łączą się ze sobą, i jest to bardzo ważne, ponieważ informuje o tym, jak obwód jest połączony i daje jaśniejsze pojęcie o tym, co się dzieje.

Pierwsze zdjęcie jest przykładem schematu, ale jest tak wiele symboli, których nie rozumiesz. Każdy określony symbol, taki jak L1, Q1, R1, R2 itd., jest symbolem elementu elektrycznego. I jest tak wiele symboli komponentów, jak pokazano na drugim obrazku.

Linie łączące każdy element oczywiście łączą jeden element z drugim, na przykład na trzecim i czwartym rysunku, i widzimy prawdziwy przykład połączenia obwodu na podstawie schematu.

R1, R2, Q1, Q2, L2 itd. na pierwszym obrazku nazywa się przedrostkiem, który jest jak etykieta, aby nadać składnikowi nazwę. Robimy to, ponieważ jest to przydatne, jeśli chodzi o PCB, płytkę drukowaną, lutowanie.

470, 47k, BC548, 9V itd. na pierwszym zdjęciu to wartość każdego składnika.

To może nie być jasne wyjaśnienie, jeśli chcesz więcej szczegółów, wejdź na tę stronę.

Krok 5: Nasz obwód ładowania bezprzewodowego

Oto schemat naszego projektu bezprzewodowej ładowarki. Poświęć trochę czasu, aby się temu przyjrzeć, a zaczniemy budować! Jaśniejsza wersja tutaj:

Wyjaśnienie: Po pierwsze, obwód otrzymuje 5 woltów ze złącza X1. Następnie napięcie jest zwiększane do 12 woltów w celu napędzania cewki. NE555 w połączeniu z dwoma sterownikami mosfet ir2110, aby stworzyć sygnał on off, który będzie używany do napędzania 4 mosfetów. 4 mosfety włączają się i wyłączają, tworząc sygnał AC do napędzania cewki nadajnika.

Możesz przejść do wyżej wymienionej witryny i przewinąć w dół, aby znaleźć BOM (zestawienie materiałów) i wyszukać te komponenty z wyjątkiem X1 i X2 w lcsc.com. (X1 i X2 to złącza)

W przypadku X1 jest to port micro-usb, więc musisz go kupić tutaj.

W przypadku X2 jest to właściwie cewka nadajnika, więc musisz ją kupić tutaj.

Krok 6: Rozpocznij kompilację

Widziałeś schemat i zacznijmy budować.

Po pierwsze, musisz kupić deskę do krojenia chleba. Płytka prototypowa jest taka jak na pierwszym zdjęciu. Każde 5 otworów płytki stykowej jest ze sobą połączone, jak pokazano na rysunku 2. Na zdjęciu trzecim mamy 4 szyny, które są ze sobą połączone.

Teraz postępuj zgodnie ze schematem i rozpocznij budowę!

Ostateczne wyniki znajdują się na zdjęciu czwartym.

Krok 7: Regulacja częstotliwości

Teraz zakończyłeś obwód, ale nadal chcesz nieco dostosować częstotliwość cewki nadajnika. Możesz to zrobić, dostosowując miernik potencjału R10. Wystarczy wziąć śrubę i wyregulować miernik potencjału.

Możesz wziąć cewkę odbiornika i podłączyć ją do diody LED z rezystorem. Następnie umieść cewkę na górze cewki nadajnika, jak pokazano. Rozpocznij dostosowywanie częstotliwości, aż zobaczysz, że dioda LED ma maksymalną jasność.

Po kilku próbach i błędach Twój obwód jest dostrojony! A obwód jest w zasadzie kompletny.

Krok 8: Modernizacja obwodu

Skończyłeś swój obwód, ale możesz pomyśleć, że obwód jest trochę niezorganizowany. Dlatego możesz ulepszyć swój obwód, a nawet przekształcić go w produkt!

Po pierwsze, jest to sam obwód. Zamiast korzystać z płytki stykowej, tym razem zaprojektowałem i zamówiłem kilka płytek PCB. Co oznacza płytki drukowane. PCB to w zasadzie płytka drukowana, która ma połączenia na sobie, więc nie ma już przewodów połączeniowych. Każdy element na płytce drukowanej również ma swoje miejsce. Płytkę można zamówić w JLCPCB za bardzo niską cenę.

Płytka drukowana, którą zaprojektowałem, korzystała z komponentów SMD, czyli urządzeń do montażu powierzchniowego. Co oznacza, że komponent został bezpośrednio przylutowany do płytki drukowanej. Innym rodzajem komponentów są komponenty THT, z których wszyscy właśnie korzystaliśmy, znane również jako technologia przewlekana, polegająca na tym, że komponent przechodzi przez otwory w płytce drukowanej lub naszej płytce drukowanej. Projekt pokazano na zdjęciu. Wzory można znaleźć tutaj.

Po drugie, możesz wydrukować do niego obudowę w 3D, link do plików stl 3D jest tutaj.

To w zasadzie to! Udało Ci się zbudować bezprzewodową ładowarkę! Ale zawsze sprawdzaj, czy Twój telefon obsługuje ładowanie bezprzewodowe. Wielkie dzięki za śledzenie tego samouczka! Jeśli masz jakieś pytania, napisz do mnie na adres [email protected]. Google jest również wielkim pomocnikiem! Do widzenia.