إلفيت. شاحن باور بانك الحركي: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

ذات مرة كنت في رحلة وواجهت مشكلة في إعادة شحن أجهزتي. سافرت لفترة طويلة في الحافلة ، ولم تتح لي الفرصة لشحن هاتفي وعرفت أنني سأفقد الاتصال قريبًا.

لذلك جاءت فكرة إنشاء شاحن حركي لا يعتمد على منفذ الطاقة.

إذا كنت بحاجة إلى إعادة شحن أداتك في رحلة أو نزهة أو على الشاطئ أو في وسائل النقل ، فستساعدك Elveet. يمكنك فقط هز Elveet أو وضعها في حقيبتك (حقيبة الظهر) والذهاب إلى العمل (الذهاب للمشي لمسافات طويلة ، إلى الشاطئ ، إلى الجبال ، إلخ). الجهاز يشحن عندما تتحرك.

Elveet هو شاحن حركي. يعتمد مبدأ تشغيل Elveet على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

الخطوة 1: مكونات Elveet

1. يتكون الحث من صفيف هالباخ 9 مغناطيسي وثلاث ملفات.

2. يحتوي ثنائي الفينيل متعدد الكلور على محول تصاعدي 200 مللي أمبير ، وشاحن بطارية ، ومحول تصعيد للبطارية 5 فولت 2 أمبير.

3. بطارية ليثيوم بوليمر 2800 مللي أمبير.

4. العلبة تتكون من 4 أجزاء ومصنوعة من طابعة ثلاثية الأبعاد.

تم إنشاء المشروع بأكمله في Fusion 360

الخطوة 2: Elveet Inductor

يحول المحرِّض الطاقة الحركية لحركتك إلى تيار كهربائي. كفاءة المحرِّض هي أهم معلمة. تعتمد كمية الطاقة المتراكمة في البطارية الداخلية على كفاءة المحرِّض.

يتكون الحث من ثلاث ملفات ، مصفوفة هالباخ المغناطيسية ، وثلاثة جسور ديود ، ومجال عمل الملف هو الجزء الذي تمر فوقه أقطاب المغناطيس ، أي كلما زاد طول هذا الجزء ، زادت الطاقة التي يمكننا الحصول عليها.

علاوة على ذلك ، يتم توصيل مخرجات كل ملف بجسر الصمام الثنائي ، أي أن الملفات مستقلة في الجهد. ويتم تلخيص تيار الملفات الثلاثة بعد جسور الصمام الثنائي. تستخدم جسور الصمام الثنائي صمامات شوتكي ذات الجهد الأمامي المنخفض للغاية PMEG4010 التي تنتجها Nexperia. هذه هي أفضل الثنائيات لمثل هذه التطبيقات ولا أوصي بتغييرها للآخرين.

تركّز مصفوفة Halbach المغناطيسية المجال المغناطيسي على جانب واحد. على الجانب الآخر ، فإن المجال المغناطيسي ضعيف جدًا.

تتطلب مصفوفة Halbach ضعف عدد المغناطيسات الدائمة تقريبًا ولكن كفاءة مجموعة Halbach عالية جدًا.

تمر المصفوفة المغناطيسية على جزأين من كل ملف ودائمًا ما تمر الأقطاب فوق أجزاء مختلفة. نظرًا لأن الملفات مستقلة كهربائيًا بسبب جسور الصمام الثنائي ، يتم استبعاد تأثيرها على بعضها البعض.

يستخدم المحث مجموعة من 9 مغناطيس نيوديميوم 5X5X30mm N42. يتم استخدام مغناطيسين آخرين 2X4X30 N42 كنوابض.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

تعتمد كفاءة المحرِّض على معدل تغير المجال المغناطيسي. لهذا ، يتم زيادة مسار التجمع المغناطيسي. وبالتالي ، فإن معدل تغير المجال المغناطيسي يزداد بشكل كبير بسبب التسارع الكبير للتجمع المغناطيسي أثناء الحركة.

هذا المحرِّض أكثر كفاءة من المحرِّض بمغناطيس أسطواني في مركز الملف. يحتوي المحث الأسطواني على الجزء العلوي والسفلي من المغناطيس فقط. لا يعمل الجزء الأوسط من المغناطيس الأسطواني تقريبًا في الجيل الحالي. لذلك ، كفاءتها منخفضة.

يحتوي ملف الحث Elveet على نظام مغناطيسي رباعي الأقطاب يتم توجيهه بشكل عمودي بشكل صارم على أسلاك الملفات.

بعد جسور الصمام الثنائي ، يتم تلخيص تيار الملفات وتغذية المحول ولوحة الشاحن.

الخطوة 3: Elveet PCB

الدائرة وجميع مكونات الألواح وتتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية:

1. تصعيد 200mA محول مغو الحالي. يتم استخدام الرقاقة NCP1402.

إنه محول دفع يعمل من 0.8 فولت ويعطي جهدًا ثابتًا يبلغ 5 فولت وتيار يصل إلى 200 مللي أمبير. تتمثل مهمة هذه الشريحة في توفير جهد مريح لشحن البطارية.

2. رقاقة جهاز الشحن STC4054

تستقبل هذه الشريحة 5 فولت من المحث أو من مصدر خارجي (عبر micro-USB) وتشحن بطارية ليثيوم بوليمر بسعة 2800 مللي أمبير. يتم فصل تيار المحرِّض والتيار من المصدر الخارجي عن طريق ثنائيات شوتكي.

أيضًا ، يسمح الزوج الثاني من ثنائيات Schottky لـ Elveet بالعمل كمصدر طاقة غير منقطع ، أي يمكنك شحن Elveet واستقبال التيار منه لأجهزتك في نفس الوقت.

3. محول الإخراج تصعيد. إنه يعزز جهد البطارية إلى 5 فولت ويوفر تيارًا يصل إلى 2 أمبير لتشغيل الأدوات. في هذه الحالة ، تعمل شريحة LM2623.

من الميزات الجيدة لـ LM2623 ترانزستور داخلي عالي الطاقة وتيار خرج يصل إلى 2 أمبير مع تموج جهد الخرج المنخفض. يتم تغذية جهد الخرج إلى موصل USB قياسي.

بالإضافة إلى هذه الأجزاء ، تحتوي اللوحة على مفتاح تحميل حساس للمس (على سبيل المثال مصباح متنقل قوي أو أحمال ثابتة أخرى). هناك أيضًا دبابيس إخراج لتوصيل الشاحن اللاسلكي بدلاً من كبل USB ، ولكن هذا الخيار مصمم للمستقبل.

الخطوة 4: حقيبة Elveet

تتم طباعة جميع أجزاء العلبة وحامل المغناطيس على طابعة ثلاثية الأبعاد.

جميع ملفات STL هنا.

أبعاد الهيكل:

18-54-133 ملم (5 ، 24-2 ، 13-0 ، 728 بوصة)

الخطوة 5: اللفائف

على قاعدة مستطيلة 5x35 مم بارتفاع 8 مم ، نقوم بلف الملف بسلك 32 AWG (0.2 مم).

تصنع الملفات بسلك 32 AWG (0.2 مم) على قاعدة مستطيلة. يبلغ عدد اللفات 1200 تقريبًا ، ويجب ألا يزيد عرض الملف بالكامل عن 20 مم. يمكنك تطبيق سلك أكثر سمكًا ، ولكن بالنسبة لمحول التعزيز ، سيكون هذا وضع تشغيل أثقل. سيعطي السلك الرقيق جهدًا أكبر ولكن التيار سينخفض وستزداد الخسائر الأومية.

بعد اللف ، يجب لف جميع الملفات بشريط PTFE.

الخطوة 6: جسور المجلس الثنائي

هذه لوحة ضيقة تتسع لـ 12 صمامًا ثنائيًا.

يقع بجوار الملفات.

يتم توصيل مخرجات كل ملف بالجسور بعد وضع اللوحة في الأخدود.

الخطوة 7: فحص التوصيلات

للقيام بذلك ، تحتاج إلى لوحة رفيعة ، والتي يتم تركيبها من 10 إلى 15 مصباحًا أبيض اللون ومكثفًا واحدًا تقريبًا يبلغ 2200 ميكروفاراد.

يتم توصيل مصابيح LED بالتوازي ولحامها بلوحة جسور الصمام الثنائي.

عند تحريك التجميع المغناطيسي فوق الملفات ، يجب أن تتألق جميع الثنائيات بشكل ساطع.

علاوة على ذلك ، تتم إزالة لوحة الاختبار وتوصيل دبابيس لوحة الجسر بلوحة المحول.

الخطوة 8: التجميع النهائي

نقوم بتوصيل أسلاك البطارية والمحث باللوحة.

بعد ذلك ، نقوم بتجميع الغطاءين العلوي والسفلي للجهاز باستخدام مسامير ملولبة.

الجهاز جاهز للعمل.

أنت الآن مستقل تمامًا!