Egyszerű vezeték nélküli áramátviteli áramkör a led világításához

A vezeték nélküli villamosenergia-átviteli koncepció nem új keletű. Először Nikola Tesla mutatta be 1890-ben. Nikola Tesla bevezette az elektrodinamikai indukciót vagy a rezonáns induktív kapcsolást három villanykörte megvilágításával az áramforrástól 60 láb távolságra. Építettünk egy Mini Tesla tekercset is az energia átadására.

A vezeték nélküli villamosenergia-átadás vagy a WET olyan folyamat, amely áramellátást biztosít egy légrésen keresztül, vezeték és fizikai kapcsolat nélkül. Ebben a vezeték nélküli rendszerben az adóeszköz egy időben változó vagy nagyfrekvenciás elektromágneses teret generál, amely fizikai kapcsolat nélkül továbbítja az energiát a vevőeszköznek. A vevőeszköz a mágneses mezőből nyeri ki az energiát, és elektromos terhelésre biztosítja. Ezért a villamos energia elektromágneses mezővé alakításához két tekercset használunk adótekercsként és vevőtekercsként. Az adótekercset váltakozó áram táplálja, és mágneses teret hoz létre, amely tovább átalakul használható feszültséggé a vevőtekercsen.

Ebben a projektben egy alacsony fényerejű, vezeték nélküli adó áramkört építünk egy LED világítására.

Szükséges alkatrészek

1. BC 549 tranzisztor
2. VEZETTE
3. Kenyérlapok
4. Csatlakoztassa a vezetékeket
5. 1,2k-os ellenállások
6. Rézhuzalok
7. 1,5 V-os akkumulátor

Kördiagramm

A villamos energia vezeték nélküli átadásának vázlata a LED megvilágításához egyszerű és az alábbi képen látható. Két részből áll, az adóból és a vevőből.

Az adó oldalán a tekercsek át vannak kapcsolva a tranzisztor kollektorán, mindkét oldalon 17 fordul. A vevőegységet három komponens - tranzisztor, ellenállás és egy középcsapolt levegőmag induktor vagy réztekercs - felhasználásával állítják össze. A vevő oldalon egy LED van összekapcsolva a 34 fordulatos réztekercsen.

A vezeték nélküli erőátviteli áramkör felépítése

Itt az alkalmazott tranzisztor NPN tranzisztor, itt bármilyen alap NPN tranzisztor használható, mint a BC547.

A tekercs a vezeték nélküli energiaátadás döntő része, és gondosan kell felépíteni. Ebben a projektben a tekercsek 29AWG rézhuzal felhasználásával készülnek. A középső csapolt tekercs kialakítása az adó oldalán történik. használatos, és hengeres tekercstekercsre, például PVC csőre van szükség a tekercs tekercseléséhez.

Az adó számára tekerje fel a vezetéket 17 fordulatig, majd a középső csap csatlakozásának hurokját, majd ismét tekerjen 17 tekercset. És a vevő számára végezzen 34 fordulatot tekercset a középső csap nélkül.

A vezeték nélküli villamosenergia-átviteli áramkör működése

Mindkét áramkör a kenyérlapon van kialakítva és 1,5 V-os akkumulátorral működik. Az áramkört 1,5 V-nál nagyobb tápellátásnál nem lehet használni, mivel a tranzisztor felmelegedhet a túlzott áramelvezetés miatt. A nagyobb minősítéshez azonban további vezetési áramkörökre van szükség.

Ez a vezeték nélküli áramátvitel az induktív kapcsolási technikán alapul. Az áramkör két részből áll - adó és vevő.

Az adó szakaszban a tranzisztor nagyfrekvenciás váltakozó áramot generál a tekercsen, a tekercs mágneses teret generál körülötte. Amint a tekercs középre van csapolva, a tekercs két oldala feltöltődni kezd. A tekercs egyik oldala az ellenálláshoz, egy másik oldal pedig az NPN tranzisztor kollektor termináljához van csatlakoztatva. A töltési állapot alatt az alapellenállás vezetni kezd, ami végül bekapcsolja a tranzisztort. Ezután a tranzisztor kisüti az induktort, amikor az emitter csatlakozik a földhöz. Az induktor ezen feltöltése és kisütése nagyon nagy frekvenciájú oszcillációs jelet eredményez, amelyet tovább továbbítanak mágneses térként.

A vevő oldalon ez a mágneses mező átkerül a másik tekercsbe, és a Faraday indukciós törvénye szerint a vevőtekercs EMF feszültséget kezd termelni, amelyet tovább használnak a LED megvilágítására.

Az áramkört a kenyérlapon tesztelik, a vevőegységre csatlakoztatott LED-del. Az áramkör részletes működése a végén megadott videóban látható.

Az áramkör korlátozása

Ez a kis áramkör megfelelően működhet, de hatalmas korlátai vannak. Ez az áramkör nem alkalmas nagy teljesítmény leadására, és bemeneti feszültség-korlátozással rendelkezik. A hatékonyság is nagyon gyenge. Ennek a korlátnak a leküzdésére egy tranzisztorokat vagy MOSFET-eket alkalmazó push-pull topológiák építhetők fel. A jobb és optimalizált hatékonyság érdekében azonban jobb megfelelő vezeték nélküli átviteli meghajtó IC-ket használni.

Az átviteli távolság javítása érdekében tekerje fel a tekercset megfelelően, és növelje a sz. fordulatok a tekercsben.

A vezeték nélküli áramátvitel alkalmazásai

A vezeték nélküli áramátadás (WPT) széles körben megvitatott téma az elektronikai iparban. Ez a technológia gyorsan növekszik az okostelefonok és töltők szórakoztatóelektronikai piacán.

Számtalan előnye van a WPT-nek. Néhányat az alábbiakban ismertetünk:

Először is, a modern energiaigényű területeken a WPT a vezetékes töltési megoldások cseréjével megszüntetheti a hagyományos töltőrendszert. Bármely hordozható fogyasztási cikkhez saját töltőrendszerre van szükség, a vezeték nélküli áramátvitel megoldhatja ezt a problémát azáltal, hogy univerzális vezeték nélküli tápellátási megoldást kínál mindazokhoz a hordozható eszközökhöz. Már most is sok olyan eszköz kapható a piacon, amelyek beépített vezeték nélküli energiamegoldással rendelkeznek, például okosóra, okostelefon stb.

A WPT további előnye, hogy lehetővé teszi a tervező számára, hogy teljesen vízálló terméket készítsen. Mivel a vezeték nélküli töltési megoldáshoz nincs szükség tápcsatlakozóra, így a készülék vízállósággal készülhet.

A töltési megoldások széles skáláját kínálja hatékony módon. Az áramellátás 200 W-ig terjed, az energiaátadás nagyon alacsony veszteséggel jár.

A vezeték nélküli energiaátvitel egyik fő előnye, hogy a termék élettartama megnövelhető azáltal, hogy megakadályozza a töltőknek a csatlakozókon vagy a portokon keresztül történő behelyezése miatti fizikai károkat. Egy dokkolóból több eszköz is tölthető. Az elektronikai járművet vezeték nélküli erőátvitel segítségével is fel lehet tölteni az autó parkolása alatt.

A vezeték nélküli energiaátadásnak hatalmas alkalmazásai lehetnek, és sok nagy cég, például a Bosch, az IKEA, a Qi futurisztikus megoldásokon dolgozik a vezeték nélküli áramátvitel segítségével.