Jak naładować wbudowany akumulator w radiu. Ładowanie bezprzewodowe: ideologia i obliczenia bezpieczeństwa, obwody, majsterkowanie

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej obserwowano jeszcze przed Faradaya, ale wielki Michał jako pierwszy znalazł dla niego wyjaśnienie i próbował przenieść siłę elektryczną na odległość przez indukcję. Obecnie coraz powszechniejsze staje się bezprzewodowe przesyłanie energii elektrycznej na krótkie odległości przy wyższych częstotliwościach; w ten sposób ładowane są już akumulatory samochodów konwencjonalnych, a nawet akumulatory trakcyjne pojazdów elektrycznych. W rezultacie samodzielne ładowanie bezprzewodowe jest bardzo pożądane przez entuzjastów majsterkowania. Zainteresowanie tematem budzi fakt, że producenci ładowarek bezprzewodowych bardzo je wyceniają, a odbiorniki zasilane bezprzewodowo są nieproporcjonalnie drogie w porównaniu z przewodowymi odpowiednikami tego samego typu.

Bezprzewodowe ładowanie telefonu jest bardzo wygodne: nie trzeba majstrować przy przewodach i wtyczce, zwłaszcza patrząc w nocy, kiedy oczy już się sklejają. Ponadto telefony, smartfony i tablety stają się coraz cieńsze. Ogólnie nie jest to złe, ale złącze ładowania, które powinno przepuszczać prąd do 2A, stało się tak kruche, że może pęknąć przy niezręcznym ruchu lub ulec awarii, styki lekko się utlenią. I bez przewodów - wystarczy naładować urządzenie (gadżet) i ładuje się.

W boomie indukcyjnym wyróżniają się ładowarki do gadżetów, wokół których rozwinęła się boleśnie gorąca kontrowersja. Niektórzy uważają ładowanie bezprzewodowe za niemal produkt piekielnych sił: mówią, że jest coś podłączonego, co zmusza użytkownika do aktywnego postrzegania pewnych trendów religijnych, handlowych lub politycznych, a jednocześnie rujnuje mu zdrowie. Inni wręcz przeciwnie, utożsamiają pole elektromagnetyczne (EMF) ładowania z niemal mistyczną mocą Qi, która gwarantuje właścicielowi wznoszącą się reinkarnację. Prawda w tym przypadku nie leży pośrodku, ale całkowicie z boku, dlatego celem tego artykułu jest dostarczenie informacji na następujące tematy:

• Jak, będąc, jak mówią, nie w zębach ze stopą i nie chcąc zawracać sobie głowy wszelkiego rodzaju zawiłościami, przy zakupie wybierz dokładnie ładowanie bezprzewodowe naprawdę nieszkodliwe i bezpieczne. Siła Qi jest już kwestią czystej wiary. Jego istnienia, jak każdego innego czegoś wszechobecnego, wszechwiedzącego i wszechmocnego, nie da się udowodnić ani obalić argumentami rozumu.
• Zasada działania i urządzenie ładowarek standardu WPC do gadżetów.
• Jak prawidłowo naładować baterię telefonu, smartfona, tabletu.
• Sposoby przesyłania energii elektrycznej na odległość bez przewodów.
• Szkodliwe czynniki i zagrożenia związane z użytkowaniem ładowarek bezprzewodowych.
• Czy jest to możliwe i jak przekonwertować stary telefon komórkowy do standardu WPC.
• Jak zmontować ładowarkę bezprzewodową w domu, odpowiednią dla dowolnych gadżetów w standardzie WPC i całkowicie bezpieczną, mieszczącą się w granicach nie więcej niż 10 USD na komponenty.

Jak wybrać nieszkodliwą ładowarkę

Einstein powiedział kiedyś: „Jeśli naukowiec nie jest w stanie wyjaśnić pięcioletniemu dziecku, co robi, to jest albo szaleńcem, albo szarlatanem”. Siła Qi jest siłą Qi, ale wszystkie nasze rzeczywiste osiągnięcia opierają się na obiektywnej wiedzy, która nie zależy od tematu. Załóżmy, że sprowadziliśmy do naszego domu amazońskiego dzikusa, wciąż są tam tacy ludzie. Przynieśli go do telewizora i powiedzieli: „Jeśli włożysz tę rzecz, tę wtyczkę, tutaj, do gniazdka i tu ją wciśniesz, to tutaj pojawi się obraz i stąd będzie wydobywał się dźwięk”. Jeśli dzikus zrobi wszystko tak, jak mu każą, włączy się telewizor, pojawi się obraz, włączy się dźwięk, chociaż dzikus nie ma pojęcia o elektryczności i elektronice, a burzę uważa za niestrawność dla swoich bogów. Tak pełny, jak to mówią, może czajniczek wybierz ładowarkę bezprzewodową do swojego gadżetu, z której będziesz mógł korzystać bez obaw:

1. Dbamy o to, aby urządzenie posiadało ikonę zgodności WPC (patrz poniżej);
2. Pokaż ładowanie: tam, oprócz wskaźnika zasilania lub I / O, powinien znajdować się wskaźnik ładowania lub oznaczony tą samą ikoną, co na gadżecie;
3. Proszę to włączyć. Zasilanie powinno się świecić, ale ładowanie nie powinno;
4. Ładujemy gadżet - Ładowanie powinno się zaświecić, a wyświetlacz gadżetu powinien pokazywać naładowanie;
5. Podnosimy gadżet nie więcej niż 3 cm nad podkładkę ładującą - Naładowanie powinno zgasnąć, a na wyświetlaczu powinno pojawić się zakończenie ładowania.

Taka bezprzewodowa ładowarka może być bezpiecznie używana w domu, jeśli się znajduje nie bliżej niż 1,5-2 m od miejsc dłuższego przebywania ludzi(łóżko, biurko, ulubiona kanapa przed telewizorem). Nie możesz pozostawiać włączonej ładowarki bezprzewodowej w pokoju dziecinnym, w tym i opisane poniżej, które można stale włączać na szafce nocnej przy łóżku dla dorosłych.

Co to jest WPC

WPC to skrót od Wireless Power Consortium, nazwy firmy, która jako pierwsza wprowadziła na rynek ładowarki bezprzewodowe. Technologia WPC nie jest niczym nowym, a tym bardziej nadprzyrodzonym; Elementy składowe ładowania WPC oraz zasadę jego działania przedstawiono na rys. Na przesyłaniu energii elektrycznej przez indukcję działa również dobrze znany żelazny transformator. Osobliwością WPC jest zwiększenie częstotliwości roboczej do kilkudziesięciu kHz lub nawet MHz; pozwala to oddzielić uzwojenie pierwotne i wtórne na pewną odległość i obejść się bez rdzenia ferromagnetycznego, ponieważ. gęstość strumienia energii (EFE) pola elektromagnetycznego rośnie wraz z częstotliwością; również, wraz ze wzrostem częstotliwości, zwiększają się techniczne możliwości koncentracji PEM na ograniczonym obszarze. Ale jednocześnie wraz z częstotliwością rośnie również biologiczny efekt PEM, dlatego małe i słabe ładowanie bezprzewodowe może być bardziej niebezpieczne niż przemysłowa instalacja ogrzewania indukcyjnego.

Notatka: Naszym zdaniem WPC jest nadal standardem branżowym; nie została jeszcze sformalizowana umowami międzynarodowymi. Dlatego dane techniczne gadżetów z WPC, zwłaszcza alternatywnych producentów, mogą się różnić, aby można było naładować tylko „ich” ładowanie. Jeśli wykonujesz ładowanie bezprzewodowe własnymi rękami, musisz dać margines projektowy i technologiczną możliwość modyfikacji nadajnika pod konkretne urządzenie, patrz poniżej.

Urządzenia przeznaczone do ładowania z wykorzystaniem systemu WPC są oznaczone specjalną ikoną (poz. 1 na rysunku). Oznacza to, że urządzenie posiada cewkę odbiorczą złożoną z 25 zwojów oraz konwerter RF AC na DC. Dostępnych jest wiele gadżetów z WPC lub bez. Następnie odbiornik indukcyjny jest wykonywany „w rzucie” i znajduje się pod pokrywą akumulatora (poz. 2) lub modułowy, poz. 3. W każdym przypadku przewidziano złącze (poz. 4) do odbiornika WPC, czyli styki zaciskowe, do których należy podłączyć odbiornik domowej roboty przy finalizowaniu gadżetu do WPC. Polaryzacja jest określana przez multitester, gdy podłączone jest ładowanie przewodowe, ponieważ. Styki ładowania bezprzewodowego są równoległe do styków konwencjonalnych.

Notatka: nigdy nie podłączaj odbiornika WPC bezpośrednio do akumulatora! W najlepszym przypadku droga bateria wkrótce ulegnie awarii, ponieważ. w urządzeniu jest ładowany w specjalny sposób, patrz poniżej. A nowoczesne akumulatory litowe o dużej pojemności od ładowania bezpośrednio do zacisków mogą po prostu eksplodować!

W niektórych gadżetach odbiornik WPC schowany jest pod osłoną, co wymaga częściowego demontażu urządzenia, poz. 5. Tak czy inaczej, ale jeśli twój model bez WPC ma „bliźniaka” z bezprzewodowym ładowaniem w Internecie, to twój będzie miał również wnękę na odbiornik: wyprodukowanie różnych części obudowy byłoby zbyt drogie. To znacznie upraszcza rewizję gadżetu dla WPC, ale musisz upewnić się, że ten model jest produkowany w obu wersjach.

O trybie ładowania

Poziom naładowania baterii w dowolnym gadżecie jest kontrolowany przez specjalny kontroler, który najpierw określa, jak niski jest poziom naładowania baterii. Jeśli więcej niż 75%, natychmiast stosowany jest wzmocniony szybki (wymuszony) prąd ładowania, równy w przybliżeniu prądowi 3-godzinnego rozładowania, jeśli ładowarka to zapewnia. Nie - prąd pobierany jest z ładowania, które jest w stanie oddać, gdy napięcie wyjściowe spadnie do 5 V. Dlatego wiele urządzeń z portów USB długo się ładuje, bo. standardowe wyjście zasilania USB 5V 350mA.

Ładowanie wymuszone ma na celu wyeliminowanie polaryzacji elektrod akumulatora, co powoduje tzw. histereza. Pojemność baterii „histerezy” stale spada, a jej zasoby są znacznie mniejsze niż deklarowane. Szybkie ładowanie prądem poniżej 3 godzin nie eliminuje całkowicie histerezy, a bateria szybko się wyczerpie. W rezultacie ładowanie smartfona lub tabletu powinno zapewniać prąd ładowania większy niż 1,5 A, ponieważ. w „inteligentnych” gadżetach baterie mają 1800-4500 mAh, tj. ich 3-godzinny prąd rozładowania wyniesie 0,9-1,5 A.

Po naładowaniu akumulatora przez ok. do 25% pojemności prąd ładowania stopniowo maleje do wartości małego prądu formującego (doładowania), aż akumulator zostanie „napompowany” ok. o 75%. Formowanie akumulatora małym prądem zapobiega elektrodegradacji elektrolitu, co również skraca żywotność akumulatora. Prąd formowania wynosi ok. 12-godzinny prąd rozładowania akumulatora.

Wreszcie, gdy akumulator jest w pełni naładowany, sterownik przepuszcza przez niego bardzo mały prąd składowy przez minimalny czas niezbędny do zapobieżenia chemicznej degradacji elektrolitu, a dopiero potem daje sygnał o zakończeniu ładowania. Dlatego dłuższe trzymanie gadżetu ze sprawnym i poprawnie wykonanym kontrolerem na jednym ładowaniu wcale nie jest szkodliwe, wręcz przeciwnie. Autor ma stary telefon Motorola W220. Ze względu na doświadczenie zawsze jest naładowany, z wyjątkiem sytuacji, gdy musisz wyjść z nim z domu. Przez ponad 10 lat użytkowania bateria nie straciła zauważalnie pojemności: 4 dni „hibernacji” i 4 godziny ciągłej rozmowy zapisane w paszporcie telefonu nie zmniejszyły się. A inni użytkownicy tego samego modelu musieli wymienić całkowicie wyczerpaną baterię.

Indukcja czy promieniowanie?

Wprowadzenie

Przesył energii elektrycznej na odległość odbywa się za pośrednictwem pola elektromagnetycznego (EMF), w którym magazynowana jest pewna energia. Do indukcyjnego przesyłania energii oprócz nadajnika potrzebny jest również odbiornik, niekoniecznie elektroniczny. Może to być na przykład aluminiowa patelnia, w metalu której pole elektromagnetyczne nadajnika indukuje prądy wirowe Foucaulta, które podgrzewają naczynia. Prądy indukowane w odbiorniku tworzą własny EPM, który oddziałuje z EMF nadajnika. W rezultacie między nadajnikiem a odbiornikiem powstaje wspólny EMF, który przesyła moc od pierwszego do ostatniego. Stąd pierwszą charakterystyczną cechą indukcyjnego przesyłania energii jest wpływ odbiornika na tryb pracy nadajnika, tzw. odpowiedź źródła na obciążenie.

Notatka: PEM z indukcyjnym sposobem przekazywania energii jest szczególnie silnie skoncentrowany w pobliżu układu źródło-odbiornik w obecności tam materiałów ferromagnetycznych. Przykładem jest transformator elektryczny na żelazie lub, przy zwiększonej częstotliwości, na rdzeniu ferrytowym.

Wskazane jest przesyłanie mocy przez indukcję przy niższych częstotliwościach, ponieważ EMF wysokiej częstotliwości (HF) nie wnika głęboko w przewodniki, jest to tzw. efekt powierzchniowy lub efekt naskórkowy, a wraz ze wzrostem częstotliwości zwiększają się straty energii na promieniowanie. Gęstość strumienia energii EMF (EMF PES) przy niskich częstotliwościach jest niska, ponieważ Energia pola elektromagnetycznego w danej objętości ze źródła o określonym natężeniu zależy od częstotliwości.

Pierwsza różnica między przenoszeniem mocy przez promieniowanie i indukcję polega na tym, że PEM „odrywa się”, „opuszcza” źródło, tracąc z nim łączność, tj. wydany. Jeśli np. dasz impuls w kosmos za pomocą lasera bojowego, a następnie wyłączysz lub zniszczysz źródło, to pakiet oscylacji EMF będzie pędził i pędził w przestrzeni świata, aż uderzy w przeszkodę i zostanie przez nią pochłonięty lub rozproszony w ośrodku propagacyjnym. Konsekwencją jest to, że gdy energia jest przesyłana przez promieniowanie, nie ma reakcji źródła na odbiornik. Konsekwencją drugiego rzędu jest to, że nie ma również zdolności PEM do spontanicznej koncentracji, ponieważ samo promieniowanie ma tendencję do „rozchodzenia się” na boki; jego montaż na określonym terenie wymaga specjalnych środków konstrukcyjnych i technicznych. W przeciwieństwie do metody indukcyjnej obecność ferromagnesów w obszarze pokrycia nadajnika zmniejsza współczynnik przenoszenia mocy, gdyż ferromagnesy „przyciągają” do siebie pole elektromagnetyczne, które powinno dostać się do odbiornika.

Sprawność przekazywania energii przez promieniowanie PEM zależy bowiem od częstotliwości jego oscylacji nie ma pompowania pola przez nadajnik „na żądanie”. To, co jest „przesłane” do wyemitowanego pakietu, tam będzie. Możliwe jest dodanie energii konsumentowi tylko poprzez kontynuowanie promieniowania. Inną cechą jest to, że materiał, który najefektywniej pochłonie przepływ mocy pola elektromagnetycznego, nie przewodzi, ale wręcz przeciwnie, pochłania energię pola elektromagnetycznego; te właściwości są wykorzystywane w kuchenkach mikrofalowych. Absorberem energii EMF może być również długi izolowany przewodnik o określonej konfiguracji (na przykład skręcony w spiralę), który w tym przypadku jest anteną odbiorczą.

To i tamto

Aby spełnić wymagania dotyczące minimalnej wagi i wymiarów oraz braku obcych ferromagnesów w pobliżu ścieżki radiowej gadżetu, twórcy WPC musieli zwiększyć częstotliwość roboczą systemu; w końcu tablety mają również nadajniki-odbiorniki do pracy w środowisku Wi-Fi. Dzięki temu WPC zyskało możliwość pracy zarówno na indukcji, jak i na promieniowaniu. Ta funkcja pozwala w zasadzie zwiększyć zasięg WPC do kilku metrów, z czego korzystają niektórzy amatorzy. Tacy entuzjaści najwyraźniej albo w ogóle nie wiedzą o biologicznym działaniu pola elektromagnetycznego, albo celowo ignorują takie informacje.

Nie można w tym przypadku powiedzieć, że „problemy Indian są problemami Indian”, ponieważ. „Indianami” mogą być obcy, ignoranci i niezaangażowani ludzie, na przykład sąsiedzi za ścianą lub własne dzieci. Zanim podejmiesz się produkcji ładowania bezprzewodowego, musisz dowiedzieć się, w jakich okolicznościach będzie to szkodliwe lub niebezpieczne i jak tego uniknąć.

Jednak dobrze zdefiniowany pośredni wniosek można już wyciągnąć - trzeba wybrać ładowanie bezprzewodowe w momencie zakupu (patrz wyżej) lub zrobić tylko indukcję i spontanicznie, bez dodatkowej automatyki, przejść w tryb czuwania bez odbiornika w miejscu ładowania przy zredukowaniu mocy generatora do bezpiecznego poziomu. Jest to oczywiście całkowicie wygodne, gdy telefon leży w dowolnym miejscu w pokoju i nadal się ładuje, ale zdrowie - sam rozumiesz.

Notatka: nie ma sensu robić ładowania generatorem, który wyłącza się bez ładowania telefonu. W końcu, aby naładować gadżet, trzeba będzie go włączyć, co zmniejsza wygodę ładowania bezprzewodowego prawie do zera. Ładowanie bezprzewodowe musi odbywać się z bardzo ostrą, jak to się mówi, ostrą reakcją generatora na odbiornik. Nie ma też sensu budować mechanicznego lub optycznego czujnika obecności gadżetu do ładowania, może działać z czegoś podobnego, ale nie zmusza generatora do zmniejszenia mocy.

Czynniki szkodliwości i zagrożenia

Wpływ pola elektromagnetycznego na organizmy żywe zależy również od częstotliwości jego oscylacji. Na ogół wzrasta monotonicznie z częstotliwością o ok. do 120-150 MHz, a następnie obserwuje się wybuchy i spadki. W jednym z nich, padając na światło widzialne, przystosowaliśmy się do życia w toku ewolucji; w jednym z pozostałych mikrofale działają na częstotliwości około 2900 MHz. Ale mikrofalowy spadek bioaktywności EMF jest płytki, w przeciwnym razie nie zostanie wchłonięty przez produkty, o ile jest technicznie możliwe i nie jest bardzo trudne ekranowanie piekarnika przed promieniowaniem EMF na zewnątrz. Dlatego jeśli zamierzasz samodzielnie naprawić kuchenkę mikrofalową, musisz dokładnie wiedzieć, jak to działa, działa, co można tam zrobić, co można, a czego nie można zrobić, aby kuchenka mikrofalowa nie wysysała, i wiedzieć, jak ustalić w domu, czy kuchenka mikrofalowa zasysa pieczenie. Ale wracając do tematu.

PES pola elektromagnetycznego również rośnie wraz z częstotliwością, więc normy dotyczące jego poziomu są powiązane z PES. Ponadto indywidualna wrażliwość na EMF PES zmienia się w bardzo szerokim zakresie, ok. 1000 razy. W krajach o szczerze mówiąc wieśniackich przepisach prawa pracy i socjalnych przyjęto akceptowalne poziomy PES do monstrualnych wartości do 1 (W * s) / mkw. m. Podejście w tym przypadku: czy zostałeś ostrzeżony przy zatrudnianiu? Czy płacą ci za ubezpieczenie medyczne? Czy podwyższenie renty za szkodę po 10 (15, 20) latach jest gwarantowane? Reszta to problem Indian.

W PES tego poziomu osoba bezpośrednio odczuwa działanie pola elektromagnetycznego: ciężar w głowie, delikatne ciepło dochodzące z głębi ciała. Delikatny, ale niezwykle niebezpieczny: to dowód na początek plazmolizy komórek, przez co mogą one ulec złośliwej degeneracji. „Aparat o wpół do szóstej” to także najstraszniejsza konsekwencja „złapania króliczka” PES EMF.

W ZSRR działała inna skrajność - 1 (μW * s) / mkw. m, tj. milion razy mniej. Wpływ takich PSZ na najbardziej drażliwy temat nie wpłynie ani natychmiast, ani w dłuższej perspektywie. Każdy obywatel, a dokładniej poddany, „sowdepiya” był właściwie własnością państwa, ale także gwarantował mu życie, zdrowie i bezpieczeństwo. Przynajmniej formalnie.

Dla gospodarki rynkowej taka reasekuracja będzie nie do zniesienia, aw obecnym zatkanym powietrzu i technicznie mało wykonalna. Dlatego ogólnie przyjęta norma dla poziomu EMF PES jest dziś pośrednia - 1 (mW * s) / mkw. m. Taki PES, oddziałujący stale i przez długi czas, z pewnością będzie miał długoterminowe konsekwencje, ale regularne narażenie na niego przez nie więcej niż określoną godzinę dziennie jest nieszkodliwe i bezpieczne dla przeciętnego człowieka. Nadmiernie wrażliwi są poddawani badaniu lekarskiemu przy zatrudnianiu i już teraz możliwe jest zrekompensowanie skutków przypadkowych odchyleń bez nadmiernego obciążania funduszy socjalnych. Także oczywiście wieśniackie podejście, leczenie raka na emeryturze zamiast odpoczynku nie jest wielką przyjemnością, ale przynajmniej w granicach rozsądku. Dlatego uważamy, że ładowanie bezprzewodowe jest potencjalnie niebezpieczne, jeśli generuje EMF PES o wartości 1 (mW*s)/sq. m lub więcej.

Obliczenia bezpieczeństwa

Uwierzmy reklamie i kupmy ładowarkę „super duper” zasilaną przez USB (pobór mocy – 1,75 W), działającą w promieniu 20 cm (0,2 m). Sprawność generatora blogującego (patrz niżej) o takiej mocy na tranzystorze polowym wynosi ok. 0,8; 1,4 wata pójdzie na antenę bez gadżetu leżącego na stronie. Powierzchnia kuli o promieniu 0,2 m wynosi 0,0335 mkw. m. PES na nim wyniesie 2,8 / 0,0335 \u003d 41,8 (W * s) / mkw. M(!). Wartość PES jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości od źródła. Na którym w tym przypadku spadnie do dopuszczalnego 1 (mW * s) / mkw. M? Obliczenia są elementarne: bierzemy pierwiastek kwadratowy ze stosunku rzeczywistego PES do dopuszczalnego i mnożymy wynik przez początkowy promień 0,2 m, tj. podziel przez 5; otrzymujemy... 20,4m! Tyle warte są zapewnienia producentów o bezpieczeństwie produktów. Jednocześnie z mocą Qi.

Powyższa rezerwacja dotycząca gadżetu na stronie nie jest przypadkowa. W takim przypadku ładunek o częstotliwościach, których długości fal są znacznie większe niż przerwa między nadajnikiem a urządzeniem, będzie indukcyjny, jeśli odbiornik jest do tego odpowiedni. Cewka odbiorcza gadżetu jako odbiornika indukcyjnego jest wyjątkowo odpowiednia. Odstęp 3 cm (patrz wyżej) da częstotliwość 10 GHz, której generator zdecydowanie nie jest w stanie wygenerować; w rzeczywistości różnica jest jeszcze mniejsza. Potwierdza się więc wstępny wniosek: nasze ładowanie powinno być tylko i wyłącznie indukcyjne. PES pola elektromagnetycznego w szczelinie między cewką indukcyjną a urządzeniem będzie wtedy wielokrotnie większy, ale nie jest to już niebezpieczne, ponieważ Samo pole elektromagnetyczne zostanie przyciągnięte do cewki odbiorczej, której średnica wynosi ok. 5 cm W odległości od niego trzykrotnie większej (dokładniej e razy, e = 2,718281828 ...) obecność pola elektromagnetycznego może zostać wykryta tylko przez czuły detektor, ale nie można obejść się bez obliczeń „na palcach”, do wniosku należy użyć środków fizyki matematycznej.

Notatka:„Idź do diabła” z gwarancjami bezpieczeństwa dla producentów ładowarek bezprzewodowych, co sprawia, że ​​standard WPC nie jest międzynarodowy. Możesz odnieść się do standardów PES kraju, w którym odbywa się produkcja. Albo taki, w którym firma jest zarejestrowana, a może w ogóle nie być reglamentacji PES, w niektórych miejscach nadal są takie formacje państwowe.

O automatycznych doładowaniach

Z powyższego wyliczenia wynika, że ​​bezprzewodowe ładowarki samochodowe są jednoznacznie niebezpieczne: ich zasięg dochodzi do 1 m. Ci marketerzy tkwiliby w takim PES-ie do końca życia… a przynajmniej do momentu, gdy poczują, że „urządzenie jest w pół do piątej”… Podano uzasadnienie relatywnie krótkim czasem ekspozycji i konieczność ochrony drogiego gadżetu przed uszkodzeniem ze względu na to, że wisi on na przewodzie pod zapalniczką. Ale czy nie byłoby mądrzej po prostu przedłużyć przewód, aby gadżet można było przechowywać w schowku na rękawiczki lub innym dogodnym miejscu? Jazda z telefonem w ręku jest nadal ryzykowna, aw niektórych miejscach można za to zapłacić całkiem sporą grzywnę.

Jeśli gadżet bez WPC

Istnieją tylko 2 obowiązkowe wymagania dotyczące cewki odbiorczej WPC: liczba zwojów wynosi 25, a średnica drutu jest przystosowana do prądu od 0,35 A, z uwzględnieniem efektu naskórkowości przy częstotliwości do 30 MHz. Praktycznie - od 0,35 mm dla miedzi (bez izolacji). Grubszy, gdy w obudowie będzie wystarczająco dużo wolnego miejsca, będzie tylko lepiej. Konfiguracja - dowolna na miejscu. Nie jest wymagana specjalna dokładność wykonania (poz. 1 na rysunku), ale konieczne jest, aby stosunek największego wymiaru poprzecznego do najmniejszego nie przekraczał 1,5, w przeciwnym razie spadnie wydajność odbiornika i ładunek będzie się ciągnął.

Jeśli ładowanie odbywa się za stary gruby telefon lub tablet bez WPC, cewkę umieszcza się w korpusie gadżetu. Lekkie wygięcie w miejscu (poz. 2) nie wpłynie na właściwości korpusu. Nagle zabraknie miejsca w środku (w końcu trzeba jeszcze gdzieś wkleić elementy elektroniczne odbiornika), trzeba będzie zrobić płaską cewkę „jak markową”, poz. 4. Wygodnie jest ułożyć drut w płaskiej spirali na taśmie klejącej ułożonej na podłożu stroną z klejem do góry. Aby rzep nie zawijał się i nie czołgał, jest mocowany wzdłuż krawędzi za pomocą pasków tej samej taśmy samoprzylepnej, nałożonych klejem. Okrągła piasta o średnicy ok. 1 cm i ułożyć wokół niego zwoje, dociskając drut do rzepu. Po ułożeniu tylu zwojów, ile potrzeba, piasta jest odklejana, gotowa cewka jest wykopywana w celu zamocowania zwojów za pomocą superglue lub nitrolaku, poz. 3 i usunięte wraz z taśmą samoprzylepną; jego nadmiar jest odcinany.

Wykonujemy ćwiczenia

Generatory domowych ładowarek bezprzewodowych i częściowo fabrycznych są montowane zgodnie ze schematem generatora blokującego lub po prostu blokującym, patrz ryc.:

Będziemy wykonywać ćwiczenia z autogeneratorem oscylacji harmonicznych według schematu przedpotopowego ze słabym sprzężeniem indukcyjnym. Wypadł z użycia w sprzęcie przemysłowym już w latach 20. ubiegłego wieku, gdy tylko wynaleziono trzypunktowe generatory, indukcyjne i pojemnościowe, właśnie ze względu na bardzo ostrą reakcję na obciążenie, ale potrzebujemy tego! A inne wady generatora ze słabym połączeniem są albo eliminowane przez nowoczesną podstawę elementu i obwody, albo nie są śmiertelne. Tak więc na początku wymuszonego ładowania pobór mocy sięga 25 W, więc potrzebny jest osobny zasilacz. Ale średnio długotrwale stale włączony z nocnym ładowaniem tabletu z baterią 3500 mAh nie przekracza 8 W, a za miesiąc takie ładowanie „wieje” aż 5,75 kW / h.

Ale przede wszystkim zajmijmy się cewką nadawczą, ponieważ. obwód ten jest również wrażliwy na parametry i jakość węzłów nastawczych częstotliwości. Aby ustawić generator (bezpieczeństwo jest coś warte, nic nie da się zrobić), będziesz musiał również w pośpiechu zrobić cewkę odbiorczą, patrz wyżej. Ładowania zgodnie z jego przeznaczeniem można używać tylko przy wyregulowanym generatorze, ale wtedy działa to stabilniej i bezpieczniej dla gadżetu niż ładowanie na blokadzie. Dlatego przy takim ładowaniu możesz używać dowolnych gadżetów: jest przeznaczony na 2 ampery prądu ładowania lub więcej. Ale stary telefon z baterią 450 mAh nie weźmie z niego więcej niż „rejestruje” kontroler z powodu tej samej ostrej reakcji na obciążenie.

Cewka nadawcza

Rysunki cewek generatora ze słabym sprzężeniem indukcyjnym podano na ryc. poniżej.:

Po lewej - kontur L2 (patrz poniżej); po prawej - cewka sprzężenia zwrotnego L3 (w środku) i cewka obwodu wskazania ładunku L1. Wytrawione są na płytce z dwustronnej folii z włókna szklanego 100x100 mm o grubości 1,5 mm, wg tzw. technologia prasowania laserowego LUT. Nie ma w tym nic skomplikowanego, pomysł i nazwa są amatorskie. LUT pozwala na wykonanie płytek drukowanych w domu nie gorszych niż markowe, płytki z napisami, rysunki konturowe, wzorzyste panele itp., Zobacz wideo poniżej:

Wideo: technologia prasowania laserowego

Poza tym można powiedzieć, że blankiet LUT najlepiej wyczyścić zwykłą szkolną gumką. Następnie grudki z miedzi zmywa się wacikiem lub białą czystą bawełnianą szmatką, obficie zwilżoną 96% alkoholem lub rozpuszczalnikiem nitro, a następnie, gdy powierzchnia jest wilgotna, wyciera się je do sucha ściereczką z mikrofibry do czyszczenia okulary okulary. Toner dowolnej drukarki laserowej, a nawet atramentowej z szablonu, na odpowiednim (trzymającym, ale nie wchłaniającym) podłożu, mocno przylega do tak przygotowanej powierzchni.

Notatka: nie należy mylić szerokości ścieżek na rysunku (0,75 mm dla cewki konturowej). Dopuszczalna gęstość prądu w przewodniku foliowym na podłożu jest wielokrotnie większa niż w przewodzie okrągłym, a efekt naskórkowania jest słabszy. Tak więc ścieżka na płytce drukowanej o szerokości 10 mm i grubości 0,05 mm może bez problemu wytrzymać prąd 20 A, a to daleko od limitu. Ścieżki cewek sprzężenia zwrotnego o podwójnej szerokości są potrzebne, ponieważ podczas procesu instalacji będziesz musiał przylutować kran. Generalnie LUT pozwala uzyskać tory o szerokości do 0,15-0,2 mm.

Projekt obwodu

Schemat ładowarki bezprzewodowej na generatorze ze sprzężeniem indukcyjnym pokazano na ryc.: po lewej stronie znajduje się nadajnik; prawy odbiornik. Jego cechy to po pierwsze potężny element aktywny VT3. Może to być tylko wzmacniający tranzystor polowy. Generator tranzystorów bipolarnych będzie miał niską wydajność, a mocne przełączniki polowe serii IRF, IRFZ, IRL z zasilaczy komputerowych lub elektronicznych układów zapłonowych nie będą działać w trybie aktywnym.

Drugi to obwód auto-biasu VD3 C3. W przypadku silnych pól wzmacniających początkowy prąd drenu może osiągnąć 100-200 mA lub więcej. Bez potencjału blokującego na bramce generator można skonfigurować tylko do trybu zasilania lub czuwania, ale nie do obu, a PES z cewki indukcyjnej w promieniu dotyku z pewnością przekroczy dopuszczalną wartość. Ale niemożliwe jest również utworzenie auto-biasu poprzez włączenie rezystora do obwodu źródłowego, jak w obwodzie katodowym we wzmacniaczach lampowych: generator nie osiągnie pełnej mocy, ponieważ. wraz ze wzrostem prądu źródłowego przesunięcie również wzrośnie w wartości bezwzględnej. Dlatego obwód polaryzacji jest nieliniowy na diodach: przy małych mocach zwiększa się zgodnie z prądem źródła, co zapewnia łagodny start generatora i jego bezpieczeństwo dla wszelkich gadżetów, a gdy diody wejdą w nasycenie, polaryzacja staje się prawie stały i pozwala generatorowi „przeskoczyć do pełna”. Obwód polaryzacji jest wybierany w procesie regulacji z mocnych prostownikowych dyfuzyjnych diod wysokiej częstotliwości (struktura PiN, KD213, KD2997) i diod Schottky'ego (struktura SMD) na prąd 6 A. Napięcie nasycenia tych pierwszych w zakresie prądu 0,7-5 A waha się w granicach 1-1,4 V; drugi - 0,4-0,6 V.

Elementy R1, VD1, VT1, VT2, C1, R2, VD2 i L1 tworzą obwód wskaźnika naładowania. Jeśli współczynnik przenoszenia prądu β VT1 jest większy niż 80, wówczas VT2 jest wykluczony, a silnik R2 jest podłączony do podstawy VT1. Kondensator C3 jest koniecznie filmem; Jeszcze lepiej - stary papier, bo. rozprasza znaczną moc bierną.

Odbiornik tej opłaty ma również funkcje. Pierwszym z nich jest pełnofalowe prostowanie odbieranego prądu, ponieważ wibracje harmoniczne. Nie przeszkadza to w używaniu tego urządzenia do ładowania gadżetów z wbudowanym WPC, ponieważ. w nich odbierany prąd jest również prostowany przez mostek diodowy w celu lepszego wykorzystania promieniowania cewki indukcyjnej. Drugi - równolegle z akumulatorowym kondensatorem elektrolitycznym C4, podłączony jest ceramiczny C5. „Elektrolity” mają dużą indukcyjność własną i znaczny tangens strat dielektrycznych tgδ, co przy częstotliwościach roboczych zmniejsza wydajność ładunku. Zbocznikowanie „elektrolitu” z „ceramiką” skraca czas ładowania o ok. o 7%. W przypadku tabletu z baterią 3500 mAh będzie to ok. pół godziny. Zgadzam się, czasami jest to niezbędne.

Wreszcie dioda VD8. Chroni kontroler ładowania gadżetu, jeśli zostanie umieszczony na cewce podłączonej do ładowania przewodowego. Niewiele rzeczy przychodzi ci do głowy. Może komuś wyda się, że urządzenie naładuje się szybciej z podwójnego doładowania. Kontroler ładowania nadal nie będzie wpuszczał więcej prądu do akumulatora, ale sam może nie być w stanie wytrzymać takiego nadużycia. Jeśli ta sytuacja jest wykluczona, to VD8 jest również wykluczone; wtedy VD7 jest potrzebny do napięcia 5,6 V. Jego prąd roboczy jest wskazany z dużym marginesem, ponieważ. maksymalny prąd ładowania nigdy nie przechodzi przez niego z powodu ostrej reakcji na obciążenie generatora. Praktycznie - podłącz wszelkie śmieci małej mocy do odpowiedniego napięcia. Trzyma - cóż, niech trzyma. Jest podgrzewany - stawiamy na mocniejszy i droższy; Kontroler ładowania ma również własne zabezpieczenie przeciwprzepięciowe.

Notatka: bez VD7 wyprostowane napięcie będzie maksymalnym dozwolonym w WPC 7,2 V, co pozwala na ładowanie trudnych „alternatywnych” gadżetów. Można go zmniejszyć, przylutowując gorący koniec L2 (patrz poniżej) bliżej środka cewki, ale nie więcej niż 6-7 zwojów.

Ustanowienie

Regulacja generatora rozpoczyna się od ustawienia jego prądu spoczynkowego Ip bez wzbudzenia. Aby to zrobić, L3 jest wyłączony, a bramka VT3 jest podłączona do wspólnego przewodu (poz. 1 na rysunku), tj. tworzą przesunięcie zerowe. Ponadto, wybierając łańcuch VD3, Ip jest ustawione w określonych granicach. Jeśli prąd drenu przy przesunięciu zera okazał się mniejszy niż 50 mA, Ip można ustawić na 15-20 mA, generator stanie się bardziej ekonomiczny i bezpieczniejszy. Nagle początkowy prąd drenu jest mniejszy niż 40 mA, nawet lepiej, wtedy C3 i VD3 nie są potrzebne.

Następnym krokiem jest fazowanie uzwojenia. Aby to zrobić, potrzebujesz sondy z cewki odbiorczej (patrz wyżej) z podłączoną do niej żarówką, poz. 2. Obwód generatora jest przywracany, włączany i zakładany na sondę L2. Żarówka powinna się zaświecić. Nie - zamień piny L2 lub L3. Konieczne jest fazowanie cewek tak, aby gorący (najdalej od środka) koniec L3, poz. 3. Na tym samym etapie zmierzyć i zapisać pobór prądu roboczego Iр, poz. 4.

Teraz musisz ustawić bezpieczny prąd czuwania generatora Id; moc promieniowana w trybie czuwania spadnie proporcjonalnie do kwadratu stosunku prądu roboczego do czuwania. Id ustawia się poprzez wlutowanie gorącego przewodu L3 w miejscach wskazanych w poz. 5 limitów bliżej wartości minimalnej. Powrót do zasilania sprawdza się umieszczając sondę na L2. Instalowanie ID to dość ponura procedura. Aby go nie dokręcić i nie przylutować, dopóki ścieżka się nie odklei, wykonaj następujące czynności. instrukcje:

• L3 zmniejsza się o połowę (poz. 6);
• Id okazał się mały, albo sonda nie pokazuje powrotu do zasilania - zwracamy połowę odrzuconych zwojów, poz. 7;
• Id jest nadal duże - odrzucamy połowę pozostałej połowy L3, poz. 8;
• sytuacja zgodnie z paragrafem 2 - zwracamy połowę tur odrzuconych zgodnie z paragrafem 3, ale nie połowę wszystkich odrzuconych, poz. 9;
• w razie potrzeby kontynuuj konfigurację, postępując zgodnie z tym samym algorytmem.

Zatem przy użyciu metody iteracyjnej ustawienie Id zajmuje bardzo mało czasu.

Pozostaje skonfigurować obwód wskaźnika ładowania. W tym celu montowany jest odbiornik, ładowany na rezystor o takiej wielkości, że prąd ładowania jest mniejszy niż prąd tworzący, ale większy niż prąd zawartości, poz. 10. Suwak R2 znajduje się w dolnym położeniu, odbiornik znajduje się na L2. Obracając silnik, osiągnij blask VD1. Odbiornik jest usuwany, patrzą, czy VD1 zgasł. Nie - silnik chodzi bardzo płynnie i ostrożnie cofa się do momentu zgaśnięcia VD1.

Projekt

Dalsze skrócenie czasu ładowania i poprawę parametrów bezpieczeństwa urządzenia można osiągnąć poprzez skierowanie przepływu energii z induktora do góry, technika ta stosowana jest w niektórych markowych ładowarkach bezprzewodowych. Można je rozpoznać po cewce indukcyjnej otoczonej pierścieniem, chyba że bardzo sprytne alternatywy przykleiły ją tak po prostu, na sprzedaż.

W rzeczywistości kierunkowość promieniowania jest tworzona przez ekranowanie cewki indukcyjnej od tyłu. Aby to zrobić, generator umieszcza się w otwartej obudowie wykonanej z cienkiej, nie większej niż 0,25 mm, cyny. Jeśli wysokość obudowy jest estetycznie obojętna, umieszcza się w niej również źródło zasilania generatora. W takim przypadku musi to być przemysłowy transformator częstotliwości na żelazku: zakłócenia z blisko zlokalizowanego zasilacza UPS spowodują obniżenie ustawień generatora.

Stal jest potrzebna do ekranowania magnetycznego oprócz elektrycznego, a jej niewielka grubość zapobiega stratom prądów wirowych. W tym samym celu często wykonuje się cienkie pionowe szczeliny w ścianach bocznych korpusu, a dno jest perforowane w szachownicę, patrz ryc. Idealnym rozwiązaniem są ścianki i spód obudowy wykonane z drobnoziarnistej siatki stalowej. Pokrycie - dowolne tworzywo radiotransparentne bez wypełniacza: szkło, akryl, włókno szklane, pasta fluorowa, PET, PE, polipropylen, polistyren. Opcja - bezbarwny przezroczysty lakier akrylowy lub nitro w 4-5 warstwach, ale nie farba ani emalia. Projekt zewnętrzny może być dowolny. Dzięki tej konstrukcji bezprzewodowe ładowanie telefonu, smartfona, tabletu może być stale włączone na stoliku nocnym. Chociaż w dzisiejszym całkowicie zaśmieconym powietrzu lepiej trzymać się z dala od wszelkich znanych źródeł pola elektromagnetycznego.

Częstotliwość robocza - 100 kHz. Próbowałem 200 kHz - nie było lepiej, a kluczowym pracownikom terenowym (i IR2153 też) łatwiej jest pracować przy 100 kHz. Ważnym elementem obwodu jest kondensator C4, z którym cewka L3 tworzy równoległy obwód oscylacyjny. Cewka zawiera tylko 7 zwojów drutu 1mm, a bez tego kondensatora trzeba by nawinąć znacznie więcej zwojów, zmniejszając średnicę drutu do naszych wymiarów, w wyniku czego są większe straty na ogrzewanie drutu , bo nawet przy drucie 1 mm cewka dość mocno się nagrzewa . Tak, a wymaganego prądu bez tego kondensatora nie można uzyskać.

Rezystor R2 jest potrzebny do regulacji częstotliwości, aby nie wybierać kondensatora C4. W rezultacie, zmieniając częstotliwość, zmieniamy prąd wyjściowy obwodu. Jest to konieczne do ustawienia żądanego prądu. Przez 3mm plastik, zdolny do pamięci przesyłać prąd 1A, ale jednocześnie cewki bardzo się nagrzewają (dużo mocniej niż tranzystory). Lepiej eksponować około 0,5 A.

Nadajnik ładowarki:

Cewki nawinięte na składaną plastikową szpulkę o grubości 2 mm:

Odbiornik nawinąłem bez jednej osłony bocznej, kładąc pod nią kartkę papieru i przy okazji zaimpregnując ją superglue. Nadajnik był impregnowany lakierem lub klejem do gumy - co było pod ręką. Ale ponieważ podczas pracy będzie bardzo gorący, lepiej jest wypełnić go żywicą epoksydową.

kontroler ładowania używać od Eddy71, ale możesz też umieścić TL431 + LM317 lub ogólnie płytkę zabezpieczającą rozładowaną baterię. Lub weź baterię z wbudowanym kontrolerem ładowania. Tyle, że kontroler, którego używam, nie tylko ładuje, ale także zapobiega rozładowaniu akumulatora poniżej 3,1 V, a do tego podłączony jest przycisk taktowania, który umożliwia włączanie / wyłączanie obciążenia.

Zasilacz do ładowania bezprzewodowego Użyłem 12 V 2 Ampery, kosztuje 5 dolców, ale w środku jest kontroler PWM i przełącznik pola na chłodnicy. Jest nawet filtr sieciowy, co mnie ucieszyło. To nie jest tani prosty transformator elektroniczny.

Bardzo często kupujący w naszym sklepie internetowym zadają pytanie:

Ostatnio prawie wszystkie stacje radiowe są wyposażone w akumulatory litowo-jonowe lub litowo-polimerowe, które mają szereg zalet w porównaniu z akumulatorami niklowo-kadmowymi.

To redukcja wagi i wymiarów, brak konieczności wykonywania pełnych cykli ładowania i rozładowania, ładowarki są zawsze automatyczne, nie trzeba liczyć czasu ładowania.

Aby baterie w radiu działały jak najdłużej, należy przestrzegać następujących zasad:

-Pierwsze ładowanie akumulatora

Kupowanie nowy akumulator przed użyciem go potrzebujesz pamiętaj o pełnym naładowaniu. Baterie litowe są wysyłane z fabryki w stanie naładowania od 50 do 70%, ale pierwsze ładowanie jest bardzo ważne, aby baterie działały. Bardzo często użytkownicy biorą nową baterię i rozładowują ją do „głębokiego zera”. Następnie na każdym banku baterii litowej napięcie spada poniżej 3 V i kontroler ładowarki przestaje to widzieć. Przywrócenie tej baterii będzie bardzo trudne, a jeśli pozostanie w tym stanie przez długi czas, bateria całkowicie się zepsuje.

Dlatego postępuj zgodnie z zasadą - nową baterię od razu ładujemy do pełna.

-Szkolenie nowej baterii

Aby nowy akumulator osiągnął swoją nominalną pojemność, należy wykonać co najmniej trzy pełne cykle ładowania i rozładowania po ładowaniu wstępnym. Po takim szkoleniu bateria osiągnie swoją nominalną pojemność i wytrzyma maksymalny okres.

-Jak przechowywać baterie?

Aby uniknąć głębokiego rozładowania, baterie radiotelefonu należy przechowywać odłączone od obudowy radiotelefonu. W przypadku dłuższego przechowywania baterii litowej należy ją naładować od 50 do 70% pojemności znamionowej. Według badań przeprowadzonych przez producentów baterii, pojemność baterii litowych jest tracona w różny sposób w zależności od stopnia ich naładowania.