Elveet. Kinetic Charger Powerbank: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

En gång var jag på en resa och jag hade problem med att ladda mina prylar. Jag reste länge på bussen, hade inte möjlighet att ladda min telefon och visste att jag snart skulle vara utan kommunikation.

Så kom idén att skapa en kinetisk laddare, som inte kommer att bero på eluttaget.

Om du behöver ladda om din pryl på en resa, vandra, på stranden eller i transport, så hjälper Elveet dig. Du kan bara skaka Elveet eller lägga den i din väska (ryggsäck) och gå till jobbet (vandra, till stranden, till bergen, etc.). Enheten laddas när du rör dig.

Elveet är en kinetisk laddare. Principen för drift Elveet är baserad på fenomenet elektromagnetisk induktion

Steg 1: Komponentdelar i Elveet

1. Induktorn består av en 9-magnetisk Halbach-array och tre spolar.

2. Kretskortet innehåller en induktor 200mA steg-upp-omvandlare, en batteriladdare och en batteri steg-omvandlare 5V 2A utgång.

3. Litiumpolymerbatteriet 2800 mAh.

4. Fodralet består av 4 delar och är tillverkat med 3D -skrivare.

Hela projektet skapas i Fusion 360

Steg 2: Elveet Inductor

Induktorn omvandlar rörelsens rörelseenergi till en elektrisk ström. Induktorns effektivitet är den viktigaste parametern. Mängden ackumulerad energi i det interna batteriet beror på induktorns effektivitet.

Induktorn består av tre spolar, en Halbach magnetisk matris och tre diodbroar. Spolens arbetsfält är den del över vilken magneternas poler passerar, det vill säga ju längre denna del är, desto mer energi kan vi få.

Vidare är utgångarna från varje spole anslutna till diodbryggan, det vill säga spolarna är oberoende i spänning. Och strömmen för alla tre spolarna summeras efter diodbroarna. Diodbroar använder Schottky -dioder med mycket låg framspänning PMEG4010 producerad av Nexperia. Dessa är de bästa dioderna för sådana applikationer och jag rekommenderar inte att byta dem till andra.

Den magnetiska Halbach -gruppen koncentrerar magnetfältet på ena sidan. På andra sidan är magnetfältet mycket svagt.

Halbach -array kräver nästan dubbelt så många permanenta magneter men Halbach -enhetens effektivitet är mycket hög.

Magnetuppsättningen passerar över två delar av varje spole och alltid passerar polerna över olika delar. Eftersom spolarna är elektriskt oberoende på grund av diodbroar, är deras inflytande på varandra uteslutet.

Induktorn använder en sammansättning av 9 neodymmagneter 5X5X30mm N42. Ytterligare två magneter 2X4X30 N42 används som fjädrar.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Induktorns effektivitet beror på förändringstakten för magnetfältet. För detta ökar magnetenhetens väg. Sålunda ökas magnetfältets förändringshastighet väsentligt på grund av den stora accelerationen av magnetenheten under rörelse.

Denna induktor är mycket effektivare än en induktor med en cylindrisk magnet i spolens mitt. Den cylindriska induktorn har bara den övre och sänker arbetsdelen av magneten. Den mellersta delen av den cylindriska magneten fungerar nästan inte i den nuvarande generationen. Därför är dess effektivitet låg.

Elveet-induktorn har ett 4-poligt magnetiskt system som är riktat strikt vinkelrätt mot trådarna i spolarna.

Efter diodbryggorna summeras spolarnas ström och matas till omvandlaren och laddarkortet.

Steg 3: Elveet PCB

Kretsen och alla komponenter i brädorna. Den innehåller tre huvuddelar:

1. Steg upp 200mA omvandlarinduktorström. Chippet NCP1402 används.

Det är en boost -omvandlare som fungerar från 0,8 volt och ger en fast spänning på 5 volt och en ström på upp till 200 mA. Chipets uppgift är att ge en bekväm spänning för laddning av batteriet.

2. Charge device chip STC4054

Detta chip mottar 5 volt från induktorn eller från en extern källa (via mikro-USB) och laddar ett litiumpolymerbatteri med en kapacitet på 2800 mA. Induktorströmmen och strömmen från den externa källan kopplas från via Schottky -dioder.

Det andra paret Schottky -dioder tillåter också att Elveet fungerar som en oavbruten strömförsörjning, det vill säga att du kan ladda Elveet och ta emot ström från den för dina enheter samtidigt.

3. Steg-upp utmatningsomvandlare. Det ökar batterispänningen till 5 volt och ger en ström på upp till 2 ampere för att driva apparaterna. I det här fallet fungerar LM2623 -chipet.

En bra egenskap hos LM2623 är en intern högeffekttransistor och en utström på upp till 2 ampere med låg utspänningsrippel. Utgångsspänningen matas till en vanlig USB -kontakt.

Utöver dessa delar har kortet en beröringskänslig lastbrytare (till exempel en kraftfull lampa eller andra konstanta laster). Det finns också utgångsstiften för att ansluta den trådlösa laddaren istället för USB -kabeln, men det här alternativet är utformat för framtiden.

Steg 4: Elveet -fodral

Alla delar av fodralet och magnethållaren är tryckta på en 3D -skrivare.

Alla STL -filer finns här.

Fodralets mått:

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

Steg 5: Spolar

På en rektangulär bas 5x35 mm hög 8 mm rullar vi upp en tråd på 32 AWG (0,2 mm).

Spolarna är gjorda med en tråd på 32 AWG (0,2 mm) på en rektangulär bas. Antalet varv är cirka 1200. Bredden på hela spolen bör inte vara mer än 20 mm. Du kan applicera en tjockare tråd, men för en boost -omvandlare blir detta ett tyngre driftsläge. En tunnare tråd ger mer spänning men strömmen kommer att sjunka och ohmiska förluster ökar.

Efter lindningen ska alla spolar lindas med PTFE -tejp.

Steg 6: Board Diode Bridges

Detta är en smal bräda för 12 dioder.

Det ligger bredvid spolarna.

Utgångarna från varje spole är anslutna till bryggorna efter att brädet placerats i spåret.

Steg 7: Kontrollera anslutningar

För att göra detta behöver du en tunn bräda, som är monterad 10-15 vita lysdioder och en kondensator på cirka 2200 mikrofarader.

Lysdioder är parallellt anslutna och lödda till styrelsen av diodbroar.

När den magnetiska enheten flyttas över spolarna ska alla dioder lysa starkt.

Vidare avlägsnas testkortet och bryggbrädans stift är anslutna till omvandlarkortet.

Steg 8: Slutmontering

Vi ansluter batteriet och induktorkablarna till kortet.

Därefter samlar vi upp enhetens övre och nedre lock med två skruvar.

Enheten är redo att fungera.

Nu är du helt energiskt oberoende!