Construa sua própria estação de carregamento sem fio !: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

A empresa Apple, recentemente introduziu a tecnologia de carregamento sem fio. É uma ótima notícia para muitos de nós, mas qual é a tecnologia por trás disso? E como funciona o carregamento sem fio? Neste tutorial, vamos aprender como funciona o carregamento sem fio e como realmente construir um! Então, não vamos perder mais tempo e começar nossa jornada para o sucesso! E eu sou seu tutor de 13 anos, Darwin!

Etapa 1: Como funciona o carregamento sem fio

Agora vamos ver como funciona o carregamento sem fio. Você deve saber que a corrente que flui através de um fio cria um campo magnético, como mostrado na primeira foto. O campo magnético gerado pelo fio é muito fraco, então podemos enrolar o fio para formar uma bobina e obter um campo magnético maior, como mostrado na segunda foto.

Também ao contrário, quando houver campo magnético próximo e perpendicular a um fio, o fio irá captar o campo magnético e a corrente fluirá, conforme mostrado na primeira foto.

Agora você deve ter adivinhado como funciona o carregamento sem fio. No carregamento sem fio, temos uma bobina transmissora que gera campos magnéticos. Então temos uma bobina receptora que pega o campo magnético e carrega o telefone.

Etapa 2: AC e DC

AC e DC, também conhecidos como Corrente Alternada e Corrente Contínua, são conceitos muito básicos em eletrônica.

DC, ou corrente contínua, a corrente flui de um nível de tensão mais alto para um nível de tensão mais baixo e a direção da corrente não muda. Significa simplesmente que se tivermos 5 volts e 0 volts (terra), a corrente fluirá de 5 volts para 0 volts (terra). E a tensão pode mudar, desde que a direção do fluxo da corrente não mude. Conforme mostrado na primeira foto.

AC, ou corrente alternada. Porém, como o nome sugere que há uma direção alternada de fluxo de corrente, o que isso significa? Isso significa que o fluxo de corrente é revertido após um tempo específico. E a taxa de reversão do fluxo de corrente é medida em Hertz (Hz). Por exemplo, temos uma tensão CA de 60 Hz, teremos 60 ciclos de reversões de corrente, o que significa 120 reversões, já que 1 ciclo de CA significa 2 reversões. Conforme mostrado na primeira foto.

Eles são muito importantes para o circuito de carregamento sem fio. Precisamos usar AC para acionar a bobina transmissora, uma vez que o receptor só pode gerar sinal elétrico quando há um campo magnético alternado.

Etapa 3: Bobinas: Indutância

Você sabe como uma bobina cria um campo magnético agora, mas vamos cavar mais fundo. A bobina, também conhecida como indutor, tem uma indutância. Todo condutor tem uma indutância, até mesmo um fio!

A indutância é medida em "Henry" ou 'H'. milliHenry (mH) e microHenry (uH) são as unidades mais comumente usadas para indutores. mH é * 10e-3H e uH é * 10e-6H. Claro, você pode ir ainda menor para nanoHenry (nH) ou até mesmo picoHenry (pH), mas isso não é usado na maioria dos circuitos. E geralmente não vamos além do milliHenry (mH).

Quanto maior for o número de voltas para as bobinas, maior será a indutância.

Um indutor resiste a mudanças de fluxo de corrente. Por exemplo, temos uma diferença de tensão aplicada a um indutor. Em primeiro lugar, a bobina não quer deixar a corrente fluir por ela mesma. A tensão continua empurrando a corrente através do indutor, o indutor começou a deixar a corrente fluir. Ao mesmo tempo, o indutor está carregando o campo magnético. Por fim, a corrente pode fluir completamente através do indutor e o campo magnético é completamente carregado.

Agora, se removermos de repente a alimentação de tensão para o indutor. O indutor não quer interromper o fluxo de corrente, então ele continua empurrando a corrente através dele. Ao mesmo tempo, o campo magnético começou a entrar em colapso. Com o tempo, o campo magnético será usado e nenhuma corrente fluirá novamente.

Se construirmos um gráfico de voltagem e corrente através do indutor, veremos o resultado na segunda imagem, a voltagem é representada como "VL" e a corrente é representada por "I", a corrente é deslocada cerca de 90 graus em relação à voltagem.

Por fim, temos o diagrama de circuito de um indutor (ou uma bobina), é como quatro semicírculos, como mostrado na terceira foto. Um indutor não tem polaridade, o que significa que você pode conectá-lo ao seu circuito de qualquer maneira.

Etapa 4: como ler um diagrama de circuito

Agora você sabe muito sobre eletrônica. Mas antes de construir algo útil, temos que saber ler um diagrama de circuitos, também conhecido como esquemático.

Um esquema descreve como os componentes se conectam e é muito importante, pois mostra como o circuito está conectado e dá uma ideia mais clara do que está acontecendo.

A primeira imagem é um exemplo de esquema, mas há tantos símbolos que você não entende. Cada símbolo especificado como L1, Q1, R1, R2 etc. é um símbolo para um componente elétrico. E há tantos símbolos para componentes como mostrado na segunda imagem.

As linhas que se conectam a cada componente obviamente conectam um componente a outro, por exemplo, na terceira e na quarta fotos, e podemos ver um exemplo real de como um circuito é conectado com base em um esquema.

O R1, R2, Q1, Q2, L2 etc. na primeira imagem é chamado de prefixo, que é como um rótulo, para dar um nome ao componente. Fazemos isso porque é útil quando se trata de PCB, placa de circuito impresso, solda.

O 470, 47k, BC548, 9V etc. na primeira imagem é o valor de cada componente.

Esta pode não ser uma explicação clara, se você quiser mais detalhes, acesse este site.

Etapa 5: Nosso circuito de carregamento sem fio

Então, aqui está o esquema de nosso projeto de carregador sem fio. Tire algum tempo para olhar e começaremos a compilar! Versão mais clara aqui:

Explicação: Em primeiro lugar, o circuito recebe 5 volts do conector X1. Em seguida, a tensão está sendo aumentada para 12 volts para acionar a bobina. O NE555 em combinação com dois drivers mosfet ir2110 para criar um sinal on off que será usado para conduzir os 4 mosfets. Os 4 mosfets são ligados e desligados para criar um sinal AC para acionar a bobina do transmissor.

Você pode acessar o site listado acima e rolar até a parte inferior para localizar a BOM (lista de materiais) e pesquisar por esses componentes, exceto por X1 e X2 em lcsc.com. (X1 e X2 são conectores)

Para X1, é uma porta micro-usb, então você precisa comprá-la aqui.

Para o X2, é na verdade a bobina do transmissor, então você precisa comprá-la aqui.

Etapa 6: comece a construir

Você viu o esquema e vamos começar a compilar.

Em primeiro lugar, você precisará comprar alguma placa de ensaio. Uma placa de ensaio é como na primeira foto. Cada 5 orifícios da placa de ensaio são conectados uns aos outros, como mostrado na figura dois. Na foto três, temos 4 trilhos conectados um ao outro.

Agora siga o esquema e inicie a construção!

Os resultados finais estão na foto quatro.

Etapa 7: Ajustando a frequência

Agora você terminou o circuito, mas ainda deseja ajustar um pouco a frequência da bobina do transmissor. Você pode fazer isso ajustando o medidor de potencial R10. Basta pegar um parafuso e ajustar o medidor de potencial.

Você pode pegar uma bobina receptora e conectá-la a um LED com resistor. Em seguida, coloque a bobina no topo da bobina do transmissor, conforme mostrado. Comece ajustando a frequência até ver que o LED está com brilho máximo.

Depois de algumas tentativas e erros, seu circuito está ajustado! E o circuito está basicamente completo.

Etapa 8: Atualizando seu circuito

Agora, você terminou seu circuito, mas pode pensar que o circuito está um pouco desorganizado. É por isso que você pode atualizar seu circuito e até transformá-lo em um produto!

Em primeiro lugar, é o próprio circuito. Em vez de usar breadboard, desta vez projetei e encomendei alguns PCBs. Que significa Placas de Circuito Impresso. Um PCB é basicamente uma placa de circuito que tem conexões em si mesma, portanto, não há mais cabos de jumper. Cada componente em um PCB também tem seu próprio lugar. Você pode solicitar o PCB no JLCPCB por um preço muito baixo.

O PCB que projetei usava componentes SMD, que são dispositivos de montagem em superfície. O que significa que o componente foi soldado diretamente no PCB. Outro tipo de componente são os componentes THT, que todos nós acabamos de usar, também conhecidos como Through Hole Technology, é que o componente passa pelos orifícios do PCB ou da nossa placa de circuito. O design é mostrado na imagem. Você pode encontrar os designs aqui.

Em segundo lugar, você pode imprimir em 3D um gabinete para ele, o link para os arquivos 3D stl está aqui.

É basicamente isso! Você construiu com sucesso um carregador sem fio! Mas sempre verifique se o seu telefone suporta carregamento sem fio. Muito obrigado por seguir este tutorial! Se houver alguma dúvida, sinta-se à vontade para me enviar um e-mail para [email protected]. O Google também é um grande ajudante! Tchau.