Étape 1: Principe de fonctionnement
La petite histoire : il s’agit d’un Générateur Cockcroft-Walton , accroché à un transformateur résonnant. Si vous voulez bien perdre quelques minutes avec la théorie détaillée puis charger lecteur intrépide ahead ! Sinon, passez à l’étape suivante.
L’histoire, Eh bien, ce n'est pas beaucoup plus de temps. Prendre une bobine, faire résonner à une fréquence particulière à l’aide d’un condensateur, puis le placer près d’une bobine à l’écoute de la même façon et utiliser le champ magnétique oscillant du premier pour provoquer le second à résonner. Utilisez un habile AC à DC converter et voila, vous avez une méthode de transfert d’énergie sans fil.
Après quelques détective sur internet, je suis allé sur l’élaboration de la première partie, un oscillateur. Diverses méthodes de homebrew ont été utilisés (voir : Wireless Power Instructable) mais n’étaient pas des solutions très bonnes ou seulement temporaires. J’ai utilisé la suggestion sur wikipedia d’utilisant un oscillateur Colpitts. Il s’agit d’une solution décente parce qu’il est mort simple à construire et, surtout, c’est un oscillateur actuel et pas un oscillateur de tension. Dans le courant traversant l’inductance est ce qui génère le champ magnétique, c’est ce qui va conduire les deux bobines.
La deuxième partie est assez facile à comprendre, que les deux bobines. Bien qu’ils n’ont pas à avoir la même taille physique, ils ont besoin résonner à la même fréquence. La combinaison du nombre de tours et de diamètre déterminer l’inductance, et certains condensateurs ont été ajoutés pour obtenir la fréquence correcte. Il devient rusée quand vous entrez dans les détails cependant (et ils obtenir très, très détaillés, donc je ne mets la majorité ici-bas) que vous devez sélectionner le diamètre du fil pour aller avec la quantité de courant traverse la bobine, qui déterminera le montant de la résistance de la bobine, ce qui affectera la viabilité de votre oscillateur. Pour le rendre un peu facile, aller avec 24AWG enamled fil d’aimant.
Maintenant, vous aurez à choisir une fréquence arbitraire some-ce que pour votre circuit. J’ai décidé d’aller avec 80KHz, c’est arrivé à être un gentil moyen terme entre facilité et efficacité. Ensuite vous choisissez une valeur de condensateur qui est couramment disponible, j’ai pris 150nF. Il a fallu du temps pour choisir car vous avez besoin pour obtenir une inductance qui se trouve dans le Royaume d’être peinte à la main. À l’aide de l’équation :
fréquence = 1 / (2 * pi * sqrt (inductance * capacitance/2)) (à partir l’oscillateur Colpitts)
Nous utilisons les valeurs de condensateur et de la fréquence pour essayer d’obtenir l’inductance dans et autour de 20uH à 70uH. Inducteurs de air-noyau autour de ces valeurs sont faciles à faire. J’ai utilisé une valeur de 53uH, à partir duquel calculer :
FREQ = 80k
Cap = 150nF
FREQ = 1 / (2 * pi * sqrt (ind * cap/2))
FREQ * 2 * pi * sqrt (ind * cap/2) = 1
IND * cap/2 = (1 / (freq * 2 * pi)) ^ 2
IND = (1 / (freq * 2 * pi)) ^ 2 / (cap/2)
IND = (1 / (80 k * 2 * pi)) ^ 2 / (150nF/2)
IND = 52.77uH
D’ici, vous devez utiliser cette pratique calculatrice inducteur pour essayer de comprendre quel diamètre et le nombre de tours sont nécessaires. J’ai utilisé des valeurs de ~ 22 tours à 6cm de diamètre, d’une longueur arbitraire autour de 4-5 fois le diamètre de fil pour le secondaire et ~ 13 tours à ~ 15cm de diamètre pour le primaire. Ces valeurs seront votre POINT de départ seulement. Vous devez expérimenter pour l’obtenir droite (couverts dans les prochaines étapes du couple).
Notez que vous utilisez le même inductance et capacitance pour les deux bobines résonnants, il s’agit donc c’est facile à régler. Ne pas devenir fou avec différents inductances et capacitances ou bien vous ne l’obtiendrez pas à travailler.
OK, la dernière partie de cette photo est l’AC à DC converter. C’est ce qui façonneront l’AC reçu dans quelque chose que nous pouvons utiliser pour charger un condensateur ou une batterie à une tension utilisable. J’ai utilisé un Générateur CW ici à bon escient ; Cela m’a permis de régler la bobine esclave pour produire exactement la tension d’alimentation sans dépasser la tension de charge. J’ai déterminé (par l’expérimentation) qu’un générateur de deux étages serait suffisant, et qui sera généralement très bien lorsque vous essayez de générer ~ 5V. Pour les condensateurs, j’ai choisi arbitrairement 2.2UF casquettes, et pour les diodes, j’ai choisi un joli Schottky diode array avec une très faible 0.38V avant la chute de tension. Le P/N est BAS40TW-TP, mais ce sont de très petites pièces donc vous aurez probablement à commander des diodes schottky individuels pour celui-ci. Il suffit d’utiliser ceux avec une faible chute de tension et une faible inverser le courant de fuite.
Bien! Assez de cette théorie prolixe et information de fond, nous allons faire les bonnes choses réelles !
