Elveet. Kinetic Charger Powerbank: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Suatu kali saya sedang dalam perjalanan dan saya memiliki masalah dengan mengisi ulang gadget saya. Saya bepergian untuk waktu yang lama di bus, tidak memiliki kesempatan untuk mengisi daya ponsel saya dan tahu bahwa saya akan segera tanpa komunikasi.

Maka muncullah ide untuk membuat pengisi daya kinetik, yang tidak akan bergantung pada stopkontak.

Jika Anda perlu mengisi ulang gadget Anda dalam perjalanan, mendaki, di pantai atau dalam transportasi, maka Elveet akan membantu Anda. Anda cukup menggoyang Elveet atau memasukkannya ke dalam tas (ransel) dan pergi bekerja (pergi hiking, ke pantai, ke gunung, dll.). Perangkat sedang mengisi daya saat Anda bergerak.

Elveet adalah pengisi daya kinetik. Prinsip operasi Elveet didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik

Langkah 1: Bagian Komponen Elveet

1. Induktor terdiri dari rangkaian Halbach 9-magnetik dan tiga kumparan.

2. PCB berisi konverter step-up 200mA induktor, pengisi daya baterai, dan konverter step-up baterai keluaran 5V 2A.

3. Baterai lithium-polimer 2800 mAh.

4. Casing terdiri dari 4 bagian dan dibuat dengan 3D Printer.

Seluruh proyek dibuat di Fusion 360

Langkah 2: Induktor Elveet

Induktor mengubah energi kinetik gerakan Anda menjadi arus listrik. Efisiensi induktor adalah parameter yang paling penting. Jumlah akumulasi energi dalam baterai internal tergantung pada efisiensi induktor.

Induktor terdiri dari tiga kumparan, susunan magnet Halbach, dan tiga jembatan dioda. Medan kerja kumparan adalah bagian di atas yang dilewati kutub magnet, yaitu semakin panjang bagian ini, semakin banyak energi yang bisa kita peroleh.

Selanjutnya, output dari setiap kumparan dihubungkan ke jembatan dioda, yaitu kumparan tidak tergantung pada tegangan. Dan arus ketiga kumparan dijumlahkan setelah jembatan dioda. Jembatan dioda menggunakan dioda Schottky dengan tegangan maju sangat rendah PMEG4010 yang diproduksi oleh Nexperia. Ini adalah dioda terbaik untuk aplikasi semacam itu dan saya tidak menyarankan untuk mengubahnya ke yang lain.

Array Halbach magnetik memusatkan medan magnet di satu sisi. Di sisi lain, medan magnet sangat lemah.

Array Halbach membutuhkan hampir dua kali lipat jumlah magnet permanen tetapi efisiensi perakitan Halbach sangat tinggi.

Array magnetik melewati dua bagian dari setiap kumparan dan selalu kutub melewati bagian yang berbeda. Karena koil independen secara elektrik karena jembatan dioda, pengaruhnya satu sama lain tidak termasuk.

Induktor menggunakan rakitan 9 magnet neodymium 5X5X30mm N42. Dua magnet lagi 2X4X30 N42 digunakan sebagai pegas.

www.indigoinstruments.com/magnets/rare_earth/

Efisiensi induktor tergantung pada laju perubahan medan magnet. Untuk ini, jalur perakitan magnetik ditingkatkan. Dengan demikian, laju perubahan medan magnet meningkat secara substansial karena percepatan besar dari rakitan magnet selama gerakan.

Induktor ini jauh lebih efisien daripada induktor dengan magnet silinder di tengah kumparan. Induktor silindris hanya memiliki bagian magnet atas dan bawah yang berfungsi. Bagian tengah magnet silinder hampir tidak berfungsi pada generasi sekarang. Oleh karena itu, efisiensinya rendah.

Induktor Elveet memiliki sistem magnet 4 kutub yang diarahkan tegak lurus terhadap kabel kumparan.

Setelah dioda menjembatani, arus kumparan dijumlahkan dan diumpankan ke konverter dan papan pengisi daya.

Langkah 3: PCB Elveet

Sirkuit dan semua komponen papan. Ini berisi tiga bagian utama:

1. Arus induktor konverter step-up 200mA. Chip NCP1402 digunakan.

Ini adalah konverter boost yang beroperasi dari 0,8 volt dan memberikan tegangan tetap 5 volt dan arus hingga 200 mA. Tugas chip ini adalah memberikan tegangan yang nyaman untuk pengisian baterai.

2. Isi daya chip perangkat STC4054

Chip ini menerima 5 volt dari induktor atau dari sumber eksternal (melalui micro-USB) dan mengisi baterai lithium-polimer dengan kapasitas 2800 mA. Arus induktor dan arus dari sumber eksternal dipisahkan melalui dioda Schottky.

Selain itu, pasangan kedua dioda Schottky memungkinkan Elveet beroperasi sebagai catu daya tanpa gangguan, yaitu, Anda dapat mengisi daya Elveet dan menerima arus darinya untuk perangkat Anda secara bersamaan.

3. Konverter keluaran step-up. Ini meningkatkan tegangan baterai hingga 5 Volt dan memberikan arus hingga 2 Ampere untuk memberi daya pada gadget. Dalam hal ini, chip LM2623 berfungsi.

Fitur yang baik dari LM2623 adalah transistor daya tinggi internal dan arus keluaran hingga 2 Ampere dengan riak tegangan keluaran rendah. Tegangan output diumpankan ke konektor USB standar.

Selain bagian-bagian ini, papan memiliki sakelar beban peka sentuhan (misalnya lampu perjalanan yang kuat atau beban konstan lainnya). Ada juga pin keluaran untuk menghubungkan pengisi daya nirkabel alih-alih kabel USB, tetapi opsi ini dirancang untuk masa depan.

Langkah 4: Kasus Elveet

Semua bagian casing dan dudukan magnet dicetak pada printer 3D.

Semua file STL ada di sini.

Dimensi kasus:

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

Langkah 5: Kumparan

Pada dasar persegi panjang 5x35 mm tinggi 8 mm, kami menggulung kumparan dengan kabel 32 AWG (0,2 mm).

Kumparan dibuat dengan kawat 32 AWG (0.2mm) pada alas persegi panjang. Jumlah lilitan kira-kira 1200. Lebar seluruh kumparan tidak boleh lebih dari 20 mm. Anda dapat menerapkan kabel yang lebih tebal, tetapi untuk konverter boost, ini akan menjadi mode operasi yang lebih berat. Kawat yang lebih tipis akan memberikan lebih banyak tegangan tetapi arus akan turun dan rugi-rugi ohmik akan meningkat.

Setelah berkelok-kelok semua kumparan harus dibungkus dengan pita PTFE.

Langkah 6: Jembatan Papan Dioda

Ini adalah papan sempit untuk 12 dioda.

Itu terletak di sebelah gulungan.

Keluaran dari setiap kumparan dihubungkan ke jembatan setelah papan ditempatkan di alur.

Langkah 7: Memeriksa Koneksi

Untuk melakukan ini, Anda memerlukan papan tipis, yang dipasang 10-15 LED putih dan satu kapasitor sekitar 2.200 mikrofarad.

LED dihubungkan secara paralel dan disolder ke papan jembatan dioda.

Saat menggerakkan rakitan magnetik di atas kumparan, semua dioda harus bersinar terang.

Selanjutnya, papan uji dilepas dan pin papan jembatan dihubungkan ke papan konverter.

Langkah 8: Majelis Akhir

Kami menghubungkan baterai dan kabel induktor ke papan.

Setelah itu, kami mengumpulkan penutup atas dan bawah perangkat menggunakan dua sekrup.

Perangkat siap bekerja.

Sekarang Anda benar-benar mandiri secara penuh semangat!