Elveet. Кинетикалык кубаттагыч Powerbank: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бир жолу мен саякатта болгондо гаджеттеримди кайра заряддоодо көйгөй жаралды. Мен автобуста көпкө жүрдүм, телефонумду кубаттай алган жокмун жана жакында байланышсыз калаарымды билчүмүн.

Ошентип, розеткага көз каранды болбогон кинетикалык заряддагычты түзүү идеясы келди.

Эгер гаджетиңизди саякатта, жөө, пляжда же транспортто толтуруу керек болсо, анда Elveet сизге жардам берет. Сиз жөн гана Elveetти чайкап же сумкаңызга (рюкзак) салып, жумушка (жөө сейилдөөгө, жээкке, тоолорго ж.б.) барсаңыз болот. Кыймылдаганда аппарат кубатталууда.

Elveet - кинетикалык заряддагыч түзүлүш. Elveetтин иштөө принциби электромагниттик индукция кубулушуна негизделген

1 -кадам: Elveetтин компоненттери

1. Индуктор 9 магниттик Халбах массивинен жана үч катушкадан турат.

2. PCB индуктор 200mA кадам-конвертерин, батарейка кубаттагычын жана батарейка 5V 2A конвертерин камтыйт.

3. Литий-полимердик батарея 2800 мАч.

4. Корпус 4 бөлүктөн турат жана 3D принтери менен жасалган.

Бүт долбоор Fusion 360та түзүлгөн

2 -кадам: Elveet индуктору

Индуктор кыймылыңыздын кинетикалык энергиясын электр тогуна айлантат. Индуктордун эффективдүүлүгү эң маанилүү параметр. Ички батареяда топтолгон энергиянын көлөмү индуктордун эффективдүүлүгүнө жараша болот.

Индуктор үч катуштан, Halbach магниттик массивинен жана үч диод көпүрөсүнөн турат. Катушканын жумушчу талаасы магнит полюстары өтүүчү бөлүктөн турат, башкача айтканда, бул бөлүк канчалык көп болсо, биз ошончолук көп энергия ала алабыз.

Андан тышкары, ар бир катуштун чыгышы диод көпүрөсүнө туташкан, башкача айтканда, катуштар чыңалуу боюнча көз карандысыз. Жана бардык үч катушкалардын агымы диод көпүрөлөрүнөн кийин жыйынтыкталат. Диод көпүрөлөрү Nexperia өндүргөн PMEG4010 өтө төмөн чыңалуусу бар Schottky диоддорун колдонушат. Бул мындай тиркемелер үчүн эң жакшы диоддор жана мен аларды башкаларга алмаштырууну сунуш кылбайм.

Магниттик Halbach массиви магнит талаасынын бир жагына топтолот. Башка жагынан магнит талаасы абдан алсыз.

Halbach массивине туруктуу магниттердин саны дээрлик эки эсе көп талап кылынат, бирок Halbach жамаатынын эффективдүүлүгү абдан жогору.

Магниттик массив ар бир катушканын эки бөлүгүнөн өтөт жана дайыма уюлдар ар кайсы бөлүктөрдөн өтөт. Катушкалар диод көпүрөлөрүнүн эсебинен электрдик жактан көз карандысыз болгондуктан, алардын бири -бирине тийгизген таасири жокко чыгарылган.

Индуктор 5X5X30mm N42 9 неодим магнитинин жыйындысын колдонот. Дагы эки магнит 2X4X30 N42 булак катары колдонулат.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Индуктордун эффективдүүлүгү магнит талаасынын өзгөрүү ылдамдыгына жараша болот. Бул үчүн магниттик жыйындын жолу көбөйтүлөт. Ошентип, магнит талаасынын өзгөрүү ылдамдыгы кыймыл учурунда магниттик түзүлүштүн чоң ылдамдануусунан улам көбөйөт.

Бул индуктор катушканын борборунда цилиндрдик магнити бар индукторго караганда алда канча эффективдүү. Цилиндрдик индуктордо магниттин жогорку жана ылдыйкы жумушчу бөлүгү гана бар. Цилиндрдик магниттин орто бөлүгү азыркы муунда дээрлик иштебейт. Ошондуктан анын эффективдүүлүгү төмөн.

Elveet индукторунда катуштардын зымдарына катуу перпендикуляр багытталган 4 уюлдуу магниттик система бар.

Диод көпүрөлөрүнөн кийин, катушкалардын агымы жыйынтыкталат жана конвертерге жана заряддагыч тактага берилет.

3 -кадам: Elveet PCB

Схема жана такталардын бардык компоненттери. Бул үч негизги бөлүктөн турат:

1. Stepm-up 200mA конвертер индуктордук ток. NCP1402 чипи колдонулат.

Бул 0,8 вольттон иштөөчү жана 5 вольттун туруктуу чыңалуусун жана 200 мАга чейин токту берүүчү конвертер. Бул чиптин милдети - батарейканы кубаттоо үчүн ыңгайлуу чыңалуу.

2. STC4054 кубаттоочу түзмөк чипи

Бул чип индуктордон же тышкы булактан (микро USB аркылуу) 5 вольтту алат жана 2800 мА кубаттуулуктагы литий-полимердик батареяны заряддайт. Индуктордук ток жана тышкы булактан чыккан ток Schottky диоддору аркылуу ажыратылат.

Ошондой эле, Schottky диоддорунун экинчи жупу Elveetке үзгүлтүксүз электр энергиясы катары иштөөгө мүмкүндүк берет, башкача айтканда, сиз Elveetти кубаттап, ошол эле учурда түзмөгүңүз үчүн андан ток ала аласыз.

3. Step-up чыгаруу конвертери. Бул батареянын чыңалуусун 5 Вольтко чейин жогорулатат жана гаджеттерди иштетүү үчүн 2 Амперге чейин токту камсыздайт. Бул учурда, LM2623 чипи иштеп жатат.

LM2623тин жакшы өзгөчөлүгү-бул жогорку кубаттуулуктагы ички транзистор жана 2 Амперге чейинки чыгуу агымы, төмөнкү чыгуу чыңалуусунун толкуну. Чыгуу чыңалуусу стандарттуу USB туташтыргычы менен камсыздалат.

Бул бөлүктөрдөн тышкары, тактада сенсордук жүктөө которгучу бар (мисалы, күчтүү кыдыруучу лампа же башка туруктуу жүктөр). USB кабелинин ордуна зымсыз кубаттагычты туташтыруу үчүн чыгуу казыктары да бар, бирок бул параметр келечекке арналган.

4 -кадам: Elveet Case

Корпустун бардык бөлүктөрү жана магнит кармагыч 3D принтерде басылган.

Бардык STL файлдары бул жерде.

Корпустун өлчөмдөрү:

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

5 -кадам: Катушкалар

5x35 мм бийиктиги 8 мм болгон тик бурчтуу негизде биз 32 AWG (0,2 мм) зым менен катушканы түрөбүз.

Катушкалар тик бурчтуу негизде 32 AWG (0,2 мм) зым менен жасалган. Бурулуштардын саны болжол менен 1200. Бардык катушканын туурасы 20 мм ашпоого тийиш. Сиз коюу зымды колдонсоңуз болот, бирок күчөткүч үчүн бул иштин оор режими болот. Жука зым көбүрөөк чыңалууну берет, бирок ток төмөндөйт жана омдук жоготуулар көбөйөт.

Ороктон кийин бардык катушкалар PTFE тасмасы менен оролушу керек.

6 -кадам: Board Diode Bridges

Бул 12 диод үчүн тар такта.

Ал катушкалардын жанында жайгашкан.

Ар бир катушканын чыгышы тактай оюкка салынгандан кийин көпүрөлөргө туташтырылат.

7 -кадам: Байланыштарды текшерүү

Бул үчүн сизге 10-15 ак LED жана болжол менен 2200 микрофараддык бир конденсатор орнотулган жука такта керек.

Жарык диоддор параллель туташтырылган жана диод көпүрөлөрүнүн тактасына кошулган.

Магниттик түзүлүштү катуштардын үстүнө жылдырганда, бардык диоддор жаркырап турушу керек.

Андан ары, тест тактасы алынып салынат жана көпүрө тактасынын казыктары конвертер тактасына туташат.

8 -кадам: Акыркы жыйын

Батареяны жана индуктордук зымдарды тактага туташтырабыз.

Андан кийин, эки бураманын жардамы менен аппараттын үстүңкү жана астынкы капкактарын чогултабыз.

Аппарат иштөөгө даяр.

Эми сиз толугу менен энергетикалык көз карандысызсыз!