เอลวีต. Kinetic Charger Powerbank: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

เมื่อฉันเดินทางและฉันมีปัญหากับการชาร์จอุปกรณ์ของฉัน ฉันเดินทางบนรถบัสเป็นเวลานาน ไม่มีโอกาสชาร์จโทรศัพท์ และรู้ว่าอีกไม่นานฉันจะต้องไร้การสื่อสาร

แนวคิดในการสร้างเครื่องชาร์จแบบจลนศาสตร์ซึ่งจะไม่ขึ้นอยู่กับปลั๊กไฟ

หากคุณต้องการชาร์จอุปกรณ์ในการเดินทาง ปีนเขา บนชายหาด หรือในการขนส่ง Elveet จะช่วยคุณได้ คุณสามารถเขย่า Elveet หรือใส่ไว้ในกระเป๋าของคุณ (กระเป๋าเป้) และไปทำงาน (ไปเดินป่า ไปชายหาด ไปภูเขา ฯลฯ) อุปกรณ์กำลังชาร์จเมื่อคุณกำลังเคลื่อนที่

Elveet เป็นเครื่องชาร์จแบบจลนศาสตร์ หลักการทำงาน Elveet ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบของ Elveet

1. ตัวเหนี่ยวนำประกอบด้วยอาร์เรย์ Halbach แม่เหล็ก 9 ตัวและขดลวดสามขดลวด

2. PCB ประกอบด้วยตัวแปลง step-up-conductor 200mA เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ และตัวแปลงสเต็ปอัพแบตเตอรี่ 5V 2A เอาต์พุต

3. แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ 2800 mAh.

4. ตัวเครื่องประกอบด้วย 4 ส่วน และทำด้วย 3D Printer

โครงการทั้งหมดถูกสร้างขึ้นใน Fusion 360

ขั้นตอนที่ 2: ตัวเหนี่ยวนำ Elveet

ตัวเหนี่ยวนำแปลงพลังงานจลน์ของการเคลื่อนไหวของคุณเป็นกระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด ปริมาณพลังงานสะสมในแบตเตอรี่ภายในขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำประกอบด้วยสามขดลวด, อาร์เรย์แม่เหล็ก Halbach และสะพานไดโอดสามตัว สนามการทำงานของขดลวดคือส่วนที่อยู่เหนือขั้วของแม่เหล็ก นั่นคือ ยิ่งส่วนนี้ยาวเท่าไหร่ เราจะได้พลังงานมากขึ้น.

นอกจากนี้ เอาต์พุตของแต่ละคอยล์จะเชื่อมต่อกับไดโอดบริดจ์ กล่าวคือ คอยล์มีความเป็นอิสระในแรงดันไฟฟ้า และกระแสของขดลวดทั้งสามจะถูกรวมเข้าด้วยกันหลังจากไดโอดบริดจ์ สะพานไดโอดใช้ไดโอดชอตต์กี้ที่มีแรงดันไฟฟฉาต่ำมาก PMEG4010 ที่ผลิตโดย Nexperia ไดโอดเหล่านี้เป็นไดโอดที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานดังกล่าว และฉันไม่แนะนำให้เปลี่ยนเป็นไดโอดอื่น

อาร์เรย์แม่เหล็ก Halbach จะรวมสนามแม่เหล็กไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่ง อีกด้านหนึ่ง สนามแม่เหล็กอ่อนมาก

อาร์เรย์ Halbach ต้องการแม่เหล็กถาวรเกือบสองเท่า แต่ประสิทธิภาพของการประกอบ Halbach นั้นสูงมาก

อาร์เรย์แม่เหล็กจะผ่านสองส่วนของขดลวดแต่ละส่วน และขั้วจะผ่านส่วนต่างๆ เสมอ เนื่องจากขดลวดมีความเป็นอิสระทางไฟฟ้าเนื่องจากไดโอดบริดจ์ จึงไม่รวมอิทธิพลที่มีต่อกัน

ตัวเหนี่ยวนำใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมจำนวน 9 ชิ้น 5X5X30 มม. N42 แม่เหล็กอีกสองตัว 2X4X30 N42 ถูกใช้เป็นสปริง

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

ประสิทธิภาพของตัวเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก ด้วยเหตุนี้เส้นทางของการประกอบแม่เหล็กจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้นอัตราการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจึงเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากการเร่งความเร็วของการประกอบแม่เหล็กระหว่างการเคลื่อนที่

ตัวเหนี่ยวนำนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าตัวเหนี่ยวนำที่มีแม่เหล็กทรงกระบอกอยู่ตรงกลางของขดลวด ตัวเหนี่ยวนำทรงกระบอกมีเพียงส่วนบนและส่วนล่างของแม่เหล็กที่ทำงาน ส่วนตรงกลางของแม่เหล็กทรงกระบอกเกือบจะไม่ทำงานในรุ่นปัจจุบัน ดังนั้นประสิทธิภาพจึงต่ำ

ตัวเหนี่ยวนำ Elveet มีระบบแม่เหล็ก 4 ขั้ว ซึ่งตั้งฉากกับสายไฟของขดลวดอย่างเคร่งครัด

หลังจากไดโอดบริดจ์ กระแสของคอยล์จะถูกรวมเข้าด้วยกันและป้อนไปยังคอนเวอร์เตอร์และบอร์ดชาร์จ

ขั้นตอนที่ 3: Elveet PCB

วงจรและส่วนประกอบทั้งหมดของบอร์ด ประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

1. กระแสไฟเหนี่ยวนำตัวแปลงแบบ Step-up 200mA ใช้ชิป NCP1402

เป็นตัวแปลงบูสต์ที่ทำงานตั้งแต่ 0.8 โวลต์และให้แรงดันคงที่ 5 โวลต์และกระแสสูงถึง 200 mA หน้าที่ของชิปนี้คือการจัดหาแรงดันไฟฟ้าที่สะดวกสบายสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่

2. ชิปอุปกรณ์ชาร์จ STC4054

ชิปนี้รับไฟ 5 โวลต์จากตัวเหนี่ยวนำหรือจากแหล่งภายนอก (ผ่าน micro-USB) และชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ที่มีความจุ 2800 mA กระแสเหนี่ยวนำและกระแสจากแหล่งภายนอกจะถูกแยกออกโดยใช้ไดโอดชอตต์กี

นอกจากนี้ ไดโอด Schottky คู่ที่สองยังช่วยให้ Elveet ทำงานเป็นแหล่งจ่ายไฟได้อย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ คุณสามารถชาร์จ Elveet และรับกระแสไฟจากอุปกรณ์ดังกล่าวพร้อมกันได้

3. ตัวแปลงเอาต์พุตแบบสเต็ปอัพ มันเพิ่มแรงดันแบตเตอรี่เป็น 5 โวลต์และให้กระแสสูงถึง 2 แอมแปร์เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ ในกรณีนี้ ชิป LM2623 กำลังทำงาน

คุณลักษณะที่ดีของ LM2623 คือทรานซิสเตอร์กำลังสูงภายในและกระแสไฟขาออกสูงสุด 2 แอมแปร์ที่มีแรงดันไฟขาออกต่ำ แรงดันไฟขาออกถูกป้อนเข้ากับขั้วต่อ USB มาตรฐาน

นอกจากชิ้นส่วนเหล่านี้แล้ว บอร์ดยังมีสวิตช์โหลดแบบไวต่อการสัมผัส (เช่น ไฟสำหรับเดินทางที่ทรงพลังหรือโหลดคงที่อื่นๆ) นอกจากนี้ยังมีพินเอาต์พุตสำหรับเชื่อมต่อเครื่องชาร์จไร้สายแทนสาย USB แต่ตัวเลือกนี้ออกแบบมาสำหรับอนาคต

ขั้นตอนที่ 4: Elveet Case

ทุกส่วนของเคสและที่ยึดแม่เหล็กพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ไฟล์ STL ทั้งหมดอยู่ที่นี่

ขนาดเคส:

18 - 54 - 133 мм (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 ใน)

ขั้นตอนที่ 5: คอยส์

บนฐานสี่เหลี่ยมสูง 5x35 มม. 8 มม. เราม้วนด้วยลวด 32 AWG (0.2 มม.)

ขดลวดทำด้วยลวดขนาด 32 AWG (0.2 มม.) บนฐานสี่เหลี่ยม จำนวนรอบประมาณ 1200 ความกว้างของขดลวดทั้งหมดไม่ควรเกิน 20 มม. คุณสามารถใช้ลวดที่หนากว่าได้ แต่สำหรับตัวแปลงบูสต์ นี่จะเป็นโหมดการทำงานที่หนักกว่า ลวดที่บางกว่าจะให้แรงดันไฟมากกว่า แต่กระแสจะลดลงและการสูญเสียโอห์มมิกจะเพิ่มขึ้น

หลังจากพันขดลวดทั้งหมดแล้วควรพันด้วยเทปไฟเบอร์

ขั้นตอนที่ 6: บอร์ดไดโอดบริดจ์

นี่คือบอร์ดแคบสำหรับ 12 ไดโอด

มันตั้งอยู่ถัดจากขดลวด

เอาต์พุตของคอยล์แต่ละตัวจะเชื่อมต่อกับบริดจ์หลังจากที่บอร์ดถูกวางลงในร่อง

ขั้นตอนที่ 7: ตรวจสอบการเชื่อมต่อ

ในการทำเช่นนี้ คุณต้องใช้บอร์ดแบบบางซึ่งติดตั้งไฟ LED สีขาว 10-15 ดวงและตัวเก็บประจุหนึ่งตัวที่มีไมโครฟารัดประมาณ 2200 ตัว

ไฟ LED เชื่อมต่อแบบขนานและบัดกรีกับบอร์ดของไดโอดบริดจ์

เมื่อย้ายชุดแม่เหล็กไปไว้เหนือขดลวด ไดโอดทั้งหมดควรส่องแสงจ้า

นอกจากนี้ บอร์ดทดสอบจะถูกลบออกและพินของบอร์ดบริดจ์เชื่อมต่อกับบอร์ดคอนเวอร์เตอร์

ขั้นตอนที่ 8: การประกอบขั้นสุดท้าย

เราเชื่อมต่อแบตเตอรี่และสายตัวเหนี่ยวนำเข้ากับบอร์ด

หลังจากนั้นเรารวบรวมฝาครอบด้านบนและด้านล่างของอุปกรณ์โดยใช้สกรูสองตัว

อุปกรณ์พร้อมที่จะทำงาน

ตอนนี้คุณเป็นอิสระอย่างกระฉับกระเฉง!