Jednostavan bežični krug za prijenos snage koji svijetli led

Koncept bežičnog prijenosa električne energije nije nov. Prvi ga je pokazao Nikola Tesla 1890. godine. Nikola Tesla je uveo elektrodinamičku indukcijsku ili rezonantnu induktivnu spregu paljenjem tri žarulje s udaljenosti od 60 stopa od izvora energije. Izgradili smo i zavojnicu Mini Tesla za prijenos energije.

Bežični prijenos električne energije ili WET postupak je za opskrbu električnom energijom kroz zračni jaz bez upotrebe žica ili fizičke veze. U ovom bežičnom sustavu odašiljač generira vremenski promjenjivo ili visokofrekventno elektromagnetsko polje koje prenosi snagu na prijemni uređaj bez ikakve fizičke veze. Uređaj prijamnika izvlači energiju iz magnetskog polja i napaja je električnim opterećenjem. Stoga se za pretvorbu električne energije u elektromagnetsko polje koriste dvije zavojnice kao zavojnica odašiljača i zavojnica prijemnika. Zavojnica odašiljača napaja se izmjeničnom strujom i stvara magnetsko polje koje se dalje pretvara u korisni napon na zavojnici prijemnika.

U ovom ćemo projektu izraditi osnovni bežični odašiljački sklop male snage kako bi svijetlio LED.

Komponente potrebne

1. Tranzistor prije Krista 549
2. LED
3. Breadboardi
4. Spojite žice
5. Otpornici 1.2k
6. Bakrene žice
7. 1,5V baterija

Kružni dijagram

Šeme, za bežični prijenos električne energije kako bi svijetlile LED diode, jednostavne su i mogu se vidjeti na donjoj slici. Ima dva dijela, odašiljač i prijemnik.

Na strani odašiljača, zavojnice su povezane preko kolektora tranzistora, 17 okrenutih s obje strane. A prijamnik je konstruiran pomoću tri komponente - tranzistora, otpornika i induktora zračne jezgre sa središnjim lukom ili bakrene zavojnice. Na strani prijemnika je LED dioda povezana preko bakrene zavojnice od 34 okreta.

Izgradnja bežičnog kruga za prijenos snage

Ovdje se koristi tranzistor NPN tranzistor, ovdje se može koristiti bilo koji osnovni NPN tranzistor poput BC547.

Zavojnica je presudni dio bežičnog prijenosa energije i treba je pažljivo graditi. U ovom se projektu zavojnice izrađuju pomoću bakrene žice od 29AWG. Formiranje zavojnice s središnjim navojem vrši se na strani odašiljača. koristi se i za namotavanje zavojnice potreban je cilindrični omotač zavojnice poput PVC cijevi.

Za predajnik namotajte žicu do 17 okretaja, zatim petlju za središnju vezu slavine i ponovno napravite 17 zavoja zavojnice. A za prijemnik napravite 34 zavoja namotaja zavojnice bez središnje slavine.

Rad bežičnog kruga za prijenos električne energije

Oba su kruga izrađena na ploči za napajanje i napajaju se pomoću baterije od 1,5 V. Krug se ne može koristiti za napajanje veće od 1,5 volta, jer se tranzistor može zagrijati zbog prekomjernog rasipanja snage. Međutim, za veću ocjenu potrebni su dodatni pogonski krugovi.

Ovaj bežični prijenos električne energije temelji se na tehnici induktivnog spajanja. Krug se sastoji od dva dijela - odašiljača i prijamnika.

U odjeljku odašiljača tranzistor generira visokofrekventnu izmjeničnu struju preko zavojnice, a zavojnica generira magnetsko polje oko sebe. Kako je zavojnica centrirana, dvije strane zavojnice počinju se puniti. Jedna strana zavojnice spojena je na otpornik, a druga strana na kolektorski terminal NPN tranzistora. Tijekom punjenja osnovni otpor počinje provoditi što na kraju uključuje tranzistor. Tranzistor zatim prazni induktor kad je emiter povezan sa zemljom. Ovo punjenje i pražnjenje prigušnice stvara signal visoke titraje titraja koji se dalje prenosi kao magnetsko polje.

Na strani prijemnika, to magnetsko polje prenosi se u drugu zavojnicu, a prema Faradayevom zakonu indukcije, zavojnica prijemnika počinje proizvoditi EMF napon koji se dalje koristi za svijetljenje LED-a.

Krug se ispituje na ploči s LED-om spojenim preko prijemnika. Detaljan rad sklopa može se vidjeti u videozapisu datom na kraju.

Ograničenje kruga

Ovaj mali krug može ispravno raditi, ali ima ogromna ograničenja. Ovaj krug nije prikladan za isporuku velike snage i ima ograničenje ulaznog napona. Učinkovitost je također vrlo loša. Da bi se prevladalo ovo ograničenje, mogu se konstruirati push-pull topologije pomoću tranzistora ili MOSFET-a. Međutim, za bolju i optimiziranu učinkovitost bolje je koristiti odgovarajuće IC-ove upravljačkog programa bežičnog prijenosa.

Da biste poboljšali udaljenost prijenosa, pravilno namotajte zavojnicu i povećajte br. okretaja u zavojnici.

Primjene bežičnog prijenosa snage

Bežični prijenos snage (WPT) široko je raspravljana tema u elektroničkoj industriji. Ova tehnologija brzo raste na tržištu potrošačke elektronike za pametne telefone i punjače.

Nebrojene su prednosti WPT-a. Neki od njih su objašnjeni u nastavku:

Prvo, u modernom području potrebe za napajanjem, WPT može eliminirati tradicionalni sustav punjenja zamjenom rješenja za žično punjenje. Bilo koja prijenosna roba široke potrošnje zahtijeva vlastiti sustav punjenja, bežični prijenos snage može riješiti ovaj problem pružajući univerzalno rješenje bežičnog napajanja za sve te prijenosne uređaje. Na tržištu je već dostupno mnogo uređaja s ugrađenim rješenjem za bežično napajanje poput pametnog sata, pametnog telefona itd.

Još jedna prednost WPT-a je što omogućuje dizajneru da napravi potpuno vodonepropusni proizvod. Kako rješenje za bežično punjenje ne treba priključak za napajanje, tako da uređaj može biti izrađen na način koji je vodootporan.

Također nudi širok raspon rješenja za punjenje na učinkovit način. Dostava snage kreće se do 200 W, s vrlo malim gubitkom prijenosa snage.

Glavna prednost bežičnog prijenosa napajanja je što se vijek proizvoda može produžiti sprečavanjem fizičkih oštećenja uslijed umetanja punjača u priključke ili priključke. Više uređaja može se puniti iz jedne priključne stanice. Elektroničko vozilo također se može napuniti bežičnim prijenosom snage tijekom parkiranja automobila.

Bežični prijenos energije može imati ogromne primjene i mnoge velike tvrtke poput Boscha, IKEA-e, Qi-a rade na nekim futurističkim rješenjima koristeći bežični prijenos snage.