Paso 1: Teoría de operación
El cuento: se trata de un generador de Cockcroft-Walton colgándose de un transformador resonante. Si no te importa perder un par de minutos con teoría detallada luego carga a adelante lector intrépido! De lo contrario vaya al paso siguiente.
El cuento largo, bueno, no es mucho más largo. Tomar una bobina, hacen resonar a una frecuencia particular usando un condensador, y luego colocarlo cerca de una bobina similar sintonía y utilizar el campo magnético oscilante de la primera la segunda resonancia. Use un convertidor DC AC inteligente y listo, tienes un método de transferencia de energía inalámbrica.
Después de algún detective en internet, me fui sobre la elaboración de la primera parte, un oscilador. Se han utilizado varios métodos de homebrew (ver: Wireless Power Instructable), pero no eran soluciones muy buena o sólo temporales. Usé la sugerencia en la wikipedia de la utilización de un oscilador Colpitts. Esta es una solución decente porque es muerto fácil de construir y, lo más importante, es un oscilador corriente y no un oscilador de voltaje. Como la corriente a través de un inductor es lo que genera el campo magnético, esto es lo que conducirá a ambas bobinas.
La segunda parte es bastante fácil de entender, que las dos bobinas. Aunque no tienen que ser del mismo tamaño físico, tienen que resonar a la misma frecuencia. La combinación del número de vueltas y diámetro determinar la inductancia, y se agregaron algunos condensadores para obtener la correcta frecuencia de oscilación. Se pone complicado cuando usted entra en los detalles sin embargo (y consigue muy, muy detalladas, así que no puse la mayoría aquí) mientras que usted necesita seleccionar el diámetro del alambre con la cantidad de corriente atravesando la bobina, que determinará la cantidad de resistencia en la bobina, que afectará la viabilidad de su oscilador. Para que sea algo fácil, ir con alambre magneto de 24AWG enamled.
Ahora puedes escoger una frecuencia arbitraria algunos-lo para su circuito. Esto me decidí a ir con 80KHz, pasó a ser un bonito terreno intermedio entre facilidad y eficiencia. A continuación, elegir un valor de capacitor que está comúnmente disponible, elegí 150nF. Esto tomó un tiempo para seleccionar porque usted necesita para obtener una inductancia que está dentro del Reino de ser hecho a mano. Utilizando la ecuación:
frecuencia = 1 / (2 * pi * sqrt (inductancia * capacitancia/2)) (de oscilador de Colpitts)
Utilizamos los valores del condensador y la frecuencia para tratar de conseguir la inductancia en los alrededores de 20uH a 70uH. Inductores de aire alrededor de esos valores son fáciles de hacer. He utilizado un valor de 53uH, que a calcular:
Freq = 80k
Cap = 150nF
Freq = 1 / (2 * pi * sqrt (ind * cap/2))
Freq * 2 * pi * sqrt (ind * cap/2) = 1
Ind * cap/2 = (1 / (frecuencia * 2 * pi)) ^ 2
IND = (1 / (frecuencia * 2 * pi)) ^ 2 / (cap/2)
IND = (1 / (80 k * 2 * pi)) ^ 2 / (150nF/2)
Ind = 52.77uH
Desde aquí usted necesita usar esta práctica calculadora de inductor para intentar averiguar qué diámetro y número de vueltas se necesitan. He utilizado valores de ~ 22 vueltas en 6cm de diámetro, con una longitud arbitraria alrededor de 4-5 veces el espesor del alambre para el secundario y ~ 13 vueltas a ~ 15cm. de diámetro para el primario. Estos valores serán su punto de partida solamente. Tienes que experimentar para conseguirlo derecho (cubierto en los próximos pasos de la pareja).
Tenga en cuenta que está utilizando la misma inductancia y capacitancia para ambos las bobinas de resonancia, esto es por lo que es fácil de ajustar. No enloquecer con diferentes inductancias y capacitancias o de lo contrario usted no conseguir que funcione.
OK, la última parte de este cuadro es el convertidor DC AC. Esto es lo que darán forma a la CA recibida en algo que podemos utilizar para cargar un condensador o una batería a un voltaje usable. He usado un generador CW aquí con gran efecto; me permitió sintonizar la bobina auxiliar para producir exactamente la tensión correcta sin pasarse el voltaje de carga. Determina (a través de la experimentación) que un generador de dos etapas sería suficiente, y que generalmente estará bien cuando se trata de generar ~ 5V. Para los condensadores arbitrariamente elegí 2.2uF casquillos, y para los diodos que elegí un buen diodo array con una muy baja 0.38V adelante caída de tensión. El nº es BAS40TW-TP, sin embargo estas son muy pequeñas piezas así que es probable que tenga para diodos de schottky individuales para éste. Sólo tiene que utilizar con una baja caída de tensión y un bajo atrás la corriente de fuga.
¡Vale! Suficiente de esta teoría de la larga-winded e información de fondo, vamos a llegar a las cosas buenas real!
