Elveeta. Kinētiskā lādētāja Powerbank: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Reiz es biju ceļojumā, un man radās problēma ar sīkrīku uzlādi. Es ilgu laiku ceļoju autobusā, nebija iespējas uzlādēt tālruni un zināju, ka drīz būšu bez komunikācijas.

Tā radās ideja izveidot kinētisko lādētāju, kas nebūs atkarīgs no kontaktligzdas.

Ja jums ir jāuzlādē sīkrīks ceļojumā, pārgājienā, pludmalē vai transportā, tad Elveet jums palīdzēs. Jūs varat vienkārši sakratīt Elveet vai ievietot to somā (mugursomā) un doties uz darbu (doties pārgājienos, uz pludmali, uz kalniem utt.). Ierīce tiek uzlādēta, kad pārvietojaties.

Elveet ir kinētisks lādētājs. Darbības princips Elveet ir balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas fenomenu

1. solis: Elveeta sastāvdaļas

1. Induktors sastāv no 9 magnētiskā Halbaha masīva un trim spolēm.

2. PCB ir 200mA induktora pastiprinātājs, akumulatora lādētājs un akumulatora pastiprinātāja pārveidotājs 5V 2A.

3. Litija polimēru akumulators 2800 mAh.

4. Korpuss sastāv no 4 daļām un ir izgatavots ar 3D printeri.

Viss projekts ir izveidots Fusion 360

2. solis: Elveeta induktors

Induktors pārveido jūsu kustības kinētisko enerģiju elektriskā strāvā. Induktora efektivitāte ir vissvarīgākais parametrs. Uzkrātās enerģijas daudzums iekšējā akumulatorā ir atkarīgs no induktora efektivitātes.

Induktors sastāv no trim spolēm, Halbaha magnētiskā masīva un trim diodes tiltiem. Spoles darba lauks ir daļa, virs kuras iziet magnētu stabi, tas ir, jo ilgāk šī daļa ir, jo vairāk enerģijas mēs varam iegūt.

Turklāt katras spoles izejas ir savienotas ar diodes tiltu, tas ir, spoles ir neatkarīgas no sprieguma. Un visu trīs spoļu strāva tiek summēta pēc diodu tiltiem. Diodes tilti izmanto Schottky diodes ar ļoti zemu priekšējo spriegumu PMEG4010, ko ražo Nexperia. Šīs ir labākās diodes šādām lietojumprogrammām, un es neiesaku tās mainīt uz citām.

Magnētiskais Halbaha masīvs koncentrē magnētisko lauku vienā pusē. No otras puses, magnētiskais lauks ir ļoti vājš.

Halbach masīvam nepieciešams gandrīz divreiz vairāk pastāvīgo magnētu, bet Halbach montāžas efektivitāte ir ļoti augsta.

Magnētiskais bloks iet pāri katras spoles divām daļām, un stabi vienmēr iet pāri dažādām daļām. Tā kā spoles ir elektriski neatkarīgas diodes tiltu dēļ, to ietekme uz otru ir izslēgta.

Induktors izmanto 9 neodīma magnētu komplektu 5X5X30mm N42. Kā atsperes tiek izmantoti vēl divi magnēti 2X4X30 N42.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Induktora efektivitāte ir atkarīga no magnētiskā lauka izmaiņu ātruma. Šim nolūkam tiek palielināts magnētiskā mezgla ceļš. Tādējādi magnētiskā lauka maiņas ātrums ir ievērojami palielināts, pateicoties magnētiskā mezgla lielajam paātrinājumam kustības laikā.

Šis induktors ir daudz efektīvāks nekā induktors ar cilindrisku magnētu spoles centrā. Cilindriskajam induktoram ir tikai magnēta augšējā un apakšējā darba daļa. Cilindriskā magnēta vidējā daļa gandrīz nedarbojas pašreizējā paaudzē. Tāpēc tā efektivitāte ir zema.

Elveet induktoram ir 4 polu magnētiskā sistēma, kas ir vērsta stingri perpendikulāri spoļu vadiem.

Pēc diodes tiltiem spoļu strāva tiek summēta un ievadīta pārveidotājā un lādētāja panelī.

3. solis: Elveet PCB

Ķēde un visas dēļu sastāvdaļas. Tajā ir trīs galvenās daļas:

1. Palieliniet 200mA pārveidotāja induktora strāvu. Tiek izmantota mikroshēma NCP1402.

Tas ir pastiprinātāja pārveidotājs, kas darbojas no 0,8 voltiem un nodrošina fiksētu 5 voltu spriegumu un strāvu līdz 200 mA. Šīs mikroshēmas uzdevums ir nodrošināt ērtu spriegumu akumulatora uzlādēšanai.

2. Uzlādējiet ierīces mikroshēmu STC4054

Šī mikroshēma saņem 5 voltus no induktora vai no ārēja avota (izmantojot mikro-USB) un uzlādē litija polimēru akumulatoru ar jaudu 2800 mA. Induktora strāva un strāva no ārējā avota ir atvienotas, izmantojot Schottky diodes.

Arī otrais Schottky diodes pāris ļauj Elveet darboties kā nepārtrauktai barošanai, tas ir, jūs varat uzlādēt Elveet un vienlaikus saņemt strāvu no savām ierīcēm.

3. Step-up izejas pārveidotājs. Tas palielina akumulatora spriegumu līdz 5 voltiem un nodrošina strāvu līdz 2 ampēriem, lai darbinātu sīkrīkus. Šajā gadījumā mikroshēma LM2623 darbojas.

Laba LM2623 iezīme ir iekšējs lieljaudas tranzistors un izejas strāva līdz 2 ampēriem ar zemu izejas sprieguma pulsāciju. Izejas spriegums tiek padots standarta USB savienotājam.

Papildus šīm detaļām plāksnei ir skārienjutīgs slodzes slēdzis (piemēram, jaudīga braukšanas lampa vai citas pastāvīgas slodzes). Ir arī izejas tapas bezvadu lādētāja pievienošanai, nevis USB kabelis, taču šī opcija ir paredzēta nākotnei.

4. solis: Elveet lieta

Visas korpusa daļas un magnēta turētājs ir drukāti uz 3D printera.

Visi STL faili ir šeit.

Korpusa izmēri:

18 - 54 - 133 mm (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 collas)

5. solis: spoles

Uz taisnstūrveida pamatnes 5x35 mm augsta 8 mm, mēs ruļļojam spoli ar 32 AWG (0,2 mm) stiepli.

Spoles ir izgatavotas ar 32 AWG (0,2 mm) stiepli uz taisnstūrveida pamatnes. Pagriezienu skaits ir aptuveni 1200. Visas spoles platums nedrīkst pārsniegt 20 mm. Jūs varat uzklāt biezāku vadu, bet pastiprinātāja pārveidotājam tas būs smagāks darbības režīms. Plānāks vads dos lielāku spriegumu, bet samazināsies strāva un palielināsies omu zudumi.

Pēc tinuma visas spoles jāiesaiņo ar PTFE lenti.

6. solis: valdes diode tilti

Šī ir šaura plāksne 12 diodēm.

Tas atrodas blakus spolēm.

Katras spoles izejas ir savienotas ar tiltiem pēc tāfeles ievietošanas rievā.

7. darbība. Savienojumu pārbaude

Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams plāns dēlis, kurā ir uzstādīti 10-15 balti gaismas diodes un viens kondensators ar aptuveni 2200 mikrofaradām.

Gaismas diodes ir savienotas paralēli un pielodētas pie diodes tiltu plāksnes.

Pārvietojot magnētisko bloku virs spolēm, visām diodēm vajadzētu spīdēt spoži.

Turklāt testa plāksne tiek noņemta un tilta plāksnes tapas ir savienotas ar pārveidotāja plāksni.

8. solis: galīgā montāža

Mēs savienojam akumulatora un indukcijas vadus ar plāksni.

Pēc tam, izmantojot divas skrūves, mēs savācam ierīces augšējo un apakšējo vāku.

Ierīce ir gatava darbam.

Tagad jūs esat pilnīgi enerģētiski neatkarīgs!