Elveet. Powerbank pentru încărcător cinetic: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Odată ce am fost într-o călătorie și am avut o problemă cu reîncărcarea gadgeturilor mele. Am călătorit mult timp în autobuz, nu am avut ocazia să îmi încarc telefonul și știam că voi fi în curând fără comunicare.

Așa a venit ideea de a crea un încărcător cinetic, care nu va depinde de priză.

Dacă trebuie să vă reîncărcați gadgetul într-o excursie, drumeție, pe plajă sau în transport, atunci Elveet vă va ajuta. Puteți doar să scuturați Elveet sau să îl puneți în geantă (rucsac) și să mergeți la serviciu (să faceți drumeții, la plajă, la munte etc.). Dispozitivul se încarcă când vă deplasați.

Elveet este un încărcător cinetic. Principiul de funcționare Elveet se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice

Pasul 1: Părți componente ale Elveet

1. Inductorul este format dintr-o matrice Halbach cu 9 magnete și trei bobine.

2. PCB-ul conține un convertor de 200 mA cu inductor, un încărcător de baterii și un convertor de creștere a bateriei de ieșire 5V 2A.

3. Bateria litiu-polimer 2800 mAh.

4. Carcasa este formată din 4 părți și este realizată cu imprimantă 3D.

Întregul proiect este creat în Fusion 360

Pasul 2: Elveet Inductor

Inductorul transformă energia cinetică a mișcării tale într-un curent electric. Eficiența inductorului este cel mai important parametru. Cantitatea de energie acumulată în bateria internă depinde de eficiența inductorului.

Inductorul este format din trei bobine, o matrice magnetică Halbach și trei punți cu diode. Câmpul de lucru al bobinei este partea deasupra căreia trec polii magneților, adică cu cât este mai lungă această parte, cu atât putem obține mai multă energie..

Mai mult, ieșirile fiecărei bobine sunt conectate la puntea diodei, adică bobinele sunt independente în tensiune. Iar curentul celor trei bobine se rezumă după punțile diodelor. Podurile cu diode utilizează diode Schottky cu o tensiune foarte mică înainte PMEG4010 produsă de Nexperia. Acestea sunt cele mai bune diode pentru astfel de aplicații și nu recomand să le schimbați la altele.

Matricea magnetică Halbach concentrează câmpul magnetic pe o parte. Pe de altă parte, câmpul magnetic este foarte slab.

Rețeaua Halbach necesită aproape dublul numărului de magneți permanenți, dar eficiența ansamblului Halbach este foarte mare.

Rețeaua magnetică trece peste două părți ale fiecărei bobine și întotdeauna stâlpii trec peste părți diferite. Deoarece bobinele sunt independente din punct de vedere electric datorită punților cu diode, influența lor reciproc este exclusă.

Inductorul folosește un ansamblu de 9 magneți de neodim 5X5X30mm N42. Alți doi magneți 2X4X30 N42 sunt folosiți ca arcuri.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Eficiența inductorului depinde de rata de schimbare a câmpului magnetic. Pentru aceasta, calea ansamblului magnetic este mărită. Astfel, rata de schimbare a câmpului magnetic este crescută substanțial datorită accelerației mari a ansamblului magnetic în timpul mișcării.

Acest inductor este mult mai eficient decât un inductor cu magnet cilindric în centrul bobinei. Inductorul cilindric are doar partea de lucru superioară și inferioară a magnetului. Partea de mijloc a magnetului cilindric aproape nu funcționează în generația actuală. Prin urmare, eficiența sa este scăzută.

Inductorul Elveet are un sistem magnetic cu 4 poli care este direcționat strict perpendicular pe firele bobinelor.

După punțile diodei, curentul bobinelor este însumat și alimentat către convertor și placa încărcătorului.

Pasul 3: Elveet PCB

Circuitul și toate componentele plăcilor. Acesta conține trei părți principale:

1. Curent inductor convertor 200mA intensificat. Se folosește cipul NCP1402.

Este un convertor boost care funcționează de la 0,8 volți și oferă o tensiune fixă de 5 volți și un curent de până la 200 mA. Sarcina acestui cip este de a oferi o tensiune confortabilă pentru încărcarea bateriei.

2. Încărcați cipul dispozitivului STC4054

Acest cip primește 5 volți de la inductor sau de la o sursă externă (prin micro-USB) și încarcă o baterie litiu-polimer cu o capacitate de 2800 mA. Curentul inductor și curentul de la sursa externă sunt decuplate prin diode Schottky.

De asemenea, a doua pereche de diode Schottky îi permite lui Elveet să funcționeze ca o sursă de alimentare neîntreruptă, adică puteți încărca Elveet și puteți primi curent de la acesta pentru dispozitivele dvs. în același timp.

3. Convertor de ieșire pas cu pas. Crește tensiunea bateriei la 5 volți și oferă un curent de până la 2 amperi pentru a alimenta gadgeturile. În acest caz, cipul LM2623 funcționează.

O caracteristică bună a LM2623 este un tranzistor intern de mare putere și un curent de ieșire de până la 2 Amperi cu o tensiune de ieșire redusă. Tensiunea de ieșire este alimentată către un conector USB standard.

În plus față de aceste piese, placa are un comutator de încărcare sensibil la atingere (de exemplu, o lampă puternică de deplasare sau alte sarcini constante). Există, de asemenea, pini de ieșire pentru conectarea încărcătorului wireless în locul cablului USB, dar această opțiune este concepută pentru viitor.

Pasul 4: Elveet Case

Toate părțile carcasei și suportul magnet sunt imprimate pe o imprimantă 3D.

Toate fișierele STL sunt aici.

Dimensiunile carcasei:

18 - 54 - 133 мм (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 in)

Pasul 5: Bobine

Pe o bază dreptunghiulară de 5x35 mm înălțime 8 mm, înfășurăm bobina cu un fir de 32 AWG (0,2 mm).

Bobinele sunt realizate cu un fir de 32 AWG (0,2 mm) pe o bază dreptunghiulară. Numărul de rotații este de aproximativ 1200. Lățimea întregii bobine nu trebuie să depășească 20 mm. Puteți aplica un fir mai gros, dar pentru un convertor boost, acesta va fi un mod de operare mai greu. Un fir mai subțire va da mai multă tensiune, dar curentul va scădea și pierderile ohmice vor crește.

După înfășurare, toate bobinele trebuie învelite cu bandă de PTFE.

Pasul 6: Borduri Diode Bridges

Aceasta este o placă îngustă pentru 12 diode.

Se află lângă bobine.

Ieșirile fiecărei bobine sunt conectate la poduri după ce placa este plasată în canelură.

Pasul 7: Verificarea conexiunilor

Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de o placă subțire, care este montată 10-15 LED-uri albe și un condensator de aproximativ 2200 microfarade.

LED-urile sunt conectate în paralel și lipite pe placa podurilor cu diode.

Când deplasați ansamblul magnetic peste bobine, toate diodele ar trebui să strălucească puternic.

Mai mult, placa de testare este îndepărtată, iar pinii plăcii de punte sunt conectați la placa convertorului.

Pasul 8: Adunarea finală

Conectăm bateria și firele inductorului la placă.

După aceea, colectăm capacele superioare și inferioare ale dispozitivului folosind două șuruburi.

Dispozitivul este gata să funcționeze.

Acum ești complet independent energetic!