Беспроводная передача энергии - это будущее! С помощью этого небольшого экспериментального набора вы сможете самостоятельно изучить эту технологию! Требуется очень мало, и на расстоянии от 10 до 25 сантиметров вы можете передать (небольшое) количество энергии.
Беспроводная зарядка всех видов оборудования, вероятно, станет очень распространенной в ближайшие несколько лет. Эта технология обычно включает две связанные катушки, в которых энергия передается от одной катушки к другой в электромагнитном поле.
Схема передатчика состоит из генератора, построенного на четырех инверторов КМОП микросхемы 4069.
Частота генератора установлена на частоте 13,56 МГц (X1). Эта частота также доступна на выводе на плате передатчика и может быть использована для других экспериментов. Сам кварцевый генератор собран на инверторе IC1.A и кварце X1 вместе с резистором R1 и двумя нагрузочными конденсаторами C1 и C2. Сигнал буферизируется IC1.B и затем поступает на двухтактный выходной каскад, состоящий из IC1.C и IC1.D, которые, в свою очередь, приводят в действие маломощные транзисторы MOS-FET T1 и T2.
К выходу подключена цепь LC, сделанная из катушки с 5 витками. Эта последовательно-резонансная схема будет позже настроена на частоту кварца, так что катушка будет генерировать максимально возможную выходную мощность. Для предотвращения помех другому оборудованию выходная мощность этого передатчика ограничена, и используемая частота - это та же частота, на которой работают многие считыватели RFID (эта частота находится в одной из так называемых полос ISM).
Конструкция приемника еще проще.
Он состоит из сети LC с теми же физическими размерами, что и у передатчика, дополненной мостовым выпрямителем, состоящим из D1-D4 и небольшим фильтрующим конденсатором C2. Нагрузка состоит из (красного) высокоэффективного светодиода. Здесь также цепь LC настроена с подстроечным конденсатором на частоту 13,56 МГц.
Конструкция обеих устройств настолько проста, что их можно легко собрать на паре маленьких кусочков макетной платы. Но чтобы сделать вашу жизнь еще проще, здесь в статье прикладываются рисунки плат.
В качестве источника питания для передатчика будет достаточно 9 вольтовой батареи. Катушка состоит из 5 витков эмалированной медной проволоки с размерами около 3,5 х 5,5 см (намотайте ее на спичечный коробок или что-то подобное). Конструкция приемника еще проще. Как обычно, обратите внимание на полярность диодов и светодиодов (более короткий вывод - катод). Теперь обе печатные платы должны быть настроены.
Сначала нужно убедится, что все детали установлены правильно. Подключите 9 вольтовую батарею. Расположите передатчик и приемник на расстоянии около 10 сантиметров друг от друга. Светодиод, вероятно, уже немного загорится. Если это не так, возможно, надо подстроить конденсатор подстроечный на передатчике и приемнике. Немного поверните один из построечных конденсаторов.
Используя диэлектрическую отвертку (это также может быть небольшая деревянная палочка с заточенным концом в форме отвертки), сначала медленно вращайте подстроечный конденсатор на передатчике, пока не найдете точку, где светодиод будет самым ярким. После этого сделайте то же самое в приемнике, светодиод станет гореть еще ярче при оптимальном положении конденсатора.
При необходимости повторите регулировку с другим расстоянием между катушками. Вы можете выполнить эту настройку с помощью металлической отвертки, но металл будет влиять на цепь генератора. Когда отвертка удалена, частота немного изменится.
Теперь вы можете поэкспериментировать с комбинацией этих двух цепей, расположив передатчик и приемник ближе друг к другу или дальше друг от друга, и наблюдать, как изменяется яркость светодиода, когда катушки удерживаются в различной ориентации относительно друг друга. Также можно экспериментировать с другими формами и размерами катушек (но не забывайте настраивать построечные конденсаторы). При использовании тестовой модели светодиод при оптимальной настройке все еще был четко виден на расстоянии около 20 сантиметров от катушки. Приятных экспериментов. Всем спасибо за прочтение.