Создайте свою собственную станцию беспроводной зарядки !: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Компания Apple недавно представила технологию беспроводной зарядки. Это отличная новость для многих из нас, но каковы технологии, стоящие за этим? А как работает беспроводная зарядка? В этом уроке мы узнаем, как работает беспроводная зарядка и как на самом деле создать ее сами! Так что давайте не будем больше терять время и начнем наш путь к успеху! А я твой 13-летний наставник, Дарвин!

Шаг 1. Как работает беспроводная зарядка

Теперь посмотрим, как работает беспроводная зарядка. Возможно, вы знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле, как показано на первом рисунке. Магнитное поле, создаваемое проводом, очень слабое, поэтому мы можем намотать провод, чтобы сформировать катушку, и получить большее магнитное поле, как показано на втором рисунке.

Также в обратном направлении, когда есть магнитное поле рядом и перпендикулярно к проводу, провод будет воспринимать магнитное поле, и ток будет течь, как показано на первом рисунке.

Теперь вы, наверное, догадались, как работает беспроводная зарядка. В беспроводной зарядке у нас есть катушка передатчика, которая генерирует магнитные поля. Затем у нас есть катушка приемника, которая улавливает магнитное поле и заряжает телефон.

Шаг 2: переменный и постоянный ток

Переменный и постоянный ток, также известные как переменный ток и постоянный ток, являются очень базовыми понятиями в электронике.

Постоянный или постоянный ток, ток течет от более высокого уровня напряжения к более низкому уровню напряжения, и направление тока не меняется. Это просто означает, что если у нас есть 5 вольт и 0 вольт (земля), ток будет течь от 5 вольт до 0 вольт (земля). И напряжение может меняться до тех пор, пока не меняется направление тока. Как показано на первой картинке.

Переменный или переменный ток. Однако, поскольку название предполагает, что у него переменное направление тока, что это означает? Это означает, что через определенное время текущий поток меняется на противоположный. Скорость реверса тока измеряется в герцах (Гц). Например, у нас есть переменное напряжение 60 Гц, у нас будет 60 циклов реверса тока, что означает 120 реверсий, поскольку 1 цикл переменного тока означает 2 реверсирования. Как показано на первой картинке.

Это очень важно для беспроводной зарядки. Нам нужно использовать переменный ток для управления катушкой передатчика, поскольку приемник может генерировать электрический сигнал только при наличии переменного магнитного поля.

Шаг 3: Катушки: индуктивность

Вы знаете, как сейчас катушка создает магнитное поле, но мы собираемся копнуть глубже. Катушка, также известная как индуктор, имеет индуктивность. У каждого проводника есть индуктивность, даже у провода!

Индуктивность измеряется в «Генри» или «Н». Миллигенри (мГн) и микрогенри (мкГн) являются наиболее часто используемыми единицами измерения для индукторов. mH равно * 10e-3H, а uH равно * 10e-6H. Конечно, вы можете даже уменьшить наноГенри (нГн) или даже пикоГенри (pH), но это не используется в большинстве схем. И мы обычно не поднимаемся выше миллигенри (мГн).

Чем больше количество витков катушек, тем выше индуктивность.

Индуктор сопротивляется изменениям тока. Например, у нас есть разница напряжений, приложенная к катушке индуктивности. Во-первых, катушка не хочет пропускать ток через себя. Напряжение продолжает проталкивать ток через индуктор, индуктор начинает пропускать ток. В то же время индуктор заряжает магнитное поле. Наконец, ток может полностью протекать через индуктор, и магнитное поле полностью заряжается.

Теперь, если мы вдруг уберем подачу напряжения на катушку индуктивности. Индуктор не хочет останавливать прохождение тока, поэтому он продолжает проталкивать ток через него. В то же время магнитное поле начало схлопываться. Со временем магнитное поле будет израсходовано, и ток снова не будет течь.

Если мы построим график напряжения и тока через катушку индуктивности, мы увидим результат на втором рисунке. Напряжение представлено как «VL», а ток представлен как «I», ток смещен примерно на 90 градусов к напряжению.

Наконец-то у нас есть принципиальная схема индуктора (или катушки), она похожа на четыре полукруга, как показано на третьем рисунке. Катушка индуктивности не имеет полярности, а это значит, что вы можете подключить ее к своей цепи любым способом.

Шаг 4: Как читать принципиальную схему

Теперь вы довольно много знаете об электронике. Но прежде чем создавать что-то полезное, мы должны уметь читать принципиальную схему, также известную как схема.

Схема описывает, как компоненты подключаются друг к другу, и это очень важно, поскольку она сообщает вам, как подключена цепь, и дает вам более четкое представление о том, что происходит.

Первое изображение - это пример схемы, но там так много символов, которые вы не понимаете. Каждый указанный символ, например L1, Q1, R1, R2 и т. Д., Является символом электрического компонента. И есть так много символов для компонентов, как показано на втором рисунке.

Линии, соединяющие каждый компонент, очевидно, соединяют один компонент с другим, например, на третьем и четвертом изображениях, и мы можем увидеть реальный пример того, как цепь подключается на основе схемы.

R1, R2, Q1, Q2, L2 и т. Д. На первом рисунке называются префиксом, который похож на метку, чтобы дать компоненту имя. Мы делаем это потому, что это удобно, когда дело касается печатной платы, печатной платы, пайки.

470, 47k, BC548, 9V и т. Д. На первом рисунке - это значение каждого компонента.

Это может быть нечеткое объяснение, если вы хотите получить более подробную информацию, перейдите на этот веб-сайт.

Шаг 5: Наша схема беспроводной зарядки

Итак, вот схема нашей конструкции беспроводного зарядного устройства. Посмотрите на него, и мы начнем сборку! Более четкая версия здесь:

Пояснение: Во-первых, схема получает 5 вольт от разъема X1. Затем напряжение повышается до 12 вольт для возбуждения катушки. NE555 в сочетании с двумя драйверами МОП-транзисторов ir2110 для создания сигнала включения-выключения, который будет использоваться для управления 4 МОП-транзисторами. 4 МОП-транзистора включаются и выключаются, чтобы создать сигнал переменного тока для возбуждения катушки передатчика.

Вы можете перейти на указанный выше веб-сайт и прокрутить вниз, чтобы найти спецификацию (спецификацию материалов), и выполнить поиск этих компонентов, кроме X1 и X2, на lcsc.com. (X1 и X2 - разъемы)

Для X1 это порт micro-usb, поэтому покупать его нужно здесь.

Для X2 это на самом деле катушка передатчика, поэтому вам нужно купить ее здесь.

Шаг 6: Начните сборку

Вы видели схему, и приступим к сборке.

Во-первых, вам нужно купить макетную плату. Макет как на первой картинке. Каждые 5 отверстий макета соединены друг с другом, как показано на рисунке 2. На третьем рисунке у нас есть 4 рельса, которые соединены друг с другом.

Теперь следуйте схеме и приступайте к сборке!

Готовые результаты представлены на четвертом рисунке.

Шаг 7: Регулировка частоты

Теперь вы закончили схему, но вы все еще хотите немного отрегулировать частоту катушки передатчика. Вы можете сделать это, настроив потенциометр R10. Просто возьмите винт и настройте потенциометр.

Вы можете взять катушку приемника и подключить ее к светодиоду с резистором. Затем поместите катушку поверх катушки передатчика, как показано. Начинайте настраивать частоту, пока не увидите, что светодиодный индикатор горит максимальной яркостью.

После некоторых проб и ошибок ваша схема настроена! И схема в основном завершена.

Шаг 8: Обновление вашей схемы

Итак, вы закончили свою схему, но вы можете подумать, что схема немного неорганизована. Вот почему вы можете модернизировать свою схему и даже превратить ее в продукт!

Во-первых, это сама схема. Вместо того, чтобы использовать макетную плату, на этот раз я спроектировал и заказал несколько печатных плат. Что означает печатные платы. Печатная плата - это в основном печатная плата, на которой есть соединения, поэтому больше никаких перемычек. У каждого компонента на плате также есть свое место. Вы можете заказать печатную плату в JLCPCB по очень низкой цене.

В печатной плате, которую я разработал, использовались компоненты SMD, то есть устройства для поверхностного монтажа. Это означает, что компонент был припаян непосредственно к печатной плате. Другой тип компонентов - это компоненты THT, которые мы все только что использовали, также известные как технология сквозных отверстий, заключающаяся в том, что компонент проходит через отверстия печатной платы или нашей печатной платы. Дизайн представлен на картинке. Вы можете найти дизайн здесь.

Во-вторых, вы можете распечатать корпус для него на 3D-принтере, ссылка на файлы 3D stl находится здесь.

Вот и все! Вы успешно создали беспроводное зарядное устройство! Но всегда проверяйте, поддерживает ли ваш телефон беспроводную зарядку. Большое спасибо за то, что следуете этому руководству! Если есть какие-либо вопросы, напишите мне по адресу [email protected]. Google - тоже большой помощник! До свидания.