Обикновена безжична верига за предаване на енергия, за да свети led

Концепцията за безжичен пренос на електричество не е нова. За първи път е демонстрирано от Никола Тесла през 1890 г. Никола Тесла въвежда електродинамична индукция или резонансно индуктивно свързване чрез запалване на три крушки от разстоянието от 60 фута от източника на енергия. Изградихме и намотка Mini Tesla за пренос на енергия.

Безжичният пренос на електроенергия или WET е процес за захранване чрез въздушна междина, без да се използват жици или физическа връзка. В тази безжична система предавателното устройство генерира променящо се във времето или високочестотно електромагнитно поле, което предава мощност на приемното устройство без никаква физическа връзка. Приемното устройство извлича енергия от магнитното поле и я захранва с електрически товар. Следователно за преобразуване на електричеството в електромагнитно поле се използват две намотки като намотка на предавател и намотка на приемник. Намотката на предавателя се захранва от променлив ток и създава магнитно поле, което допълнително се преобразува в използваемо напрежение в намотката на приемника.

В този проект ще изградим основна ниско захранвана безжична верига на предавател, за да свети светодиод.

Необходими компоненти

Транзистор BC 549
LED
Макети
Закачете проводници
1.2k резистори
Медни жици
1,5V батерия

Електрическа схема

Схемите за безжично прехвърляне на електричество, за да светят светодиоди, са прости и могат да се видят на изображението по-долу. Той има две части, предавател и приемник.

От страна на предавателя намотките са свързани през колектора на транзистора, 17 завъртане от двете страни. А приемникът е конструиран с помощта на три компонента - транзистор, резистор и индуктор с въздушно ядро с централен отвор или медна намотка. Страната на приемника има светодиод, свързан през медната намотка с 34 оборота.

Изграждане на безжична верига за пренос на енергия

Тук използваният транзистор е NPN транзистор, тук може да се използва всеки основен NPN транзистор като BC547.

Намотката е решаващата част при безжичния трансфер на енергия и трябва да се изгражда внимателно. В този проект намотките са направени с помощта на медна тел от 29AWG. Образуването на централна бобина се извършва от страната на предавателя. и се използва цилиндрична обвивка на бобина като PVC тръба за навиване на намотката.

За предавателя навийте проводника до 17 оборота, след това контура за централно свързване на крана и отново направете 17 завъртания на намотка. А за приемника направете 34 навивки на намотка без централен кран.

Работа на безжичната верига за пренос на електричество

И двете вериги са конструирани на макет и се захранват с помощта на 1,5V батерия. Веригата не може да се използва за захранване с повече от 1,5 волта, тъй като транзисторът може да се нагрее за прекомерно разсейване на мощността. За повече оценка обаче са необходими допълнителни схеми за задвижване.

Това безжично предаване на електроенергия се основава на техниката на индуктивно свързване. Веригата се състои от две части - предавател и приемник.

В секцията на предавателя транзисторът генерира високочестотен променлив ток през намотката, а намотката генерира магнитно поле около нея. Тъй като серпентината е централно почукана, двете страни на бобината започват да се зареждат. Едната страна на намотката е свързана с резистора, а другата страна е свързана към колекторния извод на NPN транзистора. По време на зареждането базовият резистор започва да провежда, което в крайна сметка включва транзистора. След това транзисторът разрежда индуктора, тъй като емитерът е свързан със земята. Това зареждане и разреждане на индуктора произвежда сигнал с много висока честота на трептене, който допълнително се предава като магнитно поле.

От страна на приемника, това магнитно поле се прехвърля в другата намотка и по закона на Фарадей за индукцията, намотката на приемника започва да произвежда EMF напрежение, което допълнително се използва за осветяване на светодиода.

Веригата се тества на борда със светодиод, свързан през приемника. Подробна работа на веригата може да се види във видеото, дадено в края.

Ограничение на веригата

Тази малка верига може да работи правилно, но има огромно ограничение. Тази схема не е подходяща за доставяне на висока мощност и има ограничение на входното напрежение. Ефективността също е много лоша. За да се преодолее това ограничение, могат да се конструират push-pull топологии, използващи транзистори или MOSFET. За по-добра и оптимизирана ефективност обаче е по-добре да се използват правилните интегрални схеми за драйвери за безжично предаване.

За да подобрите разстоянието на предаване, навийте бобината правилно и увеличете не. на завои в бобината.

Приложения за безжично предаване на мощност

Безжичният трансфер на мощност (WPT) е широко дискутирана тема в електронната индустрия. Тази технология се разраства бързо на пазара на потребителска електроника за смартфони и зарядни устройства.

Ползите от WPT са безброй. Някои от тях са обяснени по-долу:

Първо, в съвременната зона за изискване на мощност, WPT може да елиминира традиционната система за зареждане, като замени кабелните решения за зареждане. Всички преносими потребителски стоки изискват собствена система за зареждане, безжичният трансфер на енергия може да реши този проблем, като предостави универсално безжично решение за захранване за всички тези преносими устройства. На пазара вече има много устройства с вградено безжично решение за захранване като смарт часовник, смартфон и т.н.

Друго предимство на WPT е, че позволява на дизайнера да направи напълно водоустойчив продукт. Тъй като решението за безжично зареждане не се нуждае от захранващия порт, устройството може да бъде направено по начин, който е водоустойчив.

Той също така предлага широка гама от решения за зареждане по ефективен начин. Доставянето на мощност варира до 200W, с много ниска загуба на пренос на мощност.

Основна полза от безжичното предаване на мощност е, че животът на продукта може да бъде увеличен чрез предотвратяване на физически щети поради поставяне на зарядно устройство през съединителите или портовете. От една докинг станция могат да се зареждат множество устройства. Електронното превозно средство може да се зарежда и чрез безжичен трансфер на мощност, докато автомобилът е паркиран.

Безжичният енергиен трансфер може да има огромни приложения и много големи компании като Bosch, IKEA, Qi работят върху някои футуристични решения, използвайки безжично предаване на енергия.