Circuit simplu de transmisie a energiei fără fir pentru a aprinde un led

Wireless de transfer de energie electrică Conceptul nu este nou. A fost demonstrat pentru prima dată de Nikola Tesla în anul 1890. Nikola Tesla a introdus inducția electrodinamică sau cuplajul inductiv rezonant prin aprinderea a trei becuri de la distanța de 60 de picioare de sursa de alimentare. De asemenea, am construit o bobină Mini Tesla pentru a transfera energia.

Transferul wireless de energie electrică sau WET este un proces de furnizare a energiei printr-un spațiu de aer fără a utiliza fire sau legături fizice. În acest sistem fără fir, dispozitivul emițător generează un câmp electromagnetic cu variație de timp sau de înaltă frecvență, care transmite puterea către dispozitivul receptor fără nicio conexiune fizică. Dispozitivul receptor extrage energie din câmpul magnetic și o alimentează cu sarcină electrică. Prin urmare, pentru a converti energia electrică într-un câmp electromagnetic, două bobine sunt utilizate ca bobină emițătoare și bobină receptor. Bobina emițătorului este alimentată de curent alternativ și creează un câmp magnetic, care este transformat în continuare într-o tensiune utilizabilă în bobina receptorului.

În acest proiect, vom construi un circuit de bază al emițătorului wireless de mică putere pentru a aprinde un LED.

Componente necesare

1. Tranzistor BC 549
2. LED
3. Plăci de pâine
4. Conectați firele
5. 1.2k rezistențe
6. Sârme de cupru
7. Baterie de 1,5V

Diagrama circuitului

Schema, pentru transferul electricității fără fir pentru a aprinde un LED, este simplă și poate fi văzută în imaginea de mai jos, are două părți, emițător și receptor.

La partea transmițătorului, bobinele sunt conectate de-a lungul colectorului tranzistorului, cu 17 rotații pe ambele părți. Iar receptorul este construit folosind trei componente: tranzistor, rezistor și un inductor central al miezului de aer sau o bobină de cupru. Partea receptorului are un LED conectat la bobina de cupru de 34 de ture.

Construcția circuitului de transmisie a energiei fără fir

Aici tranzistorul utilizat este tranzistorul NPN, orice tranzistor NPN de bază poate fi folosit aici ca BC547.

Bobina este partea crucială în transferul de energie fără fir și ar trebui construită cu atenție. În acest proiect, bobinele sunt realizate folosind sârmă de cupru de 29AWG. Formarea bobinei cu filet central se face pe partea transmițătorului. se folosește și este necesară o înfășurare cilindrică a bobinei ca o țeavă din PVC pentru a bobina bobina.

Pentru transmițător, înfășurați firul până la 17 spire, apoi bucla pentru conectarea centrală a robinetului și faceți din nou 17 spire de bobină. Și pentru receptor, efectuați 34 de rotații de înfășurare a bobinei fără robinetul central.

Funcționarea circuitului de transfer de energie electrică fără fir

Ambele circuite sunt construite pe panou și alimentate cu ajutorul unei baterii de 1,5V. Circuitul nu poate fi utilizat pentru o sursă de alimentare mai mare de 1,5 volți, deoarece tranzistorul se poate încălzi pentru o disipare excesivă a puterii. Cu toate acestea, pentru un rating mai mare, sunt necesare circuite de conducere suplimentare.

Această transmisie fără fir a energiei electrice se bazează pe tehnica de cuplare inductivă. Circuitul este format din două părți: emițător și receptor.

În secțiunea transmițătorului, tranzistorul generează curent alternativ de înaltă frecvență în bobină, iar bobina generează un câmp magnetic în jurul său. Pe măsură ce bobina este lovită central, cele două părți ale bobinei încep să se încarce. O parte a bobinei este conectată la rezistor și o altă parte este conectată la terminalul colector al tranzistorului NPN. În timpul condiției de încărcare, rezistența de bază începe să conducă, care în cele din urmă pornește tranzistorul. Tranzistorul descarcă apoi inductorul, pe măsură ce emițătorul este conectat la sol. Această încărcare și descărcare a inductorului produce un semnal de oscilație de înaltă frecvență care este transmis în continuare ca un câmp magnetic.

Pe partea receptorului, acel câmp magnetic este transferat în cealaltă bobină și, prin legea inducției Faraday, bobina receptorului începe să producă tensiune EMF care este utilizată în continuare pentru a aprinde LED-ul.

Circuitul este testat pe placa cu un LED conectat la receptor. Funcționarea detaliată a circuitului poate fi văzută în videoclipul prezentat la sfârșit.

Limitarea circuitului

Acest mic circuit poate funcționa corect, dar are o limitare imensă. Acest circuit nu este potrivit pentru a furniza putere mare și are restricție de tensiune de intrare. Eficiența este, de asemenea, foarte slabă. Pentru a depăși această limitare, se pot construi topologii push-pull care utilizează tranzistoare sau MOSFET-uri. Cu toate acestea, pentru o eficiență mai bună și optimizată, este mai bine să utilizați IC-uri de driver de transmisie fără fir adecvate.

Pentru a îmbunătăți distanța de transmisie, înfășurați în mod corespunzător bobina și măriți nr. de spire în bobină.

Aplicații ale transmisiei wireless de energie

Transferul wireless de energie (WPT) este un subiect larg discutat în industria electronică. Această tehnologie crește rapid pe piața produselor electronice de larg consum pentru smartphone-uri și încărcătoare.

Există nenumărate beneficii ale WPT. Unele dintre ele sunt explicate mai jos:

În primul rând, în zona modernă necesară de energie, WPT poate elimina sistemul tradițional de încărcare prin înlocuirea soluțiilor de încărcare prin cablu. Orice bun de consum portabil necesită propriul sistem de încărcare, transferul wireless de energie poate rezolva această problemă oferind o soluție universală de alimentare fără fir pentru toate acele dispozitive portabile. Există deja multe dispozitive disponibile pe piață cu soluție de alimentare wireless integrată, cum ar fi smartwatch, smartphone etc.

Un alt beneficiu al WPT este că permite designerului să realizeze un produs complet impermeabil. Deoarece soluția de încărcare fără fir nu are nevoie de portul de alimentare, dispozitivul poate fi realizat într-un mod care să reziste la apă.

De asemenea, oferă o gamă largă de soluții de încărcare într-un mod eficient. Livrarea de energie variază până la 200W, cu pierderi foarte mici de transfer de energie.

Un beneficiu major al transmiterii de energie fără fir este că durata de viață a produsului poate fi mărită prin prevenirea daunelor fizice cauzate de introducerea încărcătorului prin conectori sau porturi. Mai multe dispozitive pot fi încărcate de pe un singur doc. Vehiculul electronic poate fi, de asemenea, încărcat folosind transferul de energie fără fir în timpul parcării mașinii.

Transferul de energie fără fir poate avea aplicații uriașe și multe companii mari precum Bosch, IKEA, Qi lucrează la câteva soluții futuriste folosind transmisia de energie wireless.