قم ببناء محطة الشحن اللاسلكية الخاصة بك: 8 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:54

طرحت شركة Apple مؤخرًا تقنية الشحن اللاسلكي. إنها أخبار رائعة للكثير منا ، ولكن ما هي التكنولوجيا التي تقف وراءها؟ وكيف يعمل الشحن اللاسلكي؟ في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نتعلم كيف يعمل الشحن اللاسلكي ، وكيف نبني بالفعل واحدًا بأنفسنا! لذلك دعونا لا نضيع الوقت بعد الآن ، ونبدأ رحلتنا نحو النجاح! وأنا مدرسك البالغ من العمر 13 عامًا ، داروين!

الخطوة 1: كيف يعمل الشحن اللاسلكي

الآن دعنا نرى كيف يعمل الشحن اللاسلكي. قد تعلم أن التيار المتدفق عبر سلك يخلق مجالًا مغناطيسيًا ، كما هو موضح في الصورة الأولى. المجال المغناطيسي الذي يولده السلك ضعيف جدًا ، لذا يمكننا لف السلك لتشكيل ملف ، والحصول على مجال مغناطيسي أكبر ، كما هو موضح في الصورة الثانية.

في الاتجاه المعاكس أيضًا ، عندما يكون هناك مجال مغناطيسي قريب ومتعامد على السلك ، يلتقط السلك المجال المغناطيسي ويتدفق التيار ، كما هو موضح في الصورة الأولى.

الآن ربما تكون قد خمنت كيف يعمل الشحن اللاسلكي. في الشحن اللاسلكي ، لدينا ملف إرسال يولد مجالات مغناطيسية. ثم لدينا ملف استقبال يلتقط المجال المغناطيسي ويشحن الهاتف.

الخطوة 2: التيار المتردد والتيار المستمر

التيار المتردد والتيار المستمر المعروفان أيضًا باسم التيار المتناوب والتيار المباشر ، هما مفهومان أساسيان للغاية في الإلكترونيات.

التيار المباشر ، أو التيار المباشر ، يتدفق التيار من مستوى جهد أعلى إلى مستوى جهد أقل ، ولا يتغير اتجاه التيار. هذا يعني ببساطة أنه إذا كان لدينا 5 فولت و 0 فولت (أرضي) ، فسوف يتدفق التيار من 5 فولت إلى 0 فولت (أرضي). ويمكن أن يتغير الجهد طالما أن اتجاه التدفق الحالي لا يتغير. كما هو موضح في الصورة الأولى.

التيار المتردد أو التيار المتردد. ولكن كما يوحي الاسم أن لها اتجاهًا متناوبًا لتدفق التيار ، فماذا يعني ذلك؟ هذا يعني أن التدفق الحالي ينعكس بعد وقت محدد. ويتم قياس معدل انعكاس التدفق الحالي بوحدة هرتز (هرتز). على سبيل المثال ، لدينا جهد تيار متردد 60 هرتز ، سيكون لدينا 60 دورة من الانعكاسات الحالية ، مما يعني 120 انعكاسًا ، لأن دورة واحدة من التيار المتردد تعني انعكاسين. كما هو موضح في الصورة الأولى.

هذه مهمة جدًا لدائرة الشحن اللاسلكي. نحتاج إلى استخدام التيار المتردد لتشغيل ملف الإرسال ، حيث لا يمكن للمستقبل توليد إشارة كهربائية إلا عندما يكون هناك مجال مغناطيسي متناوب.

الخطوة 3: الملفات: الحث

أنت تعرف كيف يخلق الملف مجالًا مغناطيسيًا الآن ، لكننا سنحفر بشكل أعمق. الملف ، المعروف أيضًا باسم الحث ، له محاثة. كل موصل لديه محاثة ، حتى سلك!

يتم قياس الحث في "Henry" أو "H". تعد milliHenry (mH) و microHenry (uH) أكثر الوحدات استخدامًا للمحثات. mH هي * 10e-3H ، و uH هي * 10e-6H. بالطبع ، يمكنك حتى الانتقال إلى nanoHenry (nH) أو حتى picoHenry (pH) ، لكن هذا لا يستخدم في معظم الدوائر. ونحن عادة لا نذهب أعلى من ميلي هنري (م ه).

كلما زاد عدد لفات الملفات ، زاد المحاثة.

مغو يقاوم التغيرات في تدفق التيار. على سبيل المثال ، لدينا فرق الجهد المطبق على مغو. أولاً ، لا يريد الملف أن يترك التيار يتدفق من خلال نفسه. يستمر الجهد في دفع التيار عبر المحرِّض ، وبدأ المحرِّض يسمح بتدفق التيار. في نفس الوقت ، يقوم الحث بشحن المجال المغناطيسي. أخيرًا ، يمكن أن يتدفق التيار تمامًا عبر المحرِّض ويتم شحن المجال المغناطيسي بالكامل.

الآن ، إذا قمنا فجأة بإزالة إمداد الجهد للمحث. لا يريد المحرِّض إيقاف تدفق التيار ، لذلك يستمر في دفع التيار خلاله. في الوقت نفسه ، بدأ المجال المغناطيسي في الانهيار. بمرور الوقت ، سيتم استخدام المجال المغناطيسي ولن يتدفق أي تيار مرة أخرى.

إذا قمنا ببناء رسم بياني للجهد والتيار من خلال المحرِّض ، فسنرى النتيجة في الصورة الثانية ، يتم تمثيل الجهد على أنه "VL" ويتم تمثيل التيار بـ "I" ، حيث يتم إزاحة التيار حوالي 90 درجة إلى الجهد.

أخيرًا لدينا مخطط الدائرة لمؤشر (أو ملف) ، يشبه أربعة أنصاف دوائر ، كما هو موضح في الصورة الثالثة. لا يوجد قطبية في المحرِّض ، مما يعني أنه يمكنك توصيله بدارتك بأي شكل من الأشكال.

الخطوة 4: كيفية قراءة مخطط الدائرة

الآن أنت تعرف الكثير عن الإلكترونيات. ولكن قبل أن نبني شيئًا مفيدًا ، علينا أن نعرف كيف نقرأ مخططًا للدائرة يُعرف أيضًا بالتخطيطي.

تصف المخططات كيفية اتصال المكونات ببعضها البعض ، وهي مهمة جدًا لأنها تخبرك بكيفية توصيل الدائرة وتعطيك فكرة أوضح عما يحدث.

الصورة الأولى هي مثال للتخطيط ، ولكن هناك العديد من الرموز التي لا تفهمها. كل رمز محدد مثل L1 و Q1 و R1 و R2 وما إلى ذلك هو رمز لمكون كهربائي. وهناك العديد من الرموز للمكونات تمامًا كما هو موضح في الصورة الثانية.

من الواضح أن الخطوط التي تربط كل مكون تربط أحد المكونات بآخر ، على سبيل المثال ، في الصورة الثالثة والرابعة ، ويمكننا أن نرى مثالًا حقيقيًا لكيفية توصيل الدائرة بناءً على التخطيطي.

تسمى R1 و R2 و Q1 و Q2 و L2 وما إلى ذلك في الصورة الأولى البادئة ، والتي تشبه تمامًا التسمية ، لإعطاء المكون اسمًا. نقوم بذلك لأنه سهل الاستخدام عندما يتعلق الأمر بـ PCB ولوحة الدوائر المطبوعة واللحام.

470، 47k، BC548، 9V إلخ في الصورة الأولى هي قيمة كل مكون.

قد لا يكون هذا تفسيرًا واضحًا ، إذا كنت تريد المزيد من التفاصيل ، فانتقل إلى هذا الموقع.

الخطوة 5: دائرة الشحن اللاسلكي الخاصة بنا

إذن ، هذا هو التخطيطي لتصميمنا للشاحن اللاسلكي. خذ بعض الوقت للنظر في الأمر وسنبدأ في البناء! نسخة أوضح هنا:

التفسير: أولاً ، تستقبل الدائرة 5 فولت من موصل X1. ثم يتم تصعيد الجهد حتى 12 فولت لقيادة الملف. NE555 مع اثنين من برامج تشغيل mosfet ir2110 لإنشاء إشارة إيقاف التشغيل والتي سيتم استخدامها لقيادة 4 mosfet. يتم تشغيل 4 mosfets وإيقاف تشغيله لإنشاء إشارة AC لتشغيل ملف جهاز الإرسال.

يمكنك الانتقال إلى موقع الويب المدرج أعلاه والتمرير إلى أسفل للعثور على BOM (قائمة المواد) ، والبحث عن هذه المكونات باستثناء X1 و X2 في lcsc.com. (X1 و X2 موصلات)

بالنسبة إلى X1 ، فهو منفذ micro-USB ، لذلك تحتاج إلى شرائه من هنا.

بالنسبة إلى X2 ، فهو في الواقع ملف جهاز الإرسال ، لذلك تحتاج إلى شرائه من هنا.

الخطوة 6: ابدأ البناء

لقد رأيت التخطيطي ، ودعنا نبدأ البناء.

أولاً ، ستحتاج إلى شراء بعض الألواح. لوح التجارب مثل الصورة الأولى. كل 5 فتحات من اللوح متصلة ببعضها البعض ، كما هو موضح في الصورة الثانية. في الصورة الثالثة ، لدينا 4 قضبان متصلة ببعضها البعض.

الآن اتبع التخطيطي وابدأ البناء!

النتائج النهائية في الصورة الرابعة.

الخطوة 7: ضبط التردد

لقد انتهيت الآن من الدائرة ، لكنك ما زلت ترغب في ضبط تردد ملف جهاز الإرسال قليلاً. يمكنك القيام بذلك عن طريق ضبط مقياس الجهد R10. ببساطة خذ المسمار واضبط مقياس الجهد.

يمكنك أن تأخذ ملف استقبال وتوصيله بمصباح LED بمقاوم. ثم ضع الملف أعلى ملف جهاز الإرسال كما هو موضح. ابدأ في ضبط التردد حتى ترى أن مؤشر LED في أقصى سطوع له.

بعد بعض التجارب والخطأ ، تم ضبط دائرتك! والدائرة كاملة بشكل أساسي.

الخطوة 8: ترقية دائرتك

الآن ، انتهيت من دائرتك ، لكن قد تعتقد أن الدائرة غير منظمة بعض الشيء. لهذا السبب يمكنك ترقية دائرتك ، وحتى تحويلها إلى منتج!

أولاً ، إنها الدائرة نفسها. بدلاً من استخدام اللوح ، هذه المرة صممت وطلبت بعض مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. والتي تعني لوحات الدوائر المطبوعة. ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو في الأساس لوحة دائرة كهربائية لها وصلات على نفسها ، لذلك لا مزيد من أسلاك التوصيل. كل مكون على ثنائي الفينيل متعدد الكلور له أيضًا مكانه الخاص. يمكنك طلب PCB من JLCPCB بسعر منخفض جدًا.

كان ثنائي الفينيل متعدد الكلور الذي صممته يستخدم مكونات SMD ، وهي أجهزة Surface Mount. مما يعني أن المكون كان ملحومًا مباشرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. نوع آخر من المكونات هو مكونات THT ، والتي استخدمناها جميعًا للتو ، والمعروفة أيضًا باسم من خلال تقنية الفتحة ، وهو أن المكون يمر عبر فتحات PCB أو لوحة الدوائر الخاصة بنا. يظهر التصميم في الصورة. يمكنك أن تجد التصاميم هنا.

ثانيًا ، يمكنك طباعة غلاف ثلاثي الأبعاد له ، رابط ملفات stl ثلاثية الأبعاد موجود هنا.

هذا في الأساس! لقد نجحت في بناء شاحن لاسلكي! لكن تحقق دائمًا مما إذا كان هاتفك يدعم الشحن اللاسلكي. شكرا جزيلا لاتباعك هذا البرنامج التعليمي! إذا كان هناك أي سؤال ، فلا تتردد في مراسلتي عبر البريد الإلكتروني على [email protected]. جوجل هو أيضا مساعد كبير! وداعا.