- ส่วนประกอบที่จำเป็น
- แผนภูมิวงจรรวม
- การสร้างวงจรส่งกำลังแบบไร้สาย
- การทำงานของวงจรถ่ายโอนไฟฟ้าแบบไร้สาย
- ข้อ จำกัด ของวงจร
- การใช้งานระบบส่งกำลังแบบไร้สาย
การโอนไร้สายไฟฟ้าแนวคิดไม่ใหม่ Nikola Tesla ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2433 Nikola Tesla ได้แนะนำการเหนี่ยวนำไฟฟ้าหรือการเชื่อมต่ออุปนัยแบบเรโซแนนซ์โดยการส่องสว่างหลอดไฟสามดวงจากระยะ 60 ฟุตจากแหล่งพลังงาน นอกจากนี้เรายังได้สร้าง Mini Tesla Coil เพื่อถ่ายโอนพลังงาน
Wireless Electricity Transfer หรือ WET เป็นกระบวนการในการจ่ายพลังงานผ่านช่องว่างอากาศโดยไม่ต้องใช้สายไฟหรือลิงค์ทางกายภาพใด ๆ ในระบบไร้สายนี้อุปกรณ์เครื่องส่งจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบแปรผันเวลาหรือความถี่สูงซึ่งส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์รับโดยไม่ต้องเชื่อมต่อทางกายภาพ อุปกรณ์รับจะดึงพลังงานจากสนามแม่เหล็กและส่งไปยังโหลดไฟฟ้า ดังนั้นในการแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงใช้ขดลวดสองขดเป็นขดลวดตัวส่งและขดลวดตัวรับ ขดลวดตัวส่งใช้พลังงานจากกระแสสลับและสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้บนขดลวดตัวรับ
ในโครงการนี้เราจะสร้างวงจรเครื่องส่งสัญญาณไร้สายพื้นฐาน ที่ใช้พลังงานต่ำเพื่อให้ LED เรืองแสง
ส่วนประกอบที่จำเป็น
- ทรานซิสเตอร์ BC 549
- LED
- Breadboards
- เกี่ยวสายไฟ
- ตัวต้านทาน 1.2k
- สายทองแดง
- แบตเตอรี่ 1.5V
แผนภูมิวงจรรวม
แผนงานสำหรับการถ่ายโอนการผลิตไฟฟ้าแบบไร้สายเรืองแสงไฟ LED เป็นเรื่องง่ายและสามารถมองเห็นในภาพด้านล่างมันมีสองส่วน, เครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณ
ที่ด้านเครื่องส่งสัญญาณขดลวดจะเชื่อมต่อผ่านตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ 17 เปิดทั้งสองด้าน และตัวรับสัญญาณถูกสร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบสามตัวคือทรานซิสเตอร์ตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำแกนกลางอากาศหรือขดลวดทองแดง ด้านรับมี LED เชื่อมต่อทั่วขดลวดทองแดง 34 รอบ
การสร้างวงจรส่งกำลังแบบไร้สาย
ที่นี่ทรานซิสเตอร์ที่ใช้คือทรานซิสเตอร์ NPN ทรานซิสเตอร์ NPN พื้นฐานสามารถใช้ได้ที่นี่เช่น BC547
ขดลวดเป็นส่วนสำคัญในการถ่ายเทพลังงานแบบไร้สายและควรสร้างอย่างระมัดระวัง ในโครงการนี้ขดลวดจะทำโดยใช้ลวดทองแดงของ29AWGการสร้างขดลวดแบบเคาะตรงกลางจะทำที่ด้านเครื่องส่งสัญญาณ ใช้และต้องใช้กระดาษห่อม้วนทรงกระบอกเช่นท่อพีวีซีเพื่อหมุนขดลวด
สำหรับเครื่องส่งสัญญาณให้หมุนลวดจนถึง 17 รอบจากนั้นวนรอบสำหรับการเชื่อมต่อก๊อกตรงกลางและอีก 17 รอบของขดลวด และสำหรับเครื่องรับให้หมุนขดลวด 34 รอบโดยไม่ต้องแตะตรงกลาง
การทำงานของวงจรถ่ายโอนไฟฟ้าแบบไร้สาย
ทั้งสองวงจรสร้างขึ้นบนเขียงหั่นขนมและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 1.5V ไม่สามารถใช้วงจรสำหรับแหล่งจ่ายไฟมากกว่า 1.5 โวลต์เนื่องจากทรานซิสเตอร์อาจร้อนขึ้นเนื่องจากการกระจายพลังงานมากเกินไป อย่างไรก็ตามสำหรับการให้คะแนนเพิ่มเติมจำเป็นต้องมีวงจรการขับขี่เพิ่มเติม
การส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายนี้ใช้เทคนิคการมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย วงจรประกอบด้วยสองอ่างสำหรับ alternators เครื่องส่งและรับ
ในส่วนของเครื่องส่งทรานซิสเตอร์กำลังสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูงผ่านขดลวดและขดลวดกำลังสร้างสนามแม่เหล็กรอบ ๆ เมื่อขดลวดถูกเคาะตรงกลางขดลวดทั้งสองด้านจะเริ่มชาร์จขึ้น ด้านหนึ่งของขดลวดเชื่อมต่อกับตัวต้านทานและอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วตัวเก็บรวบรวมของทรานซิสเตอร์ NPN ในระหว่างสภาวะการชาร์จตัวต้านทานฐานจะเริ่มทำงานซึ่งในที่สุดจะเปิดทรานซิสเตอร์ จากนั้นทรานซิสเตอร์จะปลดตัวเหนี่ยวนำเมื่อตัวปล่อยเชื่อมต่อกับกราวด์ การชาร์จและการปลดปล่อยตัวเหนี่ยวนำนี้ก่อให้เกิดสัญญาณการสั่นความถี่สูงมากซึ่งจะส่งต่อไปเป็นสนามแม่เหล็ก
ที่ด้านรับสนามแม่เหล็กนั้นจะถูกถ่ายโอนไปยังขดลวดอื่นและตามกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ขดลวดตัวรับจะเริ่มสร้างแรงดันไฟฟ้า EMF ซึ่งจะใช้ต่อไปเพื่อให้ LED สว่างขึ้น
วงจรได้รับการทดสอบบนเขียงหั่นขนมโดยมี LED เชื่อมต่อผ่านตัวรับสัญญาณ การทำงานโดยละเอียดของวงจรสามารถดูได้จากวิดีโอที่ให้ไว้ในตอนท้าย
ข้อ จำกัด ของวงจร
วงจรขนาดเล็กนี้สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง แต่มีข้อ จำกัด อย่างมาก วงจรนี้ไม่เหมาะที่จะจ่ายพลังงานสูงและมีข้อ จำกัด ด้านแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ประสิทธิภาพยังแย่มาก เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด นี้สามารถสร้างโทโพโลยีแบบผลักดึงโดยใช้ทรานซิสเตอร์หรือมอสเฟตได้ อย่างไรก็ตามเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและเหมาะสมที่สุดควรใช้ IC ของไดรเวอร์การส่งไร้สายที่เหมาะสม
ในการปรับปรุงระยะการส่งให้ม้วนขดลวดให้ถูกต้องและเพิ่มจำนวน จำนวนรอบในขดลวด
การใช้งานระบบส่งกำลังแบบไร้สาย
การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย (WPT) เป็นหัวข้อที่กล่าวถึงอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีนี้เติบโตอย่างรวดเร็วในตลาดเครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับสมาร์ทโฟนและเครื่องชาร์จ
ประโยชน์ของ WPT มีมากมาย บางส่วนมีคำอธิบายด้านล่าง:
ประการแรกในพื้นที่ต้องการพลังงานที่ทันสมัยWPT สามารถกำจัดระบบชาร์จแบบดั้งเดิมโดยการเปลี่ยนการแก้ปัญหาแบบใช้สายชาร์จ สินค้าอุปโภคบริโภคแบบพกพาใด ๆ จำเป็นต้องมีระบบชาร์จของตัวเองการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายสามารถแก้ปัญหานี้ได้โดยการจัดหาโซลูชันพลังงานไร้สายสากลสำหรับอุปกรณ์พกพาเหล่านั้นทั้งหมด มีอุปกรณ์จำนวนมากในตลาดที่มีโซลูชันพลังงานไร้สายในตัวเช่นสมาร์ทวอทช์สมาร์ทโฟนเป็นต้น
ประโยชน์ของ WPT ก็คือว่ามันจะช่วยให้นักออกแบบที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์กันน้ำได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากโซลูชันการชาร์จแบบไร้สายไม่จำเป็นต้องมีพอร์ตจ่ายไฟจึงทำให้อุปกรณ์สามารถกันน้ำได้
นอกจากนี้ยังนำเสนอโซลูชันการชาร์จที่หลากหลายด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพ กำลังส่งสูงถึง 200W โดยสูญเสียการถ่ายโอนพลังงานต่ำมาก
ประโยชน์หลักของการส่งพลังงานแบบไร้สายคืออายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการป้องกันความเสียหายทางกายภาพอันเนื่องมาจากการเสียบอุปกรณ์ชาร์จข้ามขั้วต่อหรือพอร์ตต่างๆ สามารถชาร์จอุปกรณ์หลายเครื่องจากแท่นเดียว นอกจากนี้ยังสามารถชาร์จรถยนต์อิเล็กทรอนิกส์โดยใช้การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายในระหว่างที่จอดรถ
การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายสามารถมีแอพพลิเคชั่นขนาดใหญ่และ บริษัท ใหญ่ ๆ หลายแห่งเช่น Bosch, IKEA, Qi กำลังทำงานกับโซลูชันล้ำยุคโดยใช้การส่งพลังงานแบบไร้สาย
