Construïu la vostra pròpia estació de càrrega sense fils: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

L’empresa Apple ha introduït recentment la tecnologia de càrrega sense fils. És una gran notícia per a molts de nosaltres, però, quina tecnologia hi ha darrere? I com funciona la càrrega sense fils? En aquest tutorial, aprendrem com funciona la càrrega sense fils i com construir-ne un. Així que no perdem més temps i comencem el nostre viatge cap a l’èxit! I sóc el teu tutor de 13 anys, Darwin.

Pas 1: Com funciona la càrrega sense fils

Ara anem a veure com funciona la càrrega sense fils. Potser sabreu que el corrent que flueix a través d’un cable crea un camp magnètic, tal com es mostra a la primera imatge. El camp magnètic generat pel cable és molt feble, de manera que podem acabar el cable per formar una bobina i obtenir un camp magnètic més gran, tal com es mostra a la segona imatge.

També al revés, quan hi ha un camp magnètic proper i perpendicular a un cable, el cable captarà el camp magnètic i correrà el corrent, tal com es mostra a la primera imatge.

Ara és possible que hàgiu endevinat com funciona la càrrega sense fils. En la càrrega sense fils, tenim una bobina transmissora que genera camps magnètics. Després tenim una bobina de receptor que capta el camp magnètic i carrega el telèfon.

Pas 2: CA i CC

El corrent altern i el corrent continu són també conceptes bàsics en electrònica.

CC o corrent continu, el corrent flueix d’un nivell de tensió més alt a un nivell de tensió inferior i la direcció del corrent no canvia. Simplement vol dir que si tenim 5 volts i 0 volts (terra), el corrent fluirà des dels 5 volts fins a 0 volts (terra). I la tensió pot canviar sempre que la direcció del flux de corrent no canviï. Com es mostra a la primera imatge.

CA o corrent altern. Tanmateix, com el nom suggeria que té una direcció de flux de corrent alternada, què significa? Vol dir que el flux actual s’inverteix després d’un temps concret. I la velocitat de la inversió del flux de corrent es mesura en Hz (Hz). Per exemple, tenim una tensió de 60Hz CA, tindrem 60 cicles d’inversió de corrent, és a dir, 120 inversions, ja que 1 cicle de CA significa 2 inversions. Com es mostra a la primera imatge.

Aquests són molt importants per al circuit de càrrega sense fils. Hem d’utilitzar corrent altern per conduir la bobina del transmissor, ja que el receptor només pot generar senyal elèctric quan hi ha un camp magnètic altern.

Pas 3: Bobines: Inductància

Ja sabeu com una bobina crea un camp magnètic ara, però anem a aprofundir. La bobina, també coneguda com a inductor, té una inductància. Tots els conductors tenen una inductància, fins i tot un cable.

La inductància es mesura en "Henry" o "H". milliHenry (mH) i microHenry (uH) són la unitat més utilitzada per als inductors. mH és * 10e-3H, i uH és * 10e-6H. Per descomptat, fins i tot es pot reduir fins a nanoHenry (nH) o fins i tot picoHenry (pH), però això no s’utilitza a la majoria dels circuits. I normalment no superem el milliHenry (mH).

Com més gran sigui el nombre de voltes de les bobines, major serà la inductància.

Un inductor resisteix els canvis de flux de corrent. Per exemple, tenim una diferència de tensió aplicada a un inductor. En primer lloc, la bobina no vol deixar fluir el corrent per si mateixa. La tensió continua empenyent el corrent a través de l’inductor, l’inductor va començar a deixar fluir el corrent. Al mateix temps, l’inductor carrega un camp magnètic. Per fi, el corrent pot fluir completament a través de l’inductor i el camp magnètic es carrega completament.

Ara, si de sobte eliminem el subministrament de tensió a l’inductor. L’inductor no vol aturar el flux de corrent, de manera que continua empenyent-lo. Al mateix temps, el camp magnètic va començar a col·lapsar. Amb el pas del temps, el camp magnètic s’esgotarà i no tornarà a fluir cap corrent.

Si construïm una gràfica de tensió i corrent a través de l’inductor veurem el resultat a la segona imatge, la tensió es representa com a "VL" i el corrent es representa amb "I" el corrent es desplaça al voltant de 90 graus a la tensió.

Per fi tenim el diagrama de circuits per a un indcutor (o una bobina), és com quatre mitges circumferències, com es mostra a la tercera imatge. Un inductor no té polaritat, cosa que significa que podeu connectar-lo al vostre circuit de qualsevol manera.

Pas 4: Com llegir un diagrama de circuits

Ara ja sabeu força sobre electrònica. Però abans de construir alguna cosa útil, hem de saber llegir un diagrama de circuits també conegut com a esquema.

Un esquema descriu com es connecten els components entre ells i és molt important ja que us indica com està connectat el circuit i us dóna una idea més clara del que està passant.

La primera imatge és un exemple d’esquema, però hi ha tants símbols que no enteneu. Cada símbol especificat com L1, Q1, R1, R2, etc. és un símbol per a un component elèctric. I hi ha tants símbols per als components com es mostra a la segona imatge.

Les línies que connecten a cada component òbviament connecten un component a un altre, per exemple, a la tercera i quarta imatge, i podem veure un exemple real de com es connecta un circuit basat en un esquema.

El R1, R2, Q1, Q2, L2, etc. de la primera imatge s’anomena prefix, que és com una etiqueta, per donar nom al component. Ho fem perquè és útil quan es tracta de PCB, placa de circuit imprès, soldadura.

El valor 470, 47k, BC548, 9V, etc. de la primera imatge és el valor de cada component.

Pot ser que aquesta no sigui una explicació clara, si voleu més detalls, aneu a aquest lloc web.

Pas 5: el nostre circuit de càrrega sense fils

Aquí teniu l’esquema del nostre disseny de carregador sense fils. Preneu-vos un temps per mirar-ho i començarem la construcció. Versió més clara aquí:

Explicació: en primer lloc, el circuit rep 5 volts del connector X1. A continuació, s’està augmentant la tensió fins a 12 volts per accionar la bobina. El NE555 en combinació amb dos controladors de mosfet ir2110 per crear un senyal d'encesa que s'utilitzarà per conduir els 4 mosfets. Els 4 mosquetes s'encenen i s'apaguen per crear un senyal de corrent altern per accionar la bobina del transmissor.

Podeu anar al lloc web esmentat anteriorment i desplaçar-vos fins a la part inferior per trobar la llista de materials (llista de material) i cercar aquests components, excepte X1 i X2 a lcsc.com. (X1 i X2 són connectors)

Per a X1, és un port micro-usb, de manera que heu de comprar-lo aquí.

Per a X2, en realitat és la bobina del transmissor, de manera que cal comprar-la aquí.

Pas 6: comenceu la compilació

Heu vist l’esquema i comencem la construcció.

En primer lloc, haureu de comprar una taula de tall. Una pissarra és com a la primera imatge. Cadascun dels 5 forats de la placa està connectat entre si, tal com es mostra a la imatge dos. A la imatge tres, tenim 4 rails connectats entre si.

Ara seguiu l'esquema i inicieu la construcció.

Els resultats acabats es mostren a la imatge quatre.

Pas 7: ajust de la freqüència

Ara heu acabat el circuit, però encara voleu ajustar una mica la freqüència de la bobina del transmissor. Podeu fer-ho ajustant el mesurador de potencial R10. Simplement agafeu un cargol i ajusteu el mesurador de potencial.

Podeu agafar una bobina de receptor i connectar-la a un LED amb una resistència. A continuació, col·loqueu la bobina a sobre de la bobina del transmissor tal com es mostra. Comenceu a ajustar la freqüència fins que vegeu que el LED té la màxima brillantor.

Després d'algunes proves i errors, el vostre circuit està sintonitzat. I el circuit és bàsicament complet.

Pas 8: Actualitzeu el vostre circuit

Ara heu acabat el circuit, però podríeu pensar que el circuit està una mica desorganitzat. Per això, podeu actualitzar el vostre circuit i fins i tot convertir-lo en un producte.

En primer lloc, és el circuit en si. En lloc d’utilitzar taulers de suport, aquesta vegada vaig dissenyar i demanar alguns PCB. Que significa taules de circuits impresos. Un PCB és bàsicament una placa de circuit que té connexions per si mateixes, de manera que ja no hi ha cables de pont. Cada component d’un PCB també té el seu propi lloc. Podeu demanar el PCB a JLCPCB per un preu molt baix.

El PCB que vaig dissenyar feia servir components SMD, que són els dispositius de muntatge superficial. El que significa que el component es va soldar directament al PCB. Un altre tipus de components són els components THT, que acabem d’utilitzar, també coneguts com a tecnologia Through Hole Technology. És que el component passa pels forats del PCB o de la nostra placa de circuit. El disseny es mostra a la imatge. Podeu trobar els dissenys aquí.

En segon lloc, podeu imprimir-ne un recinte en 3D, aquí trobareu l'enllaç dels fitxers stl 3D.

Bàsicament, això és tot! Heu creat amb èxit un carregador sense fils. Però sempre comproveu si el vostre telèfon admet la càrrega sense fils. Moltes gràcies per seguir aquest tutorial. Si teniu alguna pregunta, no dubteu a enviar-me un correu electrònic a [email protected]. Google també és un gran ajudant. Adéu.