สร้างสถานีชาร์จไร้สายของคุณเอง!: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

บริษัท Apple เพิ่งเปิดตัวเทคโนโลยีการชาร์จแบบไร้สาย เป็นข่าวดีสำหรับพวกเราหลายคน แต่เทคโนโลยีเบื้องหลังคืออะไร? และการชาร์จแบบไร้สายทำงานอย่างไร ในบทช่วยสอนนี้ เราจะมาเรียนรู้ว่าการชาร์จแบบไร้สายทำงานอย่างไร และจะสร้างได้อย่างไรด้วยตัวเราเอง! ดังนั้นอย่าเสียเวลาอีกต่อไปแล้วเริ่มต้นการเดินทางสู่ความสำเร็จ! และฉันเป็นติวเตอร์อายุ 13 ปีของคุณ ดาร์วิน!

ขั้นตอนที่ 1: การชาร์จแบบไร้สายทำงานอย่างไร

ตอนนี้เรามาดูกันว่าการชาร์จแบบไร้สายทำงานอย่างไร คุณอาจรู้ว่ากระแสที่ไหลผ่านเส้นลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กดังที่แสดงในภาพแรก สนามแม่เหล็กที่เกิดจากเส้นลวดนั้นอ่อนมาก ดังนั้นเราจึงสามารถม้วนลวดให้เป็นขดลวด และได้รับสนามแม่เหล็กที่ใหญ่ขึ้น ดังที่แสดงในภาพที่สอง

ในทางกลับกัน เมื่อมีสนามแม่เหล็กอยู่ใกล้และตั้งฉากกับเส้นลวด ลวดจะดึงสนามแม่เหล็กและกระแสจะไหล ดังแสดงในภาพแรก

ตอนนี้คุณอาจเดาได้แล้วว่าการชาร์จแบบไร้สายทำงานอย่างไร ในการชาร์จแบบไร้สาย เรามีขดลวดส่งสัญญาณซึ่งสร้างสนามแม่เหล็ก จากนั้นเราก็มีขดลวดรับซึ่งรับสนามแม่เหล็กและชาร์จโทรศัพท์

ขั้นตอนที่ 2: AC และ DC

AC และ DC หรือที่เรียกว่ากระแสสลับและกระแสตรงเป็นแนวคิดพื้นฐานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

DC หรือ กระแสตรง กระแสจะไหลจากระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าไปยังระดับแรงดันที่ต่ำกว่า และทิศทางของกระแสจะไม่เปลี่ยนแปลง ก็หมายความว่าถ้าเรามี 5 โวลต์และ 0 โวลต์ (กราวด์) กระแสจะไหลจาก 5 โวลต์ถึง 0 โวลต์ (กราวด์) และแรงดันไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตราบเท่าที่ทิศทางการไหลของกระแสไฟไม่เปลี่ยนแปลง ตามที่แสดงในภาพแรก

ไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสสลับ อย่างไรก็ตาม ตามชื่อที่แนะนำว่ามีกระแสสลับทิศทาง หมายความว่าอย่างไร หมายความว่ากระแสไหลย้อนกลับหลังจากเวลาที่กำหนด และอัตราการไหลย้อนกลับของกระแสจะวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ตัวอย่างเช่น เรามีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 60Hz เราจะมีการย้อนกลับของกระแส 60 รอบ ซึ่งหมายถึงการย้อนกลับ 120 ครั้ง เนื่องจาก 1 รอบของ AC หมายถึง 2 การย้อนกลับ ตามที่แสดงในภาพแรก

สิ่งเหล่านี้สำคัญมากสำหรับวงจรการชาร์จแบบไร้สาย เราจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อขับเคลื่อนคอยล์ตัวส่ง เนื่องจากเครื่องรับสามารถสร้างสัญญาณไฟฟ้าได้เมื่อมีสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 3: คอยส์: ตัวเหนี่ยวนำ

คุณรู้ว่าขดลวดสร้างสนามแม่เหล็กได้อย่างไร แต่เราจะขุดให้ลึกกว่านี้ คอยล์หรือที่เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำมีการเหนี่ยวนำ ตัวนำทุกตัวมีความเหนี่ยวนำ แม้กระทั่งลวด!

ความเหนี่ยวนำวัดเป็น "Henry" หรือ 'H' milliHenry(mH) และ microHenry(uH) เป็นหน่วยที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับตัวเหนี่ยวนำ mH คือ *10e-3H และ uH คือ *10e-6H แน่นอน คุณสามารถย่อขนาดเป็น nanoHenry(nH) หรือแม้แต่ picoHenry(pH) ให้เล็กลงได้ แต่ก็ไม่ได้ใช้ในวงจรส่วนใหญ่ และเรามักจะไม่สูงกว่า milliHenry(mH)

ยิ่งจำนวนรอบของขดลวดมากเท่าใด ความเหนี่ยวนำก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ตัวเหนี่ยวนำต้านทานการเปลี่ยนแปลงของกระแส ตัวอย่างเช่น เรามีความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเหนี่ยวนำ ประการแรก ขดลวดไม่ต้องการให้กระแสไหลผ่านตัวมันเอง แรงดันไฟฟ้ายังคงดันกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำเริ่มปล่อยให้กระแสไหล ในเวลาเดียวกัน ตัวเหนี่ยวนำกำลังชาร์จสนามแม่เหล็ก ในที่สุดกระแสสามารถไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำได้อย่างสมบูรณ์และสนามแม่เหล็กจะถูกชาร์จจนเต็ม

ทีนี้ถ้าเราถอดแรงดันไฟออกจากตัวเหนี่ยวนำอย่างกะทันหัน ตัวเหนี่ยวนำไม่ต้องการหยุดการไหลของกระแส มันจึงผลักกระแสไหลผ่านไปเรื่อยๆ ในเวลาเดียวกัน สนามแม่เหล็กก็เริ่มยุบตัวลง เมื่อเวลาผ่านไป สนามแม่เหล็กจะถูกใช้จนหมดและไม่มีกระแสไหลอีก

ถ้าเราสร้างกราฟของแรงดันและกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำ เราจะเห็นผลในภาพที่สอง แรงดันจะแสดงเป็น "VL" และกระแสจะแสดงด้วย "I" กระแสจะเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าประมาณ 90 องศา

ในที่สุดเราก็มีแผนภาพวงจรสำหรับ indcutor (หรือคอยล์) มันเหมือนครึ่งวงกลมสี่วงดังแสดงในภาพที่สาม ตัวเหนี่ยวนำไม่มีขั้ว ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเชื่อมต่อกับวงจรของคุณได้ทุกทาง

ขั้นตอนที่ 4: วิธีอ่านแผนภาพวงจร

ตอนนี้คุณรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว แต่ก่อนที่จะสร้างสิ่งที่มีประโยชน์ เราต้องรู้วิธีอ่านแผนภาพวงจรหรือที่เรียกว่าแผนผัง

แผนผังอธิบายว่าส่วนประกอบเชื่อมต่อกันอย่างไร และสำคัญมากเพราะจะบอกคุณว่าวงจรเชื่อมต่ออย่างไร และช่วยให้คุณเข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้น

ภาพแรกเป็นตัวอย่างของแผนผัง แต่มีสัญลักษณ์มากมายที่คุณไม่เข้าใจ แต่ละสัญลักษณ์ที่ระบุ เช่น L1, Q1, R1, R2 เป็นต้น เป็นสัญลักษณ์สำหรับส่วนประกอบทางไฟฟ้า และมีสัญลักษณ์มากมายสำหรับส่วนประกอบดังที่แสดงในภาพที่สอง

เส้นที่เชื่อมต่อกับแต่ละส่วนประกอบจะเชื่อมต่อส่วนประกอบหนึ่งไปยังอีกส่วนประกอบหนึ่งอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น ในรูปที่สามและสี่ และเราสามารถเห็นตัวอย่างที่แท้จริงของการเชื่อมต่อวงจรตามแผนผัง

R1, R2, Q1, Q2, L2 ฯลฯ ในรูปแรกเรียกว่าคำนำหน้า ซึ่งเหมือนกับป้ายกำกับ เพื่อตั้งชื่อคอมโพเนนต์ เราทำสิ่งนี้เพราะมันสะดวกเมื่อพูดถึง PCB, แผงวงจรพิมพ์, การบัดกรี

470, 47k, BC548, 9V ฯลฯ ในรูปแรกคือค่าของแต่ละองค์ประกอบ

นี่อาจไม่ใช่คำอธิบายที่ชัดเจน หากคุณต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม ไปที่เว็บไซต์นี้

ขั้นตอนที่ 5: วงจรการชาร์จแบบไร้สายของเรา

นี่คือแผนผังสำหรับการออกแบบเครื่องชาร์จไร้สายของเรา ใช้เวลาสักครู่เพื่อดูมันและเราจะเริ่มสร้าง! เวอร์ชั่นที่ชัดเจนกว่านี้:

คำอธิบาย: ประการแรก วงจรได้รับ 5 โวลต์จากขั้วต่อ X1 จากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะถูกเพิ่มเป็น 12 โวลต์เพื่อขับเคลื่อนคอยล์ NE555 ร่วมกับไดรเวอร์ ir2110 mosfet สองตัวเพื่อสร้างสัญญาณเปิดปิดซึ่งจะใช้ในการขับเคลื่อน 4 mosfet มอสเฟตทั้ง 4 ตัวจะเปิดและปิดเพื่อสร้างสัญญาณ AC เพื่อขับเคลื่อนคอยล์ตัวส่งสัญญาณ

คุณสามารถไปที่เว็บไซต์ที่ระบุไว้ด้านบนและเลื่อนลงมาด้านล่างเพื่อค้นหา BOM (รายการวัสดุ) และค้นหาส่วนประกอบเหล่านั้นยกเว้น X1 และ X2 ใน lcsc.com (X1 และ X2 เป็นตัวเชื่อมต่อ)

สำหรับ X1 เป็นพอร์ต micro-usb ดังนั้นคุณต้องซื้อที่นี่

สำหรับ X2 มันคือคอยล์ตัวส่งสัญญาณ ดังนั้นคุณต้องซื้อที่นี่

ขั้นตอนที่ 6: เริ่มงานสร้าง

คุณได้เห็นแผนผังแล้ว เรามาเริ่มสร้างกันเลย

ประการแรก คุณจะต้องซื้อเขียงหั่นขนม เขียงหั่นขนมเป็นเหมือนภาพแรก แต่ละ 5 รูของเขียงหั่นขนมเชื่อมต่อกันดังแสดงในรูปที่สอง ในรูปที่ 3 เรามีราง 4 รางที่เชื่อมต่อกัน

ตอนนี้ทำตามแผนผังและเริ่มสร้าง!

ผลลัพธ์ที่ได้อยู่ในภาพที่สี่

ขั้นตอนที่ 7: การปรับความถี่

ตอนนี้ คุณทำวงจรเสร็จแล้ว แต่คุณยังต้องการปรับความถี่คอยล์ของเครื่องส่งสัญญาณอีกเล็กน้อย คุณสามารถทำได้โดยการปรับศักย์ไฟฟ้า R10 เพียงใช้สกรูและปรับค่าศักย์ไฟฟ้า

คุณสามารถใช้ขดลวดตัวรับและเชื่อมต่อกับ LED พร้อมตัวต้านทาน จากนั้นวางคอยล์บนคอยล์ตัวส่งสัญญาณตามที่แสดง เริ่มปรับความถี่จนกว่าคุณจะเห็น LED อยู่ที่ความสว่างสูงสุด

หลังจากการลองผิดลองถูก วงจรของคุณได้รับการปรับ! และโดยทั่วไปวงจรจะสมบูรณ์

ขั้นตอนที่ 8: อัปเกรดวงจรของคุณ

ตอนนี้ คุณจบวงจรของคุณแล้ว แต่คุณอาจคิดว่าวงจรนั้นไม่มีการรวบรวมกันเล็กน้อย นั่นคือเหตุผลที่คุณสามารถอัพเกรดวงจรของคุณและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ได้!

ประการแรก มันคือวงจรนั่นเอง แทนที่จะใช้เขียงหั่นขนม คราวนี้ฉันออกแบบและสั่ง PCB บางตัว ซึ่งย่อมาจากแผงวงจรพิมพ์ โดยทั่วไปแล้ว PCB เป็นแผงวงจรที่มีการเชื่อมต่อในตัว ดังนั้นจึงไม่มีสายจัมเปอร์อีกต่อไป แต่ละองค์ประกอบบน PCB ก็มีตำแหน่งของตัวเองเช่นกัน คุณสามารถสั่งซื้อ PCB ได้ที่ JLCPCB ในราคาที่ต่ำมาก

PCB ที่ฉันออกแบบนั้นใช้ส่วนประกอบ SMD ซึ่งเป็นอุปกรณ์ยึดพื้นผิว ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบนั้นถูกบัดกรีโดยตรงบน PCB ส่วนประกอบอีกประเภทหนึ่งคือส่วนประกอบ THT ซึ่งเราทุกคนเพิ่งใช้หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีผ่านรู คือส่วนประกอบนั้นทะลุผ่านรูของ PCB หรือแผงวงจรของเรา การออกแบบแสดงในภาพ คุณสามารถค้นหาการออกแบบได้ที่นี่

ประการที่สอง คุณสามารถพิมพ์กล่องหุ้ม 3D ได้ ลิงก์สำหรับไฟล์ 3D stl อยู่ที่นี่

นั่นเป็นพื้นฐานเลย! คุณสร้างเครื่องชาร์จไร้สายสำเร็จแล้ว! แต่ให้ตรวจสอบเสมอว่าโทรศัพท์ของคุณรองรับการชาร์จแบบไร้สายหรือไม่ ขอบคุณมากสำหรับการติดตามบทช่วยสอนนี้! หากมีคำถามใด ๆ โปรดส่งอีเมลถึงฉันที่ [email protected] Google ยังเป็นผู้ช่วยที่ยิ่งใหญ่! ลาก่อน.