Elveet. Carregador cinètic Powerbank: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Un cop vaig estar de viatge i vaig tenir un problema amb la recàrrega dels meus aparells. Vaig viatjar molt de temps a l’autobús, no vaig tenir l’oportunitat de carregar el telèfon i vaig saber que aviat quedaria sense comunicació.

Així va sorgir la idea de crear un carregador cinètic, que no dependrà de la presa de corrent.

Si necessiteu recarregar el vostre dispositiu en un viatge, caminada, a la platja o en transport, Elveet us ajudarà. Només podeu sacsejar Elveet o ficar-lo a la bossa (motxilla) i anar a treballar (fer senderisme, a la platja, a la muntanya, etc.). El dispositiu s'està carregant quan es mou.

Elveet és un carregador cinètic. El principi de funcionament Elveet es basa en el fenomen de la inducció electromagnètica

Pas 1: parts components de l'Elveet

1. L'inductor està format per una matriu Halbach de 9 imants i tres bobines.

2. El PCB conté un convertidor intensificador de 200 mA d’inductor, un carregador de bateria i un convertidor de pujada de bateria de sortida de 5 V 2 A.

3. La bateria de liti-polímer de 2800 mAh.

4. La caixa consta de 4 parts i està feta amb impressora 3D.

Tot el projecte es crea a Fusion 360

Pas 2: inductor Elveet

L’inductor converteix l’energia cinètica del vostre moviment en un corrent elèctric. L'eficiència de l'inductor és el paràmetre més important. La quantitat d'energia acumulada a la bateria interna depèn de l'eficiència de l'inductor.

L’inductor consta de tres bobines, una matriu magnètica de Halbach i tres ponts de díodes. El camp de treball de la bobina és la part per sobre de la qual passen els pols dels imants, és a dir, com més llarga sigui aquesta part, més energia podem obtenir.

A més, les sortides de cada bobina estan connectades al pont de díodes, és a dir, les bobines són independents de tensió. I el corrent de les tres bobines es resumeix després dels ponts de díodes. Els ponts de díodes utilitzen díodes Schottky amb un voltatge frontal molt baix PMEG4010 produït per Nexperia. Aquests són els millors díodes per a aquestes aplicacions i no recomano canviar-los per altres.

La matriu magnètica de Halbach concentra el camp magnètic per un costat. A l’altra banda, el camp magnètic és molt feble.

La matriu de Halbach requereix gairebé el doble d’imants permanents, però l’eficiència del conjunt de Halbach és molt alta.

La matriu magnètica passa per dues parts de cada bobina i els pols sempre passen per parts diferents. Atès que les bobines són elèctricament independents a causa dels ponts de díodes, s’exclou la seva influència les unes sobre les altres.

L’inductor utilitza un conjunt de 9 imants de neodimi 5X5X30mm N42. S'utilitzen dos imants 2X4X30 N42 més com a molles.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

L'eficiència de l'inductor depèn de la velocitat de canvi del camp magnètic. Per a això, s’augmenta la trajectòria del conjunt magnètic. Així, la velocitat de canvi del camp magnètic augmenta substancialment a causa de la gran acceleració del conjunt magnètic durant el moviment.

Aquest inductor és molt més eficient que un inductor amb un imant cilíndric al centre de la bobina. L’inductor cilíndric només té la part de treball superior i inferior de l’imant. La part central de l’imant cilíndric gairebé no funciona a la generació actual. Per tant, la seva eficiència és baixa.

L’inductor Elveet té un sistema magnètic de 4 pols dirigit estrictament perpendicular als cables de les bobines.

Després dels ponts de díodes, el corrent de les bobines es suma i s’alimenta al convertidor i a la placa del carregador.

Pas 3: Elveet PCB

El circuit i tots els components de les plaques. Conté tres parts principals:

1. Augmenta el corrent d’inductor del convertidor de 200 mA. S'utilitza el xip NCP1402.

És un convertidor d’impulsió que funciona a partir de 0,8 volts i proporciona una tensió fixa de 5 volts i un corrent de fins a 200 mA. La tasca d’aquest xip és proporcionar un voltatge còmode per carregar la bateria.

2. Dispositiu de càrrega xip STC4054

Aquest xip rep 5 volts de l’inductor o d’una font externa (mitjançant micro-USB) i carrega una bateria de polímer de liti amb una capacitat de 2800 mA. El corrent inductor i el corrent de la font externa es desacoblen mitjançant díodes Schottky.

A més, el segon parell de díodes Schottky permet que Elveet funcioni com una font d’alimentació ininterrompuda, és a dir, que pugueu carregar Elveet i rebre-hi corrent per als vostres dispositius alhora.

3. Convertidor de sortida intensificat. Augmenta el voltatge de la bateria a 5 volts i proporciona un corrent de fins a 2 amperes per alimentar els aparells. En aquest cas, el xip LM2623 funciona.

Una bona característica del LM2623 és un transistor intern d'alta potència i un corrent de sortida de fins a 2 amperes amb una ondulació de baixa tensió de sortida. El voltatge de sortida s’alimenta a un connector USB estàndard.

A més d’aquestes peces, la placa té un interruptor de càrrega sensible al tacte (per exemple, un potent llum de viatge o altres càrregues constants). També hi ha pins de sortida per connectar el carregador sense fils en lloc del cable USB, però aquesta opció està dissenyada per al futur.

Pas 4: Elveet Case

Totes les parts de la caixa i el portaimants s’imprimeixen en una impressora 3D.

Tots els fitxers STL són aquí.

Dimensions de la caixa:

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

Pas 5: bobines

Sobre una base rectangular de 5x35 mm d'alçada de 8 mm, enrotllem la bobina amb un fil de 0,2 mm (32 AWG).

Les bobines estan fetes amb un fil de 0,2 mm (32 AWG) sobre una base rectangular. El nombre de voltes és d’aproximadament 1200. L’amplada de tota la bobina no ha de ser superior a 20 mm. Podeu aplicar un cable més gruixut, però per a un convertidor d’augment, aquest serà un mode de funcionament més pesat. Un fil més prim donarà més tensió però el corrent caurà i augmentaran les pèrdues òhmiques.

Després del bobinat, totes les bobines s’han d’embolicar amb cinta de PTFE.

Pas 6: abordeu els ponts de díodes

Es tracta d’un tauler estret per a 12 díodes.

Es troba al costat de les bobines.

Les sortides de cada bobina es connecten als ponts després que la placa es col·loqui a la ranura.

Pas 7: comprovació de les connexions

Per fer-ho, necessiteu una placa prima, que estigui muntada entre 10 i 15 LEDs blancs i un condensador d'aproximadament 2200 microfarades.

Els LED es connecten en paral·lel i es solden al tauler de ponts de díodes.

En moure el conjunt magnètic sobre les bobines, tots els díodes haurien de brillar intensament.

A més, es treu la placa de prova i els passadors de la placa de pont es connecten a la placa convertidora.

Pas 8: Assemblea final

Connectem la bateria i els cables de l’inductor a la placa.

Després, recollim les tapes superior i inferior del dispositiu mitjançant dos cargols.

El dispositiu està a punt per funcionar.

Ara sou completament independent energèticament.