Bauen Sie Ihre eigene kabellose Ladestation! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Das Unternehmen Apple hat kürzlich die kabellose Ladetechnologie eingeführt. Für viele von uns ist das eine großartige Nachricht, aber welche Technologie steckt dahinter? Und wie funktioniert das kabellose Laden? In diesem Tutorial lernen wir, wie das kabellose Laden funktioniert und wie man es tatsächlich selbst baut! Verlieren Sie also keine Zeit mehr und beginnen Sie unsere Reise zum Erfolg! Und ich bin dein 13-jähriger Nachhilfelehrer, Darwin!

Schritt 1: Wie funktioniert das kabellose Laden?

Sehen wir uns nun an, wie das kabellose Laden funktioniert. Sie wissen vielleicht, dass Strom, der durch einen Draht fließt, ein Magnetfeld erzeugt, wie im ersten Bild gezeigt. Das vom Draht erzeugte Magnetfeld ist sehr schwach, sodass wir den Draht zu einer Spule aufwickeln und ein größeres Magnetfeld erhalten können, wie im zweiten Bild gezeigt.

Auch umgekehrt, wenn ein Magnetfeld in der Nähe und senkrecht zu einem Draht vorhanden ist, nimmt der Draht das Magnetfeld auf und es fließt Strom, wie im ersten Bild gezeigt.

Jetzt haben Sie vielleicht erraten, wie das kabellose Laden funktioniert. Beim kabellosen Laden haben wir eine Sendespule, die Magnetfelder erzeugt. Dann haben wir eine Empfängerspule, die das Magnetfeld aufnimmt und das Telefon auflädt.

Schritt 2: Wechselstrom und Gleichstrom

AC und DC, auch bekannt als Wechselstrom und Gleichstrom, sind ein sehr grundlegendes Konzept in der Elektronik.

DC oder Gleichstrom, der Strom fließt von einem höheren Spannungsniveau zu einem niedrigeren Spannungsniveau, und die Stromrichtung ändert sich nicht. Es bedeutet einfach, dass, wenn wir 5 Volt und 0 Volt (Masse) haben, der Strom von 5 Volt auf 0 Volt (Masse) fließt. Und die Spannung kann sich ändern, solange sich die Richtung des Stromflusses nicht ändert. Wie im ersten Bild gezeigt.

AC oder Wechselstrom. Wie der Name jedoch vermuten lässt, dass er eine wechselnde Stromflussrichtung hat, was bedeutet das? Das bedeutet, dass sich der Stromfluss nach einer bestimmten Zeit umkehrt. Und die Geschwindigkeit des Stromflusses wird in Hertz (Hz) gemessen. Zum Beispiel haben wir eine Wechselspannung von 60 Hz, wir haben 60 Stromumkehrzyklen, was 120 Umkehrungen bedeutet, da 1 Wechselstromzyklus 2 Umkehrungen bedeutet. Wie im ersten Bild gezeigt.

Diese sind sehr wichtig für die drahtlose Ladeschaltung. Wir müssen die Sendespule mit Wechselstrom betreiben, da der Empfänger nur bei einem magnetischen Wechselfeld ein elektrisches Signal erzeugen kann.

Schritt 3: Spulen: Induktivität

Sie wissen jetzt, wie eine Spule ein Magnetfeld erzeugt, aber wir werden tiefer graben. Spule, auch Induktivität genannt, hat eine Induktivität. Jeder Leiter hat eine Induktivität, sogar ein Draht!

Die Induktivität wird in „Henry“oder „H“gemessen. milliHenry(mH) und microHenry(uH) sind die am häufigsten verwendeten Einheiten für Induktivitäten. mH ist *10e-3H und uH ist *10e-6H. Natürlich können Sie auch auf NanoHenry (nH) oder sogar PicoHenry (pH) kleiner gehen, aber das wird in den meisten Schaltungen nicht verwendet. Und wir gehen normalerweise nicht höher als milliHenry (mH).

Je höher die Windungszahl der Spulen, desto höher die Induktivität.

Ein Induktor widersteht Änderungen des Stromflusses. Zum Beispiel haben wir eine Spannungsdifferenz, die an eine Induktivität angelegt wird. Erstens möchte die Spule keinen Strom durch sich selbst fließen lassen. Die Spannung drückt weiter Strom durch den Induktor, der Induktor lässt Strom fließen. Gleichzeitig lädt der Induktor das Magnetfeld auf. Endlich kann der Strom vollständig durch die Induktivität fließen und das Magnetfeld ist vollständig aufgeladen.

Wenn wir nun plötzlich die Spannungsversorgung der Induktivität entfernen. Der Induktor möchte den Stromfluss nicht stoppen, also drückt er weiterhin Strom durch ihn. Gleichzeitig begann das Magnetfeld zu kollabieren. Mit der Zeit wird das Magnetfeld aufgebraucht und es fließt kein Strom mehr.

Wenn wir ein Diagramm von Spannung und Strom durch die Induktivität erstellen, sehen wir das Ergebnis im zweiten Bild. Die Spannung wird als "VL" und der Strom als "I" dargestellt, der Strom ist um 90 Grad zur Spannung verschoben.

Endlich haben wir den Schaltplan für einen Indcutor (oder eine Spule), er ist wie vier Halbkreise, wie im dritten Bild gezeigt. Ein Induktor hat keine Polarität, was bedeutet, dass Sie ihn auf beliebige Weise an Ihren Stromkreis anschließen können.

Schritt 4: So lesen Sie einen Schaltplan

Jetzt wissen Sie ziemlich viel über Elektronik. Aber bevor wir etwas Nützliches bauen, müssen wir wissen, wie man einen Schaltplan, auch Schaltplan genannt, liest.

Ein Schaltplan beschreibt, wie Komponenten miteinander verbunden sind, und er ist sehr wichtig, da er Ihnen sagt, wie der Stromkreis verbunden ist, und Ihnen eine klarere Vorstellung davon gibt, was vor sich geht.

Das erste Bild ist ein Beispiel für einen Schaltplan, aber es gibt so viele Symbole, die Sie nicht verstehen. Jedes angegebene Symbol wie L1, Q1, R1, R2 usw. ist ein Symbol für ein elektrisches Bauteil. Und es gibt so viele Symbole für Komponenten wie im zweiten Bild gezeigt.

Die Leitungen, die mit jeder Komponente verbunden sind, verbinden offensichtlich eine Komponente mit einer anderen, zum Beispiel im dritten und vierten Bild, und wir können ein reales Beispiel dafür sehen, wie eine Schaltung basierend auf einem Schaltplan verbunden ist.

Das R1, R2, Q1, Q2, L2 usw. im ersten Bild wird als Präfix bezeichnet, das wie ein Label ist, um dem Bauteil einen Namen zu geben. Wir tun dies, weil es praktisch ist, wenn es um PCB, Leiterplatten, Löten geht.

Die 470, 47k, BC548, 9V usw. im ersten Bild ist der Wert jeder Komponente.

Dies ist möglicherweise keine klare Erklärung. Wenn Sie mehr Details wünschen, besuchen Sie diese Website.

Schritt 5: Unsere kabellose Ladeschaltung

Hier ist also das Schema für unser Design des drahtlosen Ladegeräts. Nehmen Sie sich etwas Zeit, um es sich anzusehen und wir werden mit dem Bau beginnen! Klarere Version hier:

Erklärung: Zuerst erhält die Schaltung 5 Volt vom Stecker X1. Dann wird die Spannung auf 12 Volt erhöht, um die Spule anzutreiben. Der NE555 in Kombination mit zwei ir2110 Mosfet-Treibern erzeugt ein Ein-Aus-Signal, das zum Ansteuern der 4 Mosfets verwendet wird. Die 4 Mosfets werden ein- und ausgeschaltet, um ein Wechselstromsignal zum Antreiben der Senderspule zu erzeugen.

Sie können die oben aufgeführte Website aufrufen und nach unten scrollen, um die Stückliste (Stückliste) zu finden, und nach diesen Komponenten mit Ausnahme von X1 und X2 in lcsc.com suchen. (X1 und X2 sind Anschlüsse)

Für X1 ist es ein Micro-USB-Anschluss, also müssen Sie ihn hier kaufen.

Bei X2 ist es eigentlich die Sendespule, also musst du sie hier kaufen.

Schritt 6: Starten Sie den Build

Sie haben den Schaltplan gesehen und lassen uns mit dem Bau beginnen.

Zuerst müssen Sie ein Steckbrett kaufen. Ein Steckbrett ist wie auf dem ersten Bild. Jeweils 5 Löcher des Steckbretts sind miteinander verbunden, wie in Bild zwei gezeigt. Im Bild drei haben wir 4 Schienen die miteinander verbunden sind.

Folgen Sie nun dem Schaltplan und starten Sie den Build!

Die fertigen Ergebnisse sind in Bild vier.

Schritt 7: Einstellen der Frequenz

Jetzt ist die Schaltung fertig, aber Sie möchten die Sendespulenfrequenz noch ein wenig anpassen. Sie können dies tun, indem Sie das R10-Potentialmeter einstellen. Nehmen Sie einfach eine Schraube und stellen Sie das Potentialmeter ein.

Sie können eine Empfängerspule nehmen und mit einem Widerstand an eine LED anschließen. Legen Sie dann die Spule wie abgebildet auf die Sendespule. Beginnen Sie mit der Einstellung der Frequenz, bis Sie sehen, dass die LED ihre maximale Helligkeit erreicht hat.

Nach einigem Ausprobieren ist Ihre Schaltung abgestimmt! Und die Schaltung ist im Grunde abgeschlossen.

Schritt 8: Aktualisieren Sie Ihre Schaltung

Jetzt haben Sie Ihre Runde beendet, aber Sie denken vielleicht, dass die Runde etwas unorganisiert ist. Deshalb können Sie Ihre Schaltung aufrüsten und sogar in ein Produkt verwandeln!

Erstens ist es die Schaltung selbst. Anstatt ein Steckbrett zu verwenden, habe ich diesmal einige PCBs entworfen und bestellt. Was für Printed Circuit Boards steht. Eine Leiterplatte ist im Grunde eine Platine, die selbst Anschlüsse hat, also keine Überbrückungsdrähte mehr. Jede Komponente auf einer Leiterplatte hat auch ihren eigenen Platz. Sie können die Leiterplatte bei JLCPCB zu einem sehr günstigen Preis bestellen.

Die Leiterplatte, die ich entworfen habe, verwendete SMD-Komponenten, also Surface Mount Devices. Das heißt, das Bauteil wurde direkt auf die Leiterplatte gelötet. Eine andere Art von Bauteilen sind THT-Bauteile, die wir alle gerade verwendet haben, auch bekannt als Through Hole Technology, ist, dass das Bauteil durch die Löcher der Leiterplatte oder unserer Leiterplatte geht. Das Design ist im Bild gezeigt. Die Entwürfe finden Sie hier.

Zweitens können Sie ein Gehäuse dafür in 3D drucken, den Link für die 3D-STl-Dateien finden Sie hier.

Das ist es im Grunde! Sie haben erfolgreich ein kabelloses Ladegerät gebaut! Überprüfen Sie jedoch immer, ob Ihr Telefon das kabellose Laden unterstützt. Vielen Dank, dass Sie diesem Tutorial gefolgt sind! Wenn Sie Fragen haben, senden Sie mir bitte eine E-Mail an [email protected]. Google ist auch ein großer Helfer! Wiedersehen.