Enkel trådlös strömöverföringskrets för att lysa en led

Den trådlösa Electricity Transfer konceptet är inte ny. Det demonstrerades först av Nikola Tesla år 1890. Nikola Tesla introducerade elektrodynamikinduktion eller resonansinduktiv koppling genom att tända tre glödlampor från avståndet på 60 fot från strömkällan. Vi har också byggt en Mini Tesla Coil för att överföra energin.

Trådlös elöverföring eller WET är en process för att leverera ström genom ett luftspalt utan att använda några ledningar eller fysisk länk. I detta trådlösa system genererar sändarenheten ett tidsvarierande eller högfrekvent elektromagnetiskt fält som överför ström till mottagarenheten utan någon fysisk anslutning. Mottagarenheten extraherar kraft från magnetfältet och levererar den till elektrisk belastning. För att konvertera elen till ett elektromagnetiskt fält används därför två spolar som sändarspole och mottagarspole. Sändarspolen drivs av växelström och skapar ett magnetfält som vidare omvandlas till en användbar spänning över mottagarspolen.

I detta projekt kommer vi att bygga en grundläggande lågeffekt trådlös sändarkrets för att lysa en LED.

Komponenter krävs

1. Transistor BC 549
2. LED
3. Brödbrädor
4. Anslut ledningar
5. 1,2 k motstånd
6. Koppartrådar
7. 1,5 V batteri

Kretsschema

Schemat för att överföra el trådlöst för att lysa en LED är enkelt och kan ses på bilden nedan, den har två delar, sändare och mottagare.

På sändarsidan är spolarna anslutna över transistorns kollektor, 17 varv på båda sidor. Och mottagaren är konstruerad med hjälp av tre komponenter - transistor, motstånd och en centraltappad luftkärninduktor eller en kopparspole. Mottagarsidan har en LED ansluten över de 34 varv kopparspolen.

Konstruktion av den trådlösa kraftöverföringskretsen

Här är transistorn som används NPN-transistor, vilken grundläggande NPN-transistor som helst kan användas här som BC547.

Spole är den avgörande delen i trådlös energiöverföring och bör byggas noggrant. I detta projekt tillverkas spolarna med koppartråd 29AWG. Centrerad spolbildning bildas på sändarsidan. används och ett cylindriskt spolomslag som PVC-rör krävs för att linda upp spolen.

För sändaren lindar du tråden till 17 varv, sedan slingan för anslutning till mittkranen och gör igen 17 varv av spolen. Och för mottagaren, gör en 34 varv av spollindning utan mittkranen.

Arbeta i den trådlösa elöverföringskretsen

Båda kretsarna är konstruerade på panelen och drivs med ett 1,5V batteri. Kretsen kan inte användas för mer än 1,5 volt strömförsörjning eftersom transistorn kan värmas upp för överdriven strömavledning. För mer betyg krävs dock ytterligare körkretsar.

Denna trådlösa elöverföring är baserad på induktiv kopplingsteknik. Kretsen består av två delar - sändare och mottagare.

I sändarsektionen genererar transistorn högfrekvent växelström över spolen och spolen genererar ett magnetfält runt den. När spolen är centrerad, börjar de två sidorna av spolen att laddas upp. En sida av spolen är ansluten till motståndet och en annan sida är ansluten till kollektorterminalen på NPN-transistorn. Under laddningstillståndet börjar basmotståndet att leda vilket så småningom slår på transistorn. Transistorn urladdar sedan induktorn när emittern är ansluten till marken. Denna laddning och urladdning av induktorn ger en mycket högfrekvent oscillationssignal som vidare sänds som ett magnetfält.

På mottagarsidan överförs det magnetfältet till den andra spolen, och genom Faradays induktionslag börjar mottagarspolen att producera EMF-spänning som vidare används för att tända lysdioden.

Kretsen testas på panelen med en LED ansluten över mottagaren. Detaljerad bearbetning av kretsen kan ses i videon som ges i slutet.

Begränsning av kretsen

Denna lilla krets kan fungera ordentligt men den har en enorm begränsning. Den här kretsen är inte lämplig för hög effekt och har ingångsspänningsbegränsning. Effektiviteten är också mycket dålig. För att övervinna denna begränsning kan en push-pull-topologi med transistorer eller MOSFET konstrueras. För bättre och optimerad effektivitet är det dock bättre att använda korrekta IC-kretsar för trådlös överföring.

För att förbättra överföringsavståndet, spola upp spolen ordentligt och öka nr. varv i spolen.

Tillämpningar av trådlös kraftöverföring

Trådlös kraftöverföring (WPT) är ett allmänt diskuterat ämne inom elektronikindustrin. Denna teknik växer snabbt på konsumentelektronikmarknaden för smartphones och laddare.

Det finns otaliga fördelar med WPT. Några av dem förklaras nedan:

För det första, i modernt energibehovsområde, kan WPT eliminera det traditionella laddningssystemet genom att ersätta de trådbundna laddningslösningarna. Alla bärbara konsumtionsvaror behöver sitt eget laddningssystem, trådlös kraftöverföring kan lösa detta problem genom att tillhandahålla en universell trådlös strömlösning för alla dessa bärbara enheter. Det finns redan många enheter på marknaden med inbyggd trådlös kraftlösning som smartwatch, smartphone etc.

En annan fördel med WPT är att den tillåter designern att göra helt vattentät produkt. Eftersom den trådlösa laddningslösningen inte behöver strömporten så att enheten kan göras på ett sätt som är vattentåligt.

Det erbjuder också ett brett utbud av laddningslösningar på ett effektivt sätt. Strömförsörjningen sträcker sig upp till 200W, med mycket låg förlust av kraftöverföring.

En stor fördel med trådlös kraftöverföring är att produktens livslängd kan förlängas genom att förhindra fysiska skador på grund av laddning av kontakterna eller portarna. Flera enheter kan laddas från en enda docka. Elektronikfordon kan också laddas med trådlös kraftöverföring medan bilen är parkerad.

Trådlös energiöverföring kan ha enorma applikationer och många stora företag som Bosch, IKEA, Qi arbetar med några futuristiska lösningar med trådlös kraftöverföring.