Eenvoudig draadloos stroomtransmissiecircuit om een ​​led te laten gloeien

Het concept Wireless Electricity Transfer is niet nieuw. Het werd voor het eerst gedemonstreerd door Nikola Tesla in het jaar 1890. Nikola Tesla introduceerde elektrodynamische inductie of resonerende inductieve koppeling door drie gloeilampen op te lichten vanaf een afstand van 18 meter van de stroombron. We hebben ook een Mini Tesla Coil gebouwd om de energie over te brengen.

Wireless Electricity Transfer of WET is een proces om stroom te leveren via een luchtspleet zonder gebruik te maken van draden of fysieke verbindingen. In dit draadloze systeem wekt het zenderapparaat een in de tijd variërend of hoogfrequent elektromagnetisch veld op, dat stroom naar het ontvangende apparaat zendt zonder enige fysieke verbinding. Het ontvangende apparaat onttrekt stroom aan het magnetische veld en levert dit aan elektrische belasting. Om de elektriciteit om te zetten in een elektromagnetisch veld, worden daarom twee spoelen gebruikt als zendspoel en als ontvangerspoel. De zenderspoel wordt gevoed door wisselstroom en wekt een magnetisch veld op, dat verder wordt omgezet in een bruikbare spanning over de ontvangerspoel.

In dit project zullen we een basis draadloos zendcircuit met laag vermogen bouwen om een ​​LED te laten gloeien.

Componenten vereist

1. Transistor BC 549
2. LED
3. Breadboards
4. Sluit de draden aan
5. 1.2k weerstanden
6. Koperdraden
7. 1.5V batterij

Schakelschema

Het schema, voor het draadloos overbrengen van elektriciteit om een ​​LED te laten gloeien, is eenvoudig en is te zien in de onderstaande afbeelding. Het bestaat uit twee delen, de zender en de ontvanger.

Aan de zenderzijde zijn de spoelen over de collector van de transistor 17 geschakeld aan beide zijden. En de ontvanger is geconstrueerd met behulp van drie componenten: transistor, weerstand en een in het midden afgetakte luchtkerninductor of een koperen spoel. Op de ontvangerzijde is een LED aangesloten over de 34 windingen koperen spoel.

Constructie van het draadloze stroomoverbrengingscircuit

Hier is de gebruikte transistor een NPN-transistor, elke standaard NPN-transistor kan hier worden gebruikt, zoals BC547.

De spoel is het cruciale onderdeel bij draadloze energieoverdracht en moet zorgvuldig worden gebouwd. In dit project worden de spoelen gemaakt met koperdraad van 29AWG. De vorming van een centrale spoel wordt gedaan aan de zenderzijde. wordt gebruikt en een cilindrische spoelwikkelaar zoals PVC-buis is vereist om de spoel op te winden.

Voor de zender, wikkel de draad tot 17 slagen, dan de lus voor de middelste kraanverbinding en maak opnieuw 17 windingen van de spoel. En voor de ontvanger, maak een spoelwikkeling van 34 windingen zonder de middelste kraan.

Werking van het draadloze elektriciteitsoverdrachtscircuit

Beide circuits zijn geconstrueerd op het breadboard en worden gevoed door een 1,5V-batterij. Het circuit kan niet worden gebruikt voor een voeding van meer dan 1,5 volt, omdat de transistor kan opwarmen voor overmatige vermogensdissipatie. Voor meer beoordeling zijn echter extra stuurcircuits nodig.

Deze draadloze elektriciteitstransmissie is gebaseerd op de inductieve koppelingstechniek. Het circuit bestaat uit twee delen: zender en ontvanger.

In het zendgedeelte genereert de transistor hoogfrequente wisselstroom over de spoel en de spoel genereert een magnetisch veld eromheen. Als de spoel in het midden is afgetapt, beginnen de twee zijden van de spoel op te laden. Een kant van de spoel is verbonden met de weerstand en een andere kant is verbonden met de collectoraansluiting van de NPN-transistor. Tijdens het opladen begint de basisweerstand te geleiden, waardoor de transistor uiteindelijk wordt ingeschakeld. De transistor ontlaadt vervolgens de inductor terwijl de emitter is verbonden met de aarde. Dit opladen en ontladen van de inductor levert een zeer hoogfrequent oscillatiesignaal op, dat verder als magnetisch veld wordt overgedragen.

Aan de ontvangerzijde wordt dat magnetische veld overgebracht naar de andere spoel, en volgens de inductiewet van Faraday begint de ontvangerspoel EMF-spanning te produceren die verder wordt gebruikt om de LED op te lichten.

Het circuit wordt getest op het breadboard met een LED die over de ontvanger is aangesloten. De gedetailleerde werking van het circuit is te zien in de video aan het einde.

Beperking van het circuit

Dit kleine circuit kan goed werken, maar het heeft een enorme beperking. Dit circuit is niet geschikt om hoog vermogen te leveren en heeft een ingangsspanningsbeperking. De efficiëntie is ook erg slecht. Om deze beperking te omzeilen, kunnen push-pull-topologieën met transistors of MOSFET's worden geconstrueerd. Voor een betere en geoptimaliseerde efficiëntie is het echter beter om de juiste driver-IC's voor draadloze transmissie te gebruiken.

Om de transmissieafstand te verbeteren, windt u de spoel op de juiste manier op en verhoogt u het aantal. van beurten in de spoel.

Toepassingen van draadloze krachtoverbrenging

Wireless Power Transfer (WPT) is een veelbesproken onderwerp in de elektronica-industrie. Deze technologie groeit snel in de markt voor consumentenelektronica voor smartphones en laders.

Er zijn talloze voordelen van WPT. Sommigen van hen worden hieronder uitgelegd:

Ten eerste kan WPT op het gebied van moderne stroomvereisten het traditionele oplaadsysteem elimineren door de bekabelde oplaadoplossingen te vervangen. Alle draagbare consumptiegoederen hebben een eigen oplaadsysteem nodig, draadloze stroomoverdracht kan dit probleem oplossen door een universele draadloze stroomoplossing te bieden voor al die draagbare apparaten. Er zijn al veel apparaten op de markt met ingebouwde draadloze stroomoplossing zoals smartwatch, smartphone etc.

Een ander voordeel van WPT is dat het de ontwerper in staat stelt een volledig waterdicht product te maken. Omdat de draadloze oplaadoplossing de voedingspoort niet nodig heeft, kan het apparaat op een manier worden gemaakt die waterbestendig is.

Het biedt ook een breed scala aan laadoplossingen op een efficiënte manier. De vermogensafgifte varieert tot 200W, met een zeer laag verlies aan vermogensoverdracht.

Een groot voordeel van draadloze krachtoverbrenging is dat de levensduur van het product kan worden verlengd door fysieke schade als gevolg van het plaatsen van de lader tussen de connectoren of de poorten te voorkomen. Meerdere apparaten kunnen vanaf één dock worden opgeladen. Elektronisch voertuig kan ook worden opgeladen met behulp van draadloze stroomoverdracht terwijl de auto geparkeerd staat.

Draadloze energieoverdracht kan enorme toepassingen hebben en veel grote bedrijven zoals Bosch, IKEA en Qi werken aan een aantal futuristische oplossingen met behulp van draadloze krachtoverbrenging.