Једноставан бежични круг за пренос снаге који светли лед

Концепт бежичног преноса електричне енергије није нов. Прво га је показао Никола Тесла 1890. године. Никола Тесла је увео електродинамичку индукцију или резонантно индуктивно спрезање тако што је упалио три сијалице са удаљености од 60 стопа од извора напајања. Такође смо направили Мини Теслин калем за пренос енергије.

Бежични пренос електричне енергије или ВЕТ је процес напајања кроз ваздушни отвор без употребе било каквих жица или физичке везе. У овом бежичном систему, предајнички уређај генерише временски променљиво или високофреквентно електромагнетно поље, које преноси снагу на пријемни уређај без икакве физичке везе. Пријемни уређај црпи снагу из магнетног поља и напаја је електричним оптерећењем. Због тога се за претварање електричне енергије у електромагнетно поље користе две завојнице као калем предајника и калем пријемника. Завојница предајника напаја се наизменичном струјом и ствара магнетно поље, које се даље претвара у корисни напон на завојници пријемника.

У овом пројекту ћемо изградити основно бежично предајничко коло са малим напајањем како би светлило ЛЕД.

Компоненте потребне

Транзистор пне
ЛЕД
Бреадбоардс
Прикључите жице
1.2к отпорници
Бакрене жице
1,5В батерија

Кружни дијаграм

Шема бежичног преноса електричне енергије да би засветлела ЛЕД је једноставна и може се видети на доњој слици. Има два дела, предајник и пријемник.

На страни предајника, завојнице су повезане преко колектора транзистора, 17 окрета на обе стране. А пријемник је направљен од три компоненте - транзистора, отпорника и индуктора ваздушног језгра са средишњим луком или бакарне завојнице. На страни пријемника је ЛЕД диода повезана преко бакарне завојнице од 34 окрета.

Изградња бежичног круга за пренос снаге

Овде се користи транзистор НПН транзистор, овде се може користити било који основни НПН транзистор попут БЦ547.

Завојница је пресудни део бежичног преноса енергије и треба је пажљиво градити. У овом пројекту завојнице се израђују помоћу бакарне жице од 29АВГ. Формирање завојнице са средишњим навојем врши се на страни предајника. користи се и за намотавање калема потребан је цилиндрични омотач завојнице попут ПВЦ цеви.

За предајник, намотајте жицу до 17 окретаја, затим петљу за централни прикључак славине и поново направите 17 завоја калема. А за пријемник направите 34 завоја намотаја калема без средишње славине.

Рад бежичног круга за пренос електричне енергије

Оба кола су направљена на плочи за напајање и напајају се помоћу батерије од 1,5 В. Коло се не може користити за напајање веће од 1,5 волта, јер се транзистор може загрејати због прекомерног расипања снаге. Међутим, за већу оцену потребни су додатни кругови вожње.

Овај бежични пренос електричне енергије заснован је на техници индуктивног спајања. Коло се састоји од два дела - предајника и пријемника.

У одељку предајника, транзистор генерише високофреквентну наизменичну струју преко завојнице, а завојница генерише магнетно поље око ње. Како је завојница центрирана, две стране завојнице почињу да се пуне. Једна страна калема повезана је са отпорником, а друга страна са колекторском стезаљком НПН транзистора. Током пуњења, основни отпорник почиње да проводи што на крају укључује транзистор. Транзистор затим празни индуктор кад је емитер повезан са земљом. Ово пуњење и пражњење индуктора производи сигнал високе осцилације високе фреквенције који се даље преноси као магнетно поље.

На страни пријемника, то магнетно поље се преноси у другу завојницу, а према Фарадејевом закону индукције, завојница пријемника почиње да производи ЕМФ напон који се даље користи за осветљавање ЛЕД диоде.

Коло је тестирано на плочи са ЛЕД-ом повезаним преко пријемника. Детаљан рад круга може се видети на видео снимку датом на крају.

Ограничење круга

Овај мали круг може исправно радити, али има огромна ограничења. Овај круг није погодан за испоруку велике снаге и има ограничење улазног напона. Ефикасност је такође врло лоша. Да би се превазишло ово ограничење, могу се конструисати пусх-пулл топологије помоћу транзистора или МОСФЕТ-а. Међутим, за бољу и оптимизовану ефикасност, боље је користити одговарајуће ИЦ управљачке програме бежичног преноса.

Да бисте побољшали растојање преноса, намотајте калем правилно и повећајте бр. окрета у завојници.

Примене бежичног преноса снаге

Бежични пренос снаге (ВПТ) широко је расправљана тема у електронској индустрији. Ова технологија брзо расте на тржишту потрошачке електронике за паметне телефоне и пуњаче.

Небројене су предности ВПТ-а. Неки од њих су објашњени у наставку:

Прво, у модерном подручју захтева за напајањем, ВПТ може да елиминише традиционални систем пуњења заменом ожичених решења за пуњење. Било која преносна роба широке потрошње захтева свој систем пуњења, бежични пренос снаге може решити овај проблем пружањем универзалног бежичног решења за напајање за све те преносиве уређаје. На тржишту је већ доступно много уређаја са уграђеним бежичним решењем за напајање попут паметног сата, паметног телефона итд.

Још једна предност ВПТ-а је што омогућава дизајнеру да направи потпуно водоотпоран производ. Како решењу за бежично пуњење није потребан прикључак за напајање, тако да уређај може бити направљен на начин који је отпоран на воду.

Такође нуди широк спектар решења за пуњење на ефикасан начин. Снага испоруке се креће до 200В, са врло малим губицима преноса снаге.

Главна предност бежичног преноса снаге је та што се животни век производа може продужити спречавањем физичких оштећења услед уметања пуњача преко конектора или портова. Више уређаја може се пунити из једне прикључне станице. Електронско возило се такође може напунити бежичним преносом снаге током паркирања аутомобила.

Бежични пренос енергије може имати огромне апликације и многе велике компаније попут Босцха, ИКЕА-е, Ки-а раде на неким футуристичким решењима користећи бежични пренос снаге.