دائرة بسيطة لنقل الطاقة اللاسلكية لتوهج الصمام

و نقل الكهرباء اللاسلكية المفهوم ليس جديدا. تم عرضه لأول مرة من قبل نيكولا تيسلا في عام 1890. قدم نيكولا تيسلا الحث الديناميكي الكهربائي أو الاقتران الاستقرائي الرنان عن طريق إضاءة ثلاث مصابيح كهربائية من مسافة 60 قدمًا من مصدر الطاقة. لقد قمنا أيضًا ببناء Mini Tesla Coil لنقل الطاقة.

التحويل اللاسلكي للكهرباء أو WET هو عملية لتزويد الطاقة من خلال فجوة هوائية دون استخدام أي أسلاك أو رابط مادي. في هذا النظام اللاسلكي ، يولد جهاز الإرسال مجالًا كهرومغناطيسيًا متغيرًا بمرور الوقت أو عالي التردد ، والذي ينقل الطاقة إلى جهاز الاستقبال دون أي اتصال مادي. يستخرج جهاز الاستقبال الطاقة من المجال المغناطيسي ويزودها بالحمل الكهربائي. لذلك ، لتحويل الكهرباء إلى مجال كهرومغناطيسي ، يتم استخدام ملفين كملف إرسال وملف جهاز استقبال. يتم تشغيل ملف الإرسال بالتيار المتردد ويخلق مجالًا مغناطيسيًا ، والذي يتم تحويله أيضًا إلى جهد قابل للاستخدام عبر ملف المستقبل.

في هذا المشروع ، سنبني دائرة إرسال لاسلكية أساسية منخفضة الطاقة لتوهج مصباح LED.

المكونات مطلوبة

1. الترانزستور BC 549
2. يؤدى
3. الألواح
4. ربط الأسلاك
5. 1.2 كيلو مقاومات
6. سلك نحاس
7. بطارية 1.5 فولت

مخطط الرسم البياني

تعتبر المخططات الخاصة بنقل الكهرباء لاسلكيًا لتوهج مصباح LED بسيطة ويمكن رؤيتها في الصورة أدناه ، فهي تتكون من جزأين ، جهاز الإرسال والاستقبال.

في جانب المرسل ، يتم توصيل الملفات عبر مجمع الترانزستور ، 17 لفة على كلا الجانبين. ويتم إنشاء جهاز الاستقبال باستخدام ثلاثة مكونات - ترانزستور ، ومقاوم ، ومحث مركزي لقلب الهواء أو ملف نحاسي. يحتوي جانب جهاز الاستقبال على مؤشر LED متصل عبر الملف النحاسي البالغ 34 لفة.

بناء دائرة نقل الطاقة اللاسلكية

هنا الترانزستور المستخدم هو NPN Transistor ، يمكن استخدام أي ترانزستور NPN أساسي هنا مثل BC547.

الملف هو الجزء الأساسي في نقل الطاقة اللاسلكية ويجب أن يتم بناؤه بعناية. في هذا المشروع ، يتم تصنيع الملفات باستخدام الأسلاك النحاسية 29AWG. يتم تشكيل الملف الملتوي في المركز على جانب المرسل. يستخدم ولفائف أسطوانية مثل الأنابيب البلاستيكية مطلوبة لتصفية الملف.

بالنسبة لجهاز الإرسال ، قم بلف السلك حتى 17 دورة ، ثم الحلقة الخاصة بوصلة الصنبور المركزية وقم مرة أخرى بعمل 17 لفة من الملف. وبالنسبة لجهاز الاستقبال ، قم بعمل 34 لفة من لفائف الملف دون صنبور المركز.

عمل دائرة تحويل الكهرباء اللاسلكية

تم إنشاء كلتا الدائرتين على اللوح وتشغيلهما باستخدام بطارية 1.5 فولت. لا يمكن استخدام الدائرة لأكثر من 1.5 فولت من مصدر الطاقة لأن الترانزستور قد يسخن لتبديد الطاقة المفرط. ومع ذلك ، لمزيد من التصنيف ، هناك حاجة إلى دوائر قيادة إضافية.

يعتمد نقل الكهرباء اللاسلكي على تقنية الاقتران الاستقرائي. تتكون الدائرة من جزأين - المرسل والمستقبل.

في قسم جهاز الإرسال ، يقوم الترانزستور بتوليد تيار متردد عالي التردد عبر الملف ويقوم الملف بتوليد مجال مغناطيسي حوله. عندما يكون الملف في المنتصف ، يبدأ جانبي الملف في الشحن. يتم توصيل جانب واحد من الملف بالمقاوم وجانب آخر متصل بمحطة تجميع ترانزستور NPN. أثناء حالة الشحن ، يبدأ المقاوم الأساسي في التشغيل والذي بدوره يقوم في النهاية بتشغيل الترانزستور. يقوم الترانزستور بعد ذلك بتفريغ المحرِّض أثناء توصيل الباعث بالأرض. ينتج عن هذا الشحن والتفريغ للمحث إشارة تذبذب عالية التردد تنتقل أيضًا كمجال مغناطيسي.

على جانب المستقبِل ، يتم نقل هذا المجال المغناطيسي إلى الملف الآخر ، وبموجب قانون فاراداي للحث ، يبدأ ملف المستقبِل في إنتاج جهد كهرومغناطيسي يستخدم بشكل أكبر لإضاءة مؤشر LED.

يتم اختبار الدائرة على اللوح باستخدام مصباح LED متصل عبر جهاز الاستقبال. يمكن رؤية العمل التفصيلي للدائرة في الفيديو المقدم في النهاية.

حدود الدائرة

يمكن أن تعمل هذه الدائرة الصغيرة بشكل صحيح ولكن لها قيود كبيرة. هذه الدائرة ليست مناسبة لتوصيل طاقة عالية ولديها قيود على جهد الدخل. الكفاءة أيضا رديئة جدا. للتغلب على هذا القيد ، يمكن بناء طبولوجيا الدفع والسحب باستخدام الترانزستورات أو MOSFETs. ومع ذلك ، من أجل كفاءة أفضل ومحسّنة ، من الأفضل استخدام الدوائر المتكاملة المناسبة لسائق النقل اللاسلكي.

لتحسين مسافة النقل ، قم بلف الملف بشكل صحيح وقم بزيادة الرقم. من المنعطفات في الملف.

تطبيقات نقل الطاقة اللاسلكية

يعتبر نقل الطاقة اللاسلكية (WPT) موضوعًا نوقش على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات. تنمو هذه التكنولوجيا بسرعة في سوق الإلكترونيات الاستهلاكية للهواتف الذكية وأجهزة الشحن.

هناك فوائد لا حصر لها من WPT. بعضها موضح أدناه:

أولاً ، في مجال متطلبات الطاقة الحديثة ، يمكن لـ WPT القضاء على نظام الشحن التقليدي عن طريق استبدال حلول الشحن السلكية. تتطلب أي سلع استهلاكية محمولة نظام الشحن الخاص بها ، ويمكن لنقل الطاقة لاسلكيًا حل هذه المشكلة من خلال توفير حل طاقة لاسلكي عالمي لجميع هذه الأجهزة المحمولة. يوجد بالفعل العديد من الأجهزة المتاحة في السوق مع حل طاقة لاسلكي مدمج مثل الساعة الذكية والهاتف الذكي وما إلى ذلك.

فائدة أخرى لـ WPT هي أنه يسمح للمصمم بصنع منتج مقاوم للماء تمامًا. نظرًا لأن حل الشحن اللاسلكي لا يحتاج إلى منفذ طاقة لذلك يمكن تصنيع الجهاز بطريقة مقاومة للماء.

كما تقدم مجموعة واسعة من حلول الشحن بطريقة فعالة. يتراوح توصيل الطاقة حتى 200 وات ، مع فقدان منخفض جدًا لنقل الطاقة.

تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية لنقل الطاقة اللاسلكية في إمكانية زيادة عمر المنتج عن طريق منع الأضرار المادية الناتجة عن إدخال الشاحن عبر الموصلات أو المنافذ. يمكن شحن أجهزة متعددة من رصيف واحد. يمكن أيضًا شحن السيارة الإلكترونية باستخدام نقل الطاقة اللاسلكي أثناء وقوف السيارة.

يمكن أن يكون لنقل الطاقة اللاسلكية تطبيقات ضخمة والعديد من الشركات الكبرى مثل Bosch و IKEA و Qi تعمل على بعض الحلول المستقبلية باستخدام نقل الطاقة اللاسلكي.