Ako funguje bezdrôtové nabíjanie smartfónu? 21. augusta 2016
V súčasnosti čoraz častejšie počúvam o bezdrôtovom nabíjaní. Pred štyrmi mesiacmi, keď som hľadal sám seba nové auto, videl som Kia Sportage s takouto vstavanou nabijackou. Tiež som si pomyslel, komu je to určené, len niekoľkým? Zdalo sa, že na to musíte mať nejaký skvelý model telefónu alebo nejaké drahé vybavenie. Ale ukázalo sa, že aj môj telefón priemerná cena podporuje túto technológiu. Rozmýšľal som nad tým, vôbec nepoznám princípy, ako to funguje. Zdalo sa mi, že táto technológia je stále dosť „ďaleko“ od priemerného človeka, ale je už blízko a úplne dostupná.
Poďme sa na to pozrieť bližšie...
Ukazuje sa, že princíp fungovania bezdrôtovej nabíjačky je veľmi jednoduchý - stačí umiestniť gadget na špeciálny panel, aby sa mohol nabíjať. Príslušenstvo je založené na princípe činnosti indukčnej cievky.
Bezdrôtové zubné kefky už dlho využívajú bezdrôtové nabíjanie. Technológiu tradične trápili problémy s nízkou účinnosťou a pomalým nabíjaním, no v prípade zubnej kefky alebo elektrického holiaceho strojčeka, ktoré používate len pár minút každý deň, to neboli kritické nedostatky. Použitie indukčného nabíjania je bezpečnejšie z toho hľadiska, že nie je potrebné skratovať vodič a nedotknete sa náhodou mokrými rukami oblastí so slabou izoláciou.
Tento spôsob prenosu energie je v poslednej dobe veľmi populárny. V roku 2015 začala celosvetovo populárna značka predávať nábytok, ktorý by mal v sebe zabudovaný modul bezdrôtového nabíjania. Všetky vlajkové modely smartfónov dnes podporujú Qi.
Očakáva sa, že vysielače alebo inak povedané moduly sa čoskoro objavia na letiskách, v reštauráciách, kinách, v prevádzkach rýchleho občerstvenia, nákupné centrá, ktorá vám umožní kedykoľvek nabíjať telefóny a tablety. V skutočnosti to uľahčí život používateľom mobilných gadgetov. Vstupujeme do novej éry, kedy nie je potrebné nosiť so sebou všade káblové nabíjačky pre všetky zariadenia, ktoré používame.
Štandard bezdrôtového napájania sa nazýva Qi. V ruskom prepise sa slovo vyslovuje ako „Qi“. Norma nesie tento názov na počesť pojmu východnej filozofie a znamená prúdenie energie. Je vyvinutý organizáciou Wireless Electromagnetic Power Consortium WPC. Táto organizácia združuje svetových výrobcov elektroniky a kladie si dôležitú úlohu - štandardizovať proces nabíjania gadgetov pomocou indukčnej metódy. V blízkej budúcnosti bude možné všetky zariadenia nabíjať bez pripojenia k sieti. Je to neuveriteľne pohodlné. Každý z nás sa aspoň raz stretol so situáciou, kedy sa vybil smartfón. Musíme urýchlene hľadať cestu von. Čoskoro sa moduly bezdrôtového nabíjania objavia na všetkých verejných miestach, ako aj v domácnosti každého používateľa.
Doma môžete modul jednoducho umiestniť na vhodné miesto a na rozdiel od káblového „nabíjania“ sa nikdy nestratí. Stačí naň umiestniť gadget a chvíľu počkať, kým sa kapacita batérie doplní. Princíp činnosti bezdrôtového „nabíjania“ je založený na vlastnostiach indukčnej cievky na prenos elektrického prúdu. Na školskom kurze fyziky nás učili, že keď sa indukčná cievka pripojí k zdroju energie, objaví sa v nej magnetické pole kolmo na závity cievky. Ak teda umiestnite dve cievky do dosahu magnetického poľa a zároveň jednu z nich pripojíte k zdroju energie, v druhej cievke sa objaví napätie. Je dôležité vziať do úvahy skutočnosť, že dve indukčné cievky by sa nikdy nemali navzájom dotýkať. Tento jednoduchý princíp sa využíva pri fungovaní bezdrôtových nabíjačiek, ktoré podporujú technológiu Qi.
Existujú dva druhy štandardu Qi. Prvý zahŕňa nabíjanie pri nízkom výkone - 5 wattov a druhý - pri vysokom výkone - 120 wattov. Vysokovýkonné Qi v súčasnosti výrobcovia z objektívnych faktorov nevyrábajú. Pomocou Qi pri 120 wattoch môžete nabíjať svoj laptop. Qi pri 5 wattoch sa používa na doplnenie kapacity batérie tabletových počítačov a telefónov. Je potrebné poznamenať, že tablety a smartfóny vyžadujú rôzne prúdy. Bezdrôtový Nabíjačka pre telefón vytvára prúd 1 ampér a pre tabletový počítač - 2 ampéry. Pri výbere príslušenstva nezabudnite venovať pozornosť týmto vlastnostiam.
Moderná bezdrôtová nabíjačka sa skladá z dvoch komponentov. Jeden z nich je zabudovaný priamo do gadgetu, ktorý podporuje Qi a nazýva sa prijímačom bezdrôtového nabíjania. V podstate ide o prijímač, ktorý vedie elektrický prúd do batérie. Druhý komponent sa nazýva vysielač. Ak máte na mysli kúpu bezdrôtového „nabíjania“, hovoríme o vysielači. Prichádzajú v rôznych tvaroch a veľkostiach. Najbežnejšími typmi sú okrúhle a obdĺžnikové vysielače.
Aby ste lepšie pochopili, ako funguje bezdrôtové nabíjanie, mali by ste zvážiť, že magnetické pole môže prenášať nielen elektrický prúd, ale aj údaje o bajtoch a bitoch, čo vývojári štandardu Qi zohľadnili. K interakcii medzi cievkami dôjde až v okamihu, keď je gadget so vstavaným vysielačom blízko vysielača. Ak príslušenstvo na nabíjanie gadgetu funguje na pozadí, potom impulz vysielaný vysielačom každých 0,4 sekundy nezmení napätie v cievke zabudovanej vo vysielači. Môžeme konštatovať, že moderné príslušenstvo dokáže rozpoznať, v akom režime má pracovať. Akonáhle je smartfón v blízkosti vo vzdialenosti niekoľkých centimetrov, napätie v indukčnej cievke prudko klesne a zariadenie prejde do aktívneho prevádzkového režimu. Akonáhle je batéria smartfónu nabitá, príslušný signál prepne nabíjačku do pozadia. Môžeme konštatovať, že moderné bezdrôtové príslušenstvo na doplnenie kapacity batérie je energeticky efektívne.
Ešte viac grafov a vzorcov
Niektorí používatelia sa mylne domnievajú, že bezdrôtové nabíjanie Qi môže byť zdraviu škodlivé. Faktom je, že magnetické žiarenie nie je ionizujúce. Z hľadiska účinku na organizmus je podobný signálu mobilného telefónu, signálu Wi-Fi, či rádiového signálu. Signál mobilnej siete, ktorý prichádza z veže, je zároveň silnejší a nepretržitý, pričom elektromagnetické žiarenie zmizne ihneď po nabití batérie smartfónu. Výkon bezdrôtových nabíjačiek je 5 wattov. Pôsobiť na ľudský organizmus nestačí. O negatívnom vplyve môžeme hovoriť iba vtedy, ak je výkon takýchto zariadení 120 wattov. Takéto modely sa však nevyrábajú v priemyselnom meradle. To vysvetľuje nedostatok bezdrôtových nabíjačiek pre notebooky. Je dôležité vedieť, že technológia bezdrôtového nabíjania batérií sa už dlho používa v mnohých modeloch elektrických holiacich strojčekov a elektrických zubných kefiek, čo opäť dokazuje jej bezpečnosť.
Perspektívy
Toto indukčné nabíjanie môže byť pohodlné, no problémom je krátky dosah. To dramaticky znižuje použiteľnosť tejto technológie. Zmení sa to? Možno. Uskutočnilo sa veľa výskumov o potenciáli bezdrôtového nabíjania a zaznamenali sa pokroky v dosahu v rôznych technológiách. Lasery, mikrovlnné rúry a výkonnejšie možnosti indukčného nabíjania dokázali dosiahnuť dlhšie prenosové vzdialenosti. Nevýhody bránia šíreniu tohto príliš silného žiarenia vyššie uvedených technológií. Môžete sa popáliť alebo ešte horšie. Ťažko povedať, kto si dlaň odnesie na tomto trhu. Prvým kandidátom je Apple, pretože spoločnosť si nechala patentovať zariadenie, ktoré sa údajne dokáže nabíjať zo vzdialenosti až jedného metra. Konzorcium Wireless Power Consortium tiež neustále hľadá najlepšie možnosti. A potom je tu spoločnosť Intel, ktorá nedávno oznámila, že pracuje na technológii integrovaných magnetických zariadení, ktoré sa zmestia do notebooku a rozdelia energiu do blízkych smartfónov a periférnych zariadení.
zdrojov
Ako sa nabíja batéria? Je obvod tohto zariadenia komplikovaný alebo nie, aby ste si zariadenie vyrobili vlastnými rukami? Je zásadne odlišný od toho, čo sa používa pri mobilných telefónoch? Pokúsime sa odpovedať na všetky otázky uvedené ďalej v článku.
Všeobecné informácie
Batéria hrá veľmi dôležitú úlohu pri fungovaní zariadení, jednotiek a mechanizmov, ktoré na svoju prevádzku vyžadujú elektrickú energiu. Takže v vozidiel pomáha naštartovať motor auta. A v mobilných telefónoch nám batérie umožňujú telefonovať.
Nabíjanie batérie, obvod a princípy fungovania tohto zariadenia sú diskutované aj na školskom kurze fyziky. Ale, bohužiaľ, v čase, keď zmaturujú, veľa z týchto vedomostí sa zabudne. Preto sa ponáhľame pripomenúť, že činnosť batérie je založená na princípe rozdielu napätia (potenciálu) medzi dvoma doskami, ktoré sú špeciálne ponorené do roztoku elektrolytu.
Prvé batérie boli medeno-zinkové. Odvtedy sa však výrazne zlepšili a zmodernizovali.
Ako funguje batéria?
Jediným viditeľným prvkom každého zariadenia je puzdro. Poskytuje spoločnú a integritu dizajnu. Je potrebné poznamenať, že názov „batéria“ možno plne aplikovať iba na jeden batériový článok (nazývajú sa aj banky) a pre rovnakú štandardnú 12 V autobatériu je ich len šesť.
Vráťme sa k telu. Sú naň kladené prísne požiadavky. Takže by to malo byť:
- odolné voči agresívnym chemikáliám;
- schopný odolávať výrazným teplotným výkyvom;
- s dobrou odolnosťou voči vibráciám.
Všetky tieto požiadavky spĺňa moderný syntetický materiál - polypropylén. Podrobnejšie rozdiely by sa mali zvýrazniť až pri práci s konkrétnymi vzorkami.
Princíp činnosti
Ako príklad uvedieme olovené batérie.
Pri zaťažení terminálu začne prebiehať chemická reakcia, ktorá je sprevádzaná uvoľňovaním elektriny. Časom sa batéria vybije. Ako sa obnovuje? Či existuje a jednoduchý obvod?
Nabíjanie batérie nie je ťažké. Je potrebné vykonať opačný proces - na svorky sa privádza elektrina, opäť dochádza k chemickým reakciám (obnoví sa čisté olovo), čo v budúcnosti umožní použitie batérie.
Počas nabíjania sa tiež zvyšuje hustota elektrolytu. Batéria tak obnoví svoje pôvodné vlastnosti. Čím lepšia technológia a materiály použité pri výrobe, tým viac cyklov nabíjania/vybíjania batéria vydrží.
Aké elektrické obvody na nabíjanie batérií existujú?
Klasické zariadenie je vyrobené z usmerňovača a transformátora. Ak vezmeme do úvahy všetky rovnaké autobatérie s napätím 12 V, potom majú nabíjačky pre ne konštantný prúd približne 14 V.
prečo je to tak? Toto napätie je potrebné na to, aby cez vybitú autobatériu mohol pretekať prúd. Ak má sám 12 V, tak mu nepomôže zariadenie s rovnakým výkonom, preto naberajú vyššie hodnoty. Ale vo všetkom, čo potrebujete vedieť, kedy prestať: ak príliš zvýšite napätie, bude to mať škodlivý vplyv na životnosť zariadenia.
Preto, ak chcete vyrobiť zariadenie vlastnými rukami, musíte hľadať vhodné schémy nabíjania pre autobatérie pre automobily. To isté platí pre inú technológiu. Ak je potrebný nabíjací obvod, potom je potrebné 4 V zariadenie a nič viac.
Proces obnovy
Povedzme, že máte obvod na nabíjanie batérie z generátora, podľa ktorého bolo zariadenie zostavené. Batéria je pripojená a proces obnovy sa začne okamžite. Postupom času budú zariadenia rásť. Spolu s ním klesne aj nabíjací prúd.
Keď sa napätie blíži k maximálnej možnej hodnote, tento proces sa prakticky vôbec nevyskytuje. To znamená, že zariadenie sa úspešne nabilo a možno ho vypnúť.
Je potrebné zabezpečiť, aby prúd batérie bol iba 10% jej kapacity. Okrem toho sa neodporúča prekročiť túto hodnotu ani ju znížiť. Ak teda pôjdete po prvej ceste, elektrolyt sa začne vyparovať, čo výrazne ovplyvní maximálna kapacita a výdrž batérie. Na druhej ceste nenastanú potrebné procesy v potrebnej intenzite, preto negatívne procesy budú pokračovať, aj keď v o niečo menšej miere.
Nabíjačka
Popísané zariadenie je možné zakúpiť alebo zostaviť vlastnými rukami. Pre druhú možnosť budeme potrebovať elektrické obvody na nabíjanie batérií. Výber technológie, ktorou sa bude vyrábať, by mal závisieť od toho, ktoré batérie sú cieľom. Budete potrebovať nasledujúce komponenty:
- (navrhnuté na predradných kondenzátoroch a transformátore). Čím vyšší indikátor je možné dosiahnuť, tým väčší bude prúd. Vo všeobecnosti by to malo stačiť na to, aby nabíjanie fungovalo. Spoľahlivosť tohto zariadenia je však veľmi nízka. Takže ak sú kontakty prerušené alebo je niečo zmiešané, transformátor aj kondenzátory zlyhajú.
- Ochrana v prípade pripojenia „nesprávnych“ pólov. Na tento účel môžete vytvoriť relé. Podmienené pripojenie je teda založené na dióde. Ak si pomýlite plus a mínus, neprejde prúdom. A keďže je k nemu pripojené relé, bude bez napätia. Okrem toho je možné tento obvod použiť so zariadením na báze tyristorov aj tranzistorov. Musí byť pripojený k prerušeniu vodičov, pomocou ktorých je samotné nabíjanie pripojené k batérii.
- Automatizácia, ktorú by nabíjanie batérie malo mať. Obvod v tomto prípade musí zabezpečiť, že zariadenie bude fungovať len vtedy, keď je to skutočne potrebné. Na tento účel rezistory menia prah odozvy riadiacej diódy. 12 V batérie sa považujú za plne menovité, keď je ich napätie v rozmedzí 12,8 V. Preto je tento indikátor pre tento obvod žiaduci.
Záver
Pozreli sme sa teda na to, čo je nabíjanie batérie. Obvod tohto zariadenia môže byť vyrobený na jednej doske, ale treba poznamenať, že je to dosť komplikované. Preto sa vyrábajú viacvrstvové.
V rámci článku vám boli predstavené rôzne schémy zapojenia, z ktorých je jasné, ako sa v skutočnosti nabíjajú batérie. Musíte však pochopiť, že ide len o všeobecné obrázky a podrobnejšie obrázky s údajmi o prebiehajúcich chemických reakciách sú špeciálne pre každý typ batérie.
Na fotografii je domáca automatická nabíjačka na nabíjanie 12 V autobatérií s prúdom do 8 A, zostavená v kryte z milivoltmetra B3-38.
Prečo potrebujete nabíjať autobatériu?
nabíjačka
Batéria v aute sa nabíja pomocou elektrického generátora. Na ochranu elektrických zariadení a zariadení pred vysokým napätím generovaným automobilový generátor, po ňom je nainštalovaný reléový regulátor, ktorý obmedzuje napätie na palubnej siete auto do 14,1±0,2 V. Na úplné nabitie batérie je potrebné napätie aspoň 14,5 V.
Nie je teda možné úplne nabiť batériu z generátora a pred nástupom chladného počasia je potrebné batériu dobiť z nabíjačky.
Analýza obvodov nabíjačky
Schéma výroby nabíjačky z počítačového zdroja vyzerá atraktívne. Štrukturálne schémy počítačových zdrojov sú rovnaké, ale elektrické sú odlišné a modifikácia vyžaduje vysokú kvalifikáciu v oblasti rádiového inžinierstva.
Zaujal ma kondenzátorový obvod nabíjačky, účinnosť je vysoká, nevytvára teplo, poskytuje stabilný nabíjací prúd bez ohľadu na stav nabitia batérie a výkyvy v napájacej sieti a nebojí sa výstupu skraty. Má to však aj nevýhodu. Ak sa počas nabíjania stratí kontakt s batériou, napätie na kondenzátoroch sa niekoľkonásobne zvýši (kondenzátory a transformátor tvoria rezonančný oscilačný obvod s frekvenciou siete) a prerazia sa. Bolo potrebné odstrániť iba tento jeden nedostatok, čo sa mi podarilo.
Výsledkom bol obvod nabíjačky bez vyššie uvedených nevýhod. Už viac ako 16 rokov účtujem akékoľvek kyselinové batérie pri 12 V. Prístroj funguje bezchybne.
Schematická schéma nabíjačky do auta
Napriek zjavnej zložitosti je obvod domácej nabíjačky jednoduchý a pozostáva len z niekoľkých kompletných funkčných jednotiek.
Ak sa vám zdá okruh na opakovanie komplikovaný, môžete si zostaviť ďalší, ktorý funguje na rovnakom princípe, ale bez funkcie automatického vypnutia, keď je batéria úplne nabitá.
Obvod obmedzovača prúdu na predradných kondenzátoroch
V autonabíjačke kondenzátorov je regulácia veľkosti a stabilizácia nabíjacieho prúdu batérie zabezpečená zapojením predradných kondenzátorov C4-C9 do série s primárnym vinutím výkonového transformátora T1. Čím väčšia je kapacita kondenzátora, tým väčší je nabíjací prúd batérie.
V praxi ide o kompletnú verziu nabíjačky, za diódový mostík môžete pripojiť batériu a nabíjať ju, no spoľahlivosť takéhoto obvodu je nízka. Ak dôjde k prerušeniu kontaktu s pólmi batérie, kondenzátory môžu zlyhať.
Kapacita kondenzátorov, ktorá závisí od veľkosti prúdu a napätia na sekundárnom vinutí transformátora, môže byť približne určená vzorcom, ale je ľahšie sa orientovať pomocou údajov v tabuľke.
Na reguláciu prúdu, aby sa znížil počet kondenzátorov, môžu byť zapojené paralelne v skupinách. Moje prepínanie sa vykonáva pomocou dvojprúdového prepínača, ale môžete nainštalovať niekoľko prepínačov.
Ochranný obvod
z nesprávneho pripojenia pólov batérie
Ochranný obvod proti prepólovaniu nabíjačky, keď nie správne pripojenie pripojenie batérie na svorky sa vykonáva pomocou relé P3. Ak je batéria nesprávne pripojená, dióda VD13 neprechádza prúdom, relé je bez napätia, kontakty relé K3.1 sú otvorené a na svorky batérie netečie žiadny prúd. Pri správnom pripojení sa relé aktivuje, kontakty K3.1 sa uzavrú a batéria sa pripojí k nabíjaciemu obvodu. Tento ochranný obvod proti prepólovaniu je možné použiť s akoukoľvek nabíjačkou, tranzistorovou aj tyristorovou. Stačí ho pripojiť k prerušeniu vodičov, ktorými je batéria pripojená k nabíjačke.
Obvod na meranie prúdu a napätia nabíjania batérie
Vďaka prítomnosti spínača S3 na schéme vyššie je možné pri nabíjaní batérie ovládať nielen množstvo nabíjacieho prúdu, ale aj napätie. O horná pozícia S3, meria sa prúd, v spodnej časti - napätie. Ak nie je nabíjačka pripojená k sieti, voltmeter zobrazí napätie batérie a keď sa batéria nabíja, napätie nabíjania. Mikroampérmeter M24 s elektromagnetický systém. R17 obchádza hlavu v režime merania prúdu a R18 slúži ako delič pri meraní napätia.
Obvod automatického vypnutia nabíjačky
keď je batéria úplne nabitá
Na napájanie operačného zosilňovača a vytvorenie referenčného napätia slúži stabilizačný čip DA1 typu 142EN8G 9V. Tento mikroobvod nebol vybraný náhodou. Keď sa teplota telesa mikroobvodu zmení o 10º, výstupné napätie sa nezmení o viac ako stotiny voltu.
Systém automatického vypnutia nabíjania pri dosiahnutí napätia 15,6 V je vyrobený na polovici čipu A1.1. Pin 4 mikroobvodu je pripojený na delič napätia R7, R8 z ktorého je naň privádzané referenčné napätie 4,5 V. Pin 4 mikroobvodu je pripojený k ďalšiemu deliču pomocou rezistorov R4-R6, rezistor R5 je ladiaci odpor k nastavte prevádzkový prah stroja. Hodnota odporu R9 nastavuje prah pre zapnutie nabíjačky na 12,54 V. Vďaka použitiu diódy VD7 a odporu R9 je zabezpečená potrebná hysterézia medzi zapínacím a vypínacím napätím nabíjania batérie.
Schéma funguje nasledovne. Pri pripojení k nabíjačke autobatérie, ktorého napätie na svorkách je menšie ako 16,5 V, na kolíku 2 mikroobvodu A1.1 je nastavené napätie dostatočné na otvorenie tranzistora VT1, tranzistor sa otvorí a aktivuje sa relé P1, spájajúce primárne vinutie transformátora s kontaktmi K1.1 do siete cez blok kondenzátorov a začne sa nabíjanie batérie.
Akonáhle nabíjacie napätie dosiahne 16,5 V, napätie na výstupe A1.1 klesne na hodnotu nedostatočnú na udržanie tranzistora VT1 v otvorenom stave. Relé sa vypne a kontakty K1.1 prepoja transformátor cez pohotovostný kondenzátor C4, pri ktorom bude nabíjací prúd rovný 0,5 A. Obvod nabíjačky bude v tomto stave, kým napätie na batérii neklesne na 12,54 V Hneď ako sa napätie nastaví na hodnotu 12,54 V, relé sa opäť zapne a nabíjanie bude pokračovať špecifikovaným prúdom. V prípade potreby je možné vypnúť automatický riadiaci systém pomocou spínača S2.
Systém automatického sledovania nabíjania batérie teda eliminuje možnosť prebitia batérie. Batériu je možné nechať pripojenú k priloženej nabíjačke minimálne celý rok. Tento režim je relevantný pre motoristov, ktorí jazdia iba v letný čas. Po skončení pretekárskej sezóny môžete batériu pripojiť k nabíjačke a vypnúť ju až na jar. Aj keď dôjde k výpadku prúdu, keď sa vráti, nabíjačka bude pokračovať v nabíjaní batérie ako zvyčajne.
Princíp činnosti obvodu na automatické vypnutie nabíjačky v prípade nadmerného napätia v dôsledku nedostatku záťaže zhromaždenej na druhej polovici operačného zosilňovača A1.2 je rovnaký. Len prah pre úplné odpojenie nabíjačky od napájacej siete je nastavený na 19 V. Ak je nabíjacie napätie nižšie ako 19 V, napätie na výstupe 8 čipu A1.2 postačuje na udržanie tranzistora VT2 v otvorenom stave , v ktorom je napätie privedené na relé P2. Akonáhle nabíjacie napätie presiahne 19 V, tranzistor sa zopne, relé uvoľní kontakty K2.1 a prívod napätia do nabíjačky sa úplne zastaví. Akonáhle je batéria pripojená, bude napájať automatizačný obvod a nabíjačka sa okamžite vráti do pracovného stavu.
Dizajn automatickej nabíjačky
Všetky časti nabíjačky sú umiestnené v kryte miliampérmetra V3-38, z ktorého bol okrem ukazovacieho zariadenia vybratý všetok jeho obsah. Inštalácia prvkov, s výnimkou automatizačného okruhu, sa vykonáva pomocou kĺbovej metódy.
Konštrukcia puzdra miliampérmetra pozostáva z dvoch pravouhlých rámov spojených štyrmi rohmi. V rohoch sú vytvorené otvory s rovnakými rozstupmi, ku ktorým je vhodné pripevniť diely.
Výkonový transformátor TN61-220 je upevnený štyrmi skrutkami M4 na hliníkovej doske s hrúbkou 2 mm, doska je zasa pripevnená skrutkami M3 k spodným rohom skrinky. Výkonový transformátor TN61-220 je upevnený štyrmi skrutkami M4 na hliníkovej doske s hrúbkou 2 mm, doska je zasa pripevnená skrutkami M3 k spodným rohom skrinky. C1 je tiež inštalovaný na tejto platni. Na fotografii je pohľad na nabíjačku zospodu.
K horným rohom puzdra je tiež pripevnená doska zo sklenených vlákien s hrúbkou 2 mm, na ktorú sú priskrutkované kondenzátory C4-C9 a relé P1 a P2. Do týchto rohov je priskrutkovaná aj doska plošných spojov, na ktorej je obvod priletovaný automatické ovládanie nabíjanie batérie. V skutočnosti počet kondenzátorov nie je šesť, ako je na diagrame, ale 14, pretože na získanie kondenzátora požadovanej hodnoty ich bolo potrebné zapojiť paralelne. Kondenzátory a relé sú pripojené k zvyšku obvodu nabíjačky cez konektor (modrý na fotografii vyššie), čo uľahčilo prístup k ostatným prvkom počas inštalácie.
Na vonkajšej strane zadnej steny je nainštalovaný rebrovaný hliníkový chladič na chladenie výkonových diód VD2-VD5. Ďalej je tu 1 A poistka Pr1 a zástrčka (prevzatá zo zdroja počítača) na napájanie.
Výkonové diódy nabíjačky sú pripevnené pomocou dvoch upínacích líšt k žiariču vo vnútri puzdra. Na tento účel je v zadnej stene puzdra vytvorený obdĺžnikový otvor. Toto technické riešenie nám umožnilo minimalizovať množstvo tepla vznikajúceho vo vnútri puzdra a ušetriť miesto. Vývody diód a napájacie vodiče sú prispájkované na voľný pásik z fóliového sklolaminátu.
Na fotografii je pohľad na podomácky vyrobenú nabíjačku na pravej strane. Inštalácia elektrická schéma vyrobené s farebnými vodičmi, striedavé napätie - hnedé, kladné - červené, záporné - modré vodiče. Prierez vodičov prichádzajúcich zo sekundárneho vinutia transformátora na svorky na pripojenie batérie musí byť najmenej 1 mm2.
Ampérmetrový bočník je kus vysokoodporového konštantanového drôtu dlhý asi centimeter, ktorého konce sú zatavené do medených pásikov. Dĺžka bočného vodiča sa volí pri kalibrácii ampérmetra. Drôt som zobral zo skratu zhoreného testeru ukazovateľa. Jeden koniec medených pásikov je prispájkovaný priamo na kladnú výstupnú svorku, na druhý pásik je prispájkovaný hrubý vodič vychádzajúci z kontaktov relé P3. Žltý a červený vodič idú do ukazovacieho zariadenia zo skratu.
Doska plošných spojov automatizačnej jednotky nabíjačky
Obvod pre automatickú reguláciu a ochranu pred nesprávnym pripojením akumulátora k nabíjačke je prispájkovaný na doske plošných spojov z fóliového sklolaminátu.
Zobrazené na fotografii vzhľad zostavený obvod. Dizajn dosky plošných spojov pre automatický riadiaci a ochranný obvod je jednoduchý, otvory sú vyrobené s rozstupom 2,5 mm.
Vyššie uvedená fotografia je pohľad vytlačená obvodová doska na strane inštalácie dielov s červeným označením dielov. Tento výkres je vhodný pri montáži dosky plošných spojov.
Vyššie uvedený nákres dosky plošných spojov bude užitočný pri jej výrobe pomocou technológie laserovej tlačiarne.
A tento výkres dosky s plošnými spojmi bude užitočný pri ručnom nanášaní prúdových stôp dosky s plošnými spojmi.
Mierka ukazovacieho prístroja milivoltmetra V3-38 nevyhovovala požadovaným mieram, takže som si musel na počítači nakresliť vlastnú verziu, vytlačiť ju na hrubý biely papier a moment prilepiť lepidlom na štandardnú stupnicu.
Vďaka väčšia veľkosť stupnice a kalibrácii prístroja v oblasti merania bola presnosť odčítania napätia 0,2 V.
Drôty na pripojenie nabíjačky k batérii a sieťovým svorkám
Vodiče na pripojenie autobatérie k nabíjačke sú na jednej strane vybavené krokosvorkami a na druhej strane rozdvojenými koncami. Červený vodič je vybraný na pripojenie kladného pólu batérie a modrý vodič je vybraný na pripojenie záporného pólu. Prierez vodičov na pripojenie k batériovému zariadeniu musí byť aspoň 1 mm2.
Nabíjačka sa pripája do elektrickej siete pomocou univerzálneho kábla so zástrčkou a zásuvkou, ako sa používa na pripojenie počítačov, kancelárskej techniky a iných elektrospotrebičov.
O častiach nabíjačky
Výkonový transformátor T1 sa používa typu TN61-220, ktorého sekundárne vinutia sú zapojené do série, ako je znázornené na schéme. Keďže účinnosť nabíjačky je minimálne 0,8 a nabíjací prúd zvyčajne nepresahuje 6 A, postačí akýkoľvek transformátor s výkonom 150 wattov. Sekundárne vinutie transformátora by malo poskytovať napätie 18-20 V pri zaťažovacom prúde do 8 A. Ak nie je pripravený transformátor, potom môžete vziať akýkoľvek vhodný výkon a previnúť sekundárne vinutie. Počet závitov sekundárneho vinutia transformátora môžete vypočítať pomocou špeciálnej kalkulačky.
Kondenzátory C4-C9 typ MBGCh pre napätie najmenej 350 V. Môžete použiť kondenzátory akéhokoľvek typu určené na prevádzku v obvodoch so striedavým prúdom.
Diódy VD2-VD5 sú vhodné pre akýkoľvek typ, dimenzované na prúd 10 A. VD7, VD11 - akékoľvek impulzné kremíkové. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 a VD13 sú akékoľvek, ktoré znesú prúd 1 A. LED VD1 je ľubovoľná, VD9 som použil typ KIPD29. Charakteristickým znakom tejto LED je, že mení farbu pri zmene polarity pripojenia. Na jeho spínanie sa používajú kontakty K1.2 relé P1. Pri nabíjaní hlavným prúdom svieti LED na žlto a pri prepnutí do režimu nabíjania batérie na zeleno. Namiesto binárnej LED môžete nainštalovať dve ľubovoľné jednofarebné LED tak, že ich pripojíte podľa schémy nižšie.
Zvolený operačný zosilňovač je KR1005UD1, analóg zahraničného AN6551. Takéto zosilňovače boli použité vo zvukovej a video jednotke videorekordéra VM-12. Na zosilňovači je dobré, že nepotrebuje dva polárne zdroje ani korekčné obvody a zostáva funkčný pri napájacom napätí 5 až 12 V. Dá sa nahradiť takmer akýmkoľvek podobným. Napríklad LM358, LM258, LM158 sú dobré na výmenu mikroobvodov, ale ich číslovanie kolíkov je iné a budete musieť vykonať zmeny v dizajne dosky s plošnými spojmi.
Relé P1 a P2 sú ľubovoľné pre napätie 9-12 V a kontakty určené pre spínací prúd 1 A. P3 pre napätie 9-12 V a spínací prúd 10 A, napríklad RP-21-003. Ak je v relé niekoľko kontaktných skupín, je vhodné ich spájať paralelne.
Spínač S1 akéhokoľvek typu, určený na prevádzku pri napätí 250 V a s dostatočným počtom spínacích kontaktov. Ak nepotrebujete krok regulácie prúdu 1 A, potom môžete nainštalovať niekoľko prepínačov a nastaviť nabíjací prúd povedzme 5 A a 8 A. Ak nabíjate iba autobatérie, potom je toto riešenie úplne opodstatnené. Spínač S2 sa používa na deaktiváciu systému riadenia úrovne nabitia. Ak sa batéria nabíja vysokým prúdom, systém môže fungovať skôr, ako bude batéria úplne nabitá. V takom prípade môžete systém vypnúť a pokračovať v nabíjaní manuálne.
Vhodná je akákoľvek elektromagnetická hlavica pre merač prúdu a napätia s celkovou odchýlkou prúdu 100 μA, napríklad typ M24. Ak nie je potrebné merať napätie, ale iba prúd, môžete nainštalovať hotový ampérmeter navrhnutý na maximum D.C. Merania sú 10 A a kontrolujte napätie pomocou externého číselníka alebo multimetra, pričom ich pripájate ku kontaktom batérie.
Nastavenie jednotky automatického nastavenia a ochrany automatickej riadiacej jednotky
Ak je doska správne zostavená a všetky rádiové prvky sú v dobrom prevádzkovom stave, obvod bude fungovať okamžite. Zostáva len nastaviť prah napätia pomocou odporu R5, po dosiahnutí ktorého sa nabíjanie batérie prepne do režimu nabíjania nízkym prúdom.
Nastavenie je možné vykonať priamo počas nabíjania batérie. Napriek tomu je lepšie hrať na istotu a pred inštaláciou do krytu skontrolovať a nakonfigurovať automatický riadiaci a ochranný obvod automatickej riadiacej jednotky. K tomu budete potrebovať jednosmerný zdroj, ktorý má schopnosť regulovať výstupné napätie v rozsahu od 10 do 20 V, určený pre výstupný prúd 0,5-1 A. Čo sa týka meracích prístrojov, budete potrebovať akékoľvek voltmeter, pointer tester alebo multimeter určený na meranie jednosmerného napätia s limitom merania od 0 do 20 V.
Kontrola stabilizátora napätia
Po nainštalovaní všetkých dielov na dosku plošných spojov je potrebné priviesť napájacie napätie 12-15 V zo zdroja na spoločný vodič (mínus) a kolík 17 čipu DA1 (plus). Zmenou napätia na výstupe napájacieho zdroja z 12 na 20 V sa musíte pomocou voltmetra uistiť, že napätie na výstupe 2 čipu stabilizátora napätia DA1 je 9 V. Ak je napätie iné alebo sa mení, napr. potom je DA1 chybný.
Mikroobvody série K142EN a analógy majú ochranu proti skratu na výstupe a ak skratujete jeho výstup na spoločný vodič, mikroobvod prejde do ochranného režimu a nezlyhá. Ak test ukáže, že napätie na výstupe mikroobvodu je 0, neznamená to vždy, že je chybný. Je celkom možné, že medzi dráhami dosky plošných spojov je skrat alebo je chybný jeden z rádiových prvkov vo zvyšku obvodu. Na kontrolu mikroobvodu stačí odpojiť jeho kolík 2 od dosky a ak sa na ňom objaví 9 V, znamená to, že mikroobvod funguje a je potrebné nájsť a odstrániť skrat.
Kontrola systému prepäťovej ochrany
Princíp činnosti obvodu som sa rozhodol začať popisovať jednoduchšou časťou obvodu, ktorá nepodlieha prísnym normám prevádzkového napätia.
Funkciu odpojenia nabíjačky od siete v prípade odpojenia batérie plní časť obvodu namontovaného na operačnom diferenciálnom zosilňovači A1.2 (ďalej len operačný zosilňovač).
Princíp činnosti operačného diferenciálneho zosilňovača
Bez znalosti princípu fungovania operačného zosilňovača je ťažké pochopiť fungovanie obvodu, takže dám Stručný opis. Operačný zosilňovač má dva vstupy a jeden výstup. Jeden zo vstupov, ktorý je v diagrame označený znamienkom „+“, sa nazýva neinvertujúci a druhý vstup, ktorý je označený znamienkom „–“ alebo krúžkom, sa nazýva invertujúci. Slovo diferenčný op-amp znamená, že napätie na výstupe zosilňovača závisí od rozdielu napätia na jeho vstupoch. V tomto obvode je operačný zosilňovač zapnutý bez spätná väzba, v režime komparátora – porovnanie vstupných napätí.
Ak teda napätie na jednom zo vstupov zostane nezmenené, ale na druhom sa zmení, tak v momente prechodu cez bod rovnosti napätí na vstupoch sa napätie na výstupe zosilňovača náhle zmení.
Testovanie obvodu prepäťovej ochrany
Vráťme sa k diagramu. Neinvertujúci vstup zosilňovača A1.2 (kolík 6) je pripojený k deliču napätia zostavenému cez odpory R13 a R14. Tento delič je pripojený na stabilizované napätie 9 V a preto sa napätie v mieste pripojenia rezistorov nikdy nemení a je 6,75 V. Druhý vstup op-amp (pin 7) je pripojený na druhý delič napätia, namontované na odporoch R11 a R12. Tento delič napätia je pripojený na zbernicu, ktorou preteká nabíjací prúd a napätie na ňom sa mení v závislosti od veľkosti prúdu a stavu nabitia batérie. Preto sa zodpovedajúcim spôsobom zmení aj hodnota napätia na kolíku 7. Odpory deliča sú zvolené tak, že keď sa napätie nabíjania batérie zmení z 9 na 19 V, napätie na kolíku 7 bude menšie ako na kolíku 6 a napätie na výstupe operačného zosilňovača (kolík 8) bude vyššie. ako 0,8 V a blízko napájacieho napätia operačného zosilňovača. Tranzistor bude otvorený, napätie bude privedené do vinutia relé P2 a zopne kontakty K2.1. Výstupné napätie tiež uzavrie diódu VD11 a rezistor R15 sa nebude podieľať na prevádzke obvodu.
Akonáhle nabíjacie napätie presiahne 19 V (toto sa môže stať iba vtedy, ak je batéria odpojená od výstupu nabíjačky), napätie na kolíku 7 sa zvýši ako na kolíku 6. V tomto prípade bude napätie na op- výstup zosilňovača sa náhle zníži na nulu. Tranzistor sa zatvorí, relé sa vypne a kontakty K2.1 sa otvoria. Napájacie napätie do RAM bude prerušené. V momente, keď napätie na výstupe operačného zosilňovača klesne na nulu, otvorí sa dióda VD11 a tým je R15 zapojený paralelne k R14 deliča. Napätie na kolíku 6 sa okamžite zníži, čo eliminuje falošné pozitíva, keď sú napätia na vstupoch operačného zosilňovača rovnaké v dôsledku zvlnenia a rušenia. Zmenou hodnoty R15 môžete zmeniť hysteréziu komparátora, teda napätie, pri ktorom sa obvod vráti do pôvodného stavu.
Keď je batéria pripojená k RAM, napätie na kolíku 6 sa opäť nastaví na 6,75 V a na kolíku 7 bude menšie a obvod začne normálne fungovať.
Na kontrolu činnosti obvodu stačí zmeniť napätie na napájacom zdroji z 12 na 20 V a namiesto relé P2 pripojiť voltmeter, aby ste pozorovali jeho hodnoty. Keď je napätie nižšie ako 19 V, voltmeter by mal ukazovať napätie 17-18 V (časť napätia klesne na tranzistore) a ak je vyššie, nula. Stále je vhodné pripojiť vinutie relé k obvodu, potom sa skontroluje nielen činnosť obvodu, ale aj jeho funkčnosť a kliknutím na relé bude možné ovládať činnosť automatizácie bez voltmeter.
Ak obvod nefunguje, musíte skontrolovať napätie na vstupoch 6 a 7, výstupe operačného zosilňovača. Ak sa napätia líšia od vyššie uvedených, musíte skontrolovať hodnoty rezistorov zodpovedajúcich deličov. Ak sú rozdeľovacie odpory a dióda VD11 funkčné, potom je operačný zosilňovač chybný.
Na kontrolu obvodu R15, D11 stačí odpojiť jednu zo svoriek týchto prvkov, obvod bude fungovať iba bez hysterézie, to znamená, že sa zapína a vypína pri rovnakom napätí dodávanom z napájacieho zdroja. Tranzistor VT12 možno ľahko skontrolovať odpojením jedného z kolíkov R16 a monitorovaním napätia na výstupe operačného zosilňovača. Ak sa napätie na výstupe operačného zosilňovača mení správne a relé je vždy zapnuté, znamená to, že medzi kolektorom a emitorom tranzistora došlo k poruche.
Kontrola obvodu vypnutia batérie, keď je plne nabitá
Princíp činnosti operačného zosilňovača A1.1 sa nelíši od činnosti A1.2, s výnimkou možnosti zmeniť prahovú hodnotu prerušenia napätia pomocou orezávacieho rezistora R5.
Na kontrolu činnosti A1.1 sa napájacie napätie dodávané zo zdroja plynule zvyšuje a znižuje v rozmedzí 12-18 V. Keď napätie dosiahne 15,6 V, relé P1 by sa malo vypnúť a kontakty K1.1 prepnú nabíjačku na nízky prúd režim nabíjania cez kondenzátor C4. Keď úroveň napätia klesne pod 12,54 V, relé by sa malo zopnúť a prepnúť nabíjačku do nabíjacieho režimu s prúdom danej hodnoty.
Spínacie prahové napätie 12,54 V je možné upraviť zmenou hodnoty odporu R9, nie je to však potrebné.
Pomocou spínača S2 je možné vypnúť automatický režim pracovať priamym zapnutím relé P1.
Obvod nabíjačky kondenzátora
bez automatického vypnutia
Pre tých, ktorí nemajú dostatočné skúsenosti s montážou elektronické obvody alebo nepotrebuje po nabití batérie automaticky vypínať nabíjačku, navrhujem zjednodušenú verziu obvodu zariadenia na nabíjanie kyselinových autobatérií. Charakteristickým znakom obvodu je jednoduchosť opakovania, spoľahlivosť, vysoká účinnosť a stabilný nabíjací prúd, ochrana proti nesprávnemu zapojeniu batérie a automatické pokračovanie nabíjania pri strate napájacieho napätia.
Princíp stabilizácie nabíjacieho prúdu zostáva nezmenený a je zabezpečený zapojením bloku kondenzátorov C1-C6 do série so sieťovým transformátorom. Na ochranu pred prepätím na vstupnom vinutí a kondenzátoroch sa používa jeden z párov normálne otvorených kontaktov relé P1.
Pri nepripojenej batérii sú kontakty relé P1 K1.1 a K1.2 otvorené a aj keď je nabíjačka pripojená k zdroju, do obvodu netečie prúd. To isté sa stane, ak pripojíte batériu nesprávne podľa polarity. Pri správnom pripojení batérie prúd z nej preteká cez diódu VD8 do vinutia relé P1, relé sa aktivuje a jeho kontakty K1.1 a K1.2 sú zatvorené. Prostredníctvom uzavretých kontaktov K1.1 je sieťové napätie privádzané do nabíjačky a cez K1.2 je privádzaný nabíjací prúd do batérie.
Na prvý pohľad sa zdá, že reléové kontakty K1.2 nie sú potrebné, ale ak tam nie sú, potom ak je batéria nesprávne pripojená, prúd bude prúdiť z kladného pólu batérie cez záporný pól nabíjačky, potom cez diódový mostík a potom priamo na záporný pól batérie a diódy zlyhá mostík nabíjačky.
Navrhovaný jednoduchý obvod na nabíjanie akumulátorov možno jednoducho prispôsobiť na nabíjanie akumulátorov napätím 6 V alebo 24 V. Stačí vymeniť relé P1 za príslušné napätie. Na nabíjanie 24-voltových batérií je potrebné zabezpečiť výstupné napätie zo sekundárneho vinutia transformátora T1 najmenej 36 V.
V prípade potreby môže byť obvod jednoduchej nabíjačky doplnený o zariadenie na indikáciu nabíjacieho prúdu a napätia, ktoré sa zapne ako v obvode automatickej nabíjačky.
Ako nabíjať autobatériu
automatická domáca pamäť
Batériu vybratú z auta je potrebné pred nabíjaním očistiť od nečistôt a jej povrchy utrieť vodným roztokom sódy, aby sa odstránili zvyšky kyselín. Ak je na povrchu kyselina, potom vodný roztok sódy pení.
Ak má batéria zátky na plnenie kyseliny, potom musia byť všetky zátky odskrutkované, aby plyny vznikajúce v batérii počas nabíjania mohli voľne unikať. Bezpodmienečne skontrolujte hladinu elektrolytu a ak je nižšia, ako je požadované, pridajte destilovanú vodu.
Ďalej je potrebné nastaviť nabíjací prúd pomocou spínača S1 na nabíjačke a pripojiť batériu, pričom dbajte na polaritu (kladný pól batérie musí byť pripojený ku kladnému pólu nabíjačky) k jej svorkám. Ak je prepínač S3 v dolnej polohe, šípka na nabíjačke okamžite ukáže napätie, ktoré batéria produkuje. Jediné, čo musíte urobiť, je zapojiť napájací kábel do zásuvky a proces nabíjania batérie sa spustí. Voltmeter už začne ukazovať nabíjacie napätie.
Je ťažké predpovedať, čo môžeme všetci očakávať o pár rokov, keďže technologický pokrok sa vyvíja neuveriteľne rýchlo, nie míľovými krokmi, ale rúti sa neuveriteľnou rýchlosťou. V hlavách inžinierov sa rodia fantastické nápady, ktoré sa po krátkom čase stanú skutočnosťou. Nabíjanie telefónov bez káblov je teraz celkom možné. Mnohí používatelia však stále nedokážu zistiť, ako funguje bezdrôtová nabíjačka telefónov, pretože veria, že takéto manipulácie sú na rovnakej úrovni ako fantastické činy.
Teraz môžete svoj smartfón nabíjať pomocou bezdrôtového zariadenia.
Ak vás už nebaví rozmotávať káble zakaždým, keď potrebujete nabiť smartfón, potom by možno stálo za zváženie alternatívna forma prenosu energie. Aby sme sa k takémuto procesu vedome priblížili a odstránili akékoľvek pochybnosti, je užitočné pochopiť, aký je princíp priama práca bezdrôtové nabíjanie.
Po tom, čo prvýkrát počuli, že existuje bezdrôtová nabíjačka telefónov, mnohí majitelia smartfónov začínajú fantazírovať sami a presviedčajú sa, že energia bude distribuovaná na akúkoľvek vzdialenosť. Samozrejme, je to neuveriteľná mylná predstava. Bezdrôtová nabíjačka telefónu by sa v žiadnom prípade nemala porovnávať s Wi-Fi.
Pri pokuse pochopiť, ako funguje bezdrôtové nabíjanie, by bolo užitočné oboznámiť sa s ďalšími informáciami, z ktorých bude zrejmé, že nabíjanie, ktoré vylučuje použitie drôtov, je typ magnetického indukčného nabíjania.
Ak sa rozhodnete zaobstarať si bezdrôtovú nabíjačku a začať ju aktívne používať, nezaškodí vám pochopiť princíp fungovania bezdrôtového nabíjania telefónu.
Technológia bezdrôtového prenosu energie
Vedci aktívne pátrajú inovatívne technológie, rozširuje možnosti používateľov zameraných na trvalé používanie moderné vychytávky. Najmä moderní výskumníci sú pripravení vyhlásiť, že elektrinu možno úspešne distribuovať pomocou laserov, zvukových vĺn a mnohých ďalších fyzikálnych javov. Väčšina týchto technológií je však stále v aktívnom vývoji.
Medzi nimi je jedna technológia, ktorá sa už aktívne používa a s veľkým úspechom využíva na komerčné účely. Práve prenos elektriny pomocou elektromagnetickej indukcie bol základom moderného inovatívneho vývoja, ktorý umožnil prakticky realizovať princíp bezdrôtového nabíjania telefónu.
Pri akomkoľvek technickej oblasti Existujú určité štandardy, ktoré je dôležité vziať do úvahy pri vymýšľaní alebo zlepšovaní zariadení zameraných na zachovanie funkčnosti moderných gadgetov.
Pred siedmimi rokmi vyvinulo Wireless Power Consortium štandard zameraný na bezdrôtový prenos elektriny. Tento štandard sa nazýva čínske slovo Qi.
Väčšina výrobcov smartfónov nielen aktívne víta takýto jedinečný štandard zameraný na nabíjanie gadgetu bez použitia káblov, ale pri výrobe svojich produktov používa aj štandard Qi.
Z tohto dôvodu má človek na autobusových staniciach, železničných staniciach a letiskách v ekonomicky vyspelých krajinách sveta možnosť nabíjať svoj smartfón bez toho, aby sa zaťažoval hľadaním voľných zásuviek. Na takýchto preplnených miestach sú inštalované špeciálne nabíjacie stanice, ktoré umožňujú každému, kto to potrebuje, využívať bezdrôtové nabíjanie.
Ako funguje bezdrôtové nabíjanie
Ak pochopíte, ako funguje bezdrôtové nabíjanie telefónu, je zrejmé, že na zabezpečenie kontaktu medzi prijímacími a vysielacími zariadeniami sú vybavené špeciálnymi indukčnými cievkami. Samozrejme, bez ohľadu na to, ako sa snažíte dobiť svoju energiu mobilný telefón starý model, ktorý je v tesnej blízkosti takejto výdajnej stanice, neuspejete, pretože gadget nebol priamo výrobcom vybavený takýmito cievkami.
Princípom bezdrôtového nabíjania telefónu je vytvorenie magnetického poľa. Najmä po pripojení nabíjacia stanica do elektrickej siete, indukčné cievky v nej umiestnené vytvárajú magnetické pole. Ak zariadenie podporujúce štandard Qi vstúpi do tohto magnetického poľa, začne aktívne absorbovať elektromagnetické vlny a následne ich pomocou vstavanej indukčnej cievky premení na energiu, čím sa zabezpečí spoľahlivý proces nabíjania batérie.
Je dôležité pochopiť, ako používať bezdrôtové nabíjanie. Nemôžete predpokladať, že svoj smartfón môžete nabíjať v dostatočnej vzdialenosti od nabíjacej stanice. Odporúča sa umiestniť vybitý gadget vo vzdialenosti nepresahujúcej päť centimetrov.
Aj keď svoj smartfón položíte priamo na samotnú bezdrôtovú nabíjačku, koeficient užitočná akcia takéto nabíjanie bude asi 80 %. Samozrejme, tí, ktorí sú zvyknutí na maximálny úžitok z vykonaných manipulácií, si ľahko všimnú, že nabíjanie telefónu pomocou drôtu má stále vyššiu účinnosť.
Ak si urobíte praktický experiment a spočítate, aký rozdielny je čas nabíjania pri použití tradičného a alternatívneho nabíjania, je jasné, že na úplné nabitie batérie pri použití bezdrôtových technológií budete musieť počítať s dodatočným časom približne jednej hodiny.
Kvalitatívne vlastnosti zariadenia
Ak ste študovali otázku, ako používať bezdrôtové nabíjanie pre váš telefón, nezaškodí oboznámiť sa s jeho výhodami a nevýhodami a jeho vplyvom na ľudské zdravie. Vyzbrojení týmito znalosťami bude konečné rozhodnutie oveľa jednoduchšie.
Výhody a nevýhody
Hlavnou výhodou je, že k samotnému smartfónu už nemusíte pripájať káble, ktoré sa často strácajú, krútia, padajú domácim miláčikom do labiek, a tým sa vážne poškodzujú.
Bohužiaľ, stále nie je možné úplne zabudnúť na drôty. Drôty sú vylúčené iba vo vzťahu k smartfónu, ale samotná nabíjačka je stále pripojená k zásuvke pomocou vodičov a elektrickej zástrčky.
Ďalšou nevýhodou, ktorá môže spôsobiť sklamanie kupujúceho, je dostatočný čas nabíjania mobilného zariadenia.
Ak sa rozhodnete pre kúpu takéhoto inovatívneho zariadenia, budete sa musieť pripraviť aj na to, že náklady na bezdrôtové nabíjanie sú niekoľkonásobne vyššie ako u drôtového náprotivku.
Účinky na zdravie
Každý pracovný mechanizmus vysiela elektromagnetické vlny. Moderného človeka, ktorý sa stará o svoje zdravie, zaujíma otázka, aké škodlivé je takéto žiarenie a či je v tesnej blízkosti fungujúcej bezdrôtovej nabíjačky eliminované riziko patologických zmien v tele.
Alarm je celkom pochopiteľný, keďže v médiách sa z času na čas objavia články, ktoré upriamujú pozornosť čitateľa na nebezpečenstvá, ktoré moderné technické prostriedky. Odborníci však ubezpečujú, že nejde o nič iné ako o mýty, pretože nebezpečenstvo pre ľudské zdravie je úplne vylúčené.
DÔLEŽITÉ. Elektromagnetické vlny zapojené do procesu bezdrôtového nabíjania sú sprevádzané nízkou frekvenciou, takže akýkoľvek negatívny vplyv na človeka je vylúčený.
Každý deň prechádzajú človekom tie isté vlny, ale technický pokrok s tým nemá nič spoločné. Slnko vyžaruje presne rovnakú silu a frekvenciu vĺn.
Okrem toho je dôležité pochopiť, že je nepravdepodobné, že niekto bude neustále stáť v blízkosti nabíjačky počas celého jej prevádzkového cyklu. Z tohto dôvodu inžinieri, lekári a ďalší špecialisti s istotou vyvracajú mýtus o škodlivosti nabíjačiek na ľudské zdravie.
Typy bezdrôtových nabíjačiek
Po oboznámení sa s výhodami a nevýhodami nabíjačiek, ktoré vylučujú použitie káblov, majú mnohí používatelia aktívnu túžbu, napriek vysokým nákladom, stať sa ich vlastníkom.
V súčasnosti sú výrobcovia pripravení ponúknuť niekoľko možností pre takéto zariadenia, takže pred nákupom je užitočné im porozumieť charakteristické rysy pochopiť, ktorý model možno právom považovať za najlepší.
Populárne nabíjačky
Spoločnosť Samsung, zvyknutá na prekvapenie spotrebiteľov, neignorovala ani otázku vytvorenia bezdrôtovej nabíjačky. Výsledkom práce spoločnosti na tak technický problém je bezdrôtová nabíjacia podložka Samsung.
Mnohí používatelia to vítajú, pretože umožňuje nabíjanie smartfónu, ktorý môže byť v akejkoľvek polohe vzhľadom na hornú plochu samotnej nabíjačky.
Samsung Wireless Charging Pad poskytuje nabíjanie pre smartfóny, ktoré podporujú nielen štandard WPC, ale aj AW4P a PMA.
Ďalším zariadením, ktoré je veľmi obľúbené, je PowerBot. Spotrebiteľ ho víta, pretože:
- sám môže byť pripojený nielen k elektrickej sieti, ale aj k notebooku;
- má prijateľné náklady;
- sprevádzané vysoký stupeň spoľahlivosť;
- Výrobca garantuje dlhú prevádzkovú dobu.
Ďalšie bezdrôtové zariadenie ponúka Nokia DT-910 rýchle nabíjanie smartfóny. Okrem toho ho výrobca obdaril mnohými dodatočnými a veľmi užitočné funkcie, bude s nimi môcť nakladať každá osoba, ktorá sa stane vlastníkom takéhoto zariadenia.
Bezdrôtovú nabíjačku určitého typu teda môžete ľahko nájsť a v prípade potreby zakúpiť v maloobchodnej sieti. Keďže pri ďalšom používaní takéhoto produktu nehrozí žiadne ohrozenie zdravia, v prípade, že máte zodpovedajúce množstvo, môžete si takéto zariadenie zakúpiť, aby ste si následne mohli rozšíriť možnosti dobíjania smartfónu.
Problémy s batériou nie sú až také nezvyčajné. Na obnovenie funkčnosti je potrebné dodatočné nabíjanie, ale bežné nabíjanie stojí veľa peňazí a dá sa to urobiť z improvizovaného „odpadu“. Najdôležitejšie je nájsť transformátor s potrebné vlastnosti, a výroba nabíjačky pre autobatériu vlastnými rukami trvá len pár hodín (ak máte všetky potrebné diely).
Proces nabíjania batérie musí dodržiavať určité pravidlá. Proces nabíjania navyše závisí od typu batérie. Porušenie týchto pravidiel vedie k zníženiu kapacity a životnosti. Preto sa parametre nabíjačky autobatérií vyberajú pre každý konkrétny prípad. Túto príležitosť poskytuje komplexná nabíjačka s nastaviteľnými parametrami alebo zakúpená špeciálne pre túto batériu. Existuje praktickejšia možnosť - vyrobiť si nabíjačku pre autobatériu vlastnými rukami. Ak chcete vedieť, aké parametre by mali byť, trochu teórie.
Typy nabíjačiek batérií
Nabíjanie batérie je proces obnovy využitej kapacity. Na tento účel sa na svorky batérie privádza napätie, ktoré je o niečo vyššie ako prevádzkové parametre batérie. Môže sa podávať:
- D.C. Doba nabíjania je minimálne 10 hodín, počas celej tejto doby je dodávaný stály prúd, napätie sa mení od 13,8-14,4 V na začiatku procesu po 12,8 V na samom konci. Pri tomto type sa náboj hromadí postupne a vydrží dlhšie. Nevýhodou tejto metódy je, že je potrebné proces kontrolovať a nabíjačku včas vypnúť, pretože pri prebíjaní môže dôjsť k varu elektrolytu, čo výrazne zníži jeho životnosť.
- Konštantný tlak. Pri nabíjaní konštantným napätím nabíjačka neustále vytvára napätie 14,4 V a prúd kolíše od veľkých hodnôt v prvých hodinách nabíjania až po veľmi malé hodnoty v posledných hodinách. Preto sa batéria nebude nabíjať (pokiaľ ju nenecháte niekoľko dní). Pozitívom tejto metódy je, že sa skráti čas nabíjania (90-95% sa dá dosiahnuť za 7-8 hodín) a nabíjaná batéria môže zostať bez dozoru. Ale takýto „núdzový“ režim obnovenia nabitia má zlý vplyv na životnosť. Pri častom používaní konštantného napätia sa batéria rýchlejšie vybíja.
Vo všeobecnosti, ak nie je potrebné sa ponáhľať, je lepšie použiť nabíjanie jednosmerným prúdom. Ak potrebujete v krátkom čase obnoviť funkčnosť batérie, použite konštantné napätie. Ak hovoríme o tom, aká je najlepšia nabíjačka pre autobatériu vlastnými rukami, odpoveď je jasná - taká, ktorá dodáva jednosmerný prúd. Schémy budú jednoduché, budú pozostávať z prístupných prvkov.
Ako určiť potrebné parametre pri nabíjaní jednosmerným prúdom
Experimentálne sa zistilo, že nabíjať olovené autobatérie(väčšina z nich) požadovaný prúd, ktorý nepresahuje 10 % kapacity batérie. Ak je kapacita nabíjanej batérie 55 A/h, maximálny nabíjací prúd bude 5,5 A; s kapacitou 70 A/h - 7 A atď. V tomto prípade môžete nastaviť mierne nižší prúd. Nabíjanie bude pokračovať, ale pomalšie. Akumuluje sa, aj keď je nabíjací prúd 0,1 A. Obnovenie kapacity bude trvať veľmi dlho.
Keďže výpočty predpokladajú, že nabíjací prúd je 10 %, získame minimálnu dobu nabíjania 10 hodín. Ale to je, keď je batéria úplne vybitá, a to by nemalo byť povolené. Preto skutočný čas nabíjania závisí od „hĺbky“ vybitia. Hĺbku vybitia môžete určiť meraním napätia na batérii pred nabíjaním:
Kalkulovať približný čas nabíjania batérie, musíte zistiť rozdiel medzi maximálnym nabitím batérie (12,8 V) a jej aktuálnym napätím. Vynásobením čísla 10 dostaneme čas v hodinách. Napríklad napätie na batérii pred nabíjaním je 11,9 V. Zistíme rozdiel: 12,8 V - 11,9 V = 0,8 V. Vynásobením tohto čísla 10 zistíme, že doba nabíjania bude približne 8 hodín. To za predpokladu, že dodávame prúd, ktorý je 10% kapacity batérie.
Nabíjacie obvody pre autobatérie
Na nabíjanie batérií sa zvyčajne používa domáca sieť 220 V, ktorá sa pomocou meniča mení na znížené napätie.
Jednoduché obvody
Najjednoduchšie a efektívna metóda- použitie znižovacieho transformátora. Je to on, kto zníži 220 V na požadovaných 13-15 V. Takéto transformátory možno nájsť v starých elektrónkových televízoroch (TS-180-2), počítačových zdrojoch a na „ruinách“ blších trhov.
Výstup transformátora však vytvára striedavé napätie, ktoré sa musí usmerniť. Robia to pomocou:
Vyššie uvedené schémy obsahujú aj poistky (1 A) a meracie prístroje. Umožňujú riadiť proces nabíjania. Môžu byť vylúčené z okruhu, ale na ich monitorovanie budete musieť pravidelne používať multimeter. Pri napäťovej regulácii je to ešte znesiteľné (stačí priložiť sondy na svorky), ale je ťažké regulovať prúd - v tomto režime meracie zariadenie zahrnuté v otvorenom okruhu. To znamená, že budete musieť zakaždým vypnúť napájanie, prepnúť multimeter do aktuálneho režimu merania a zapnúť napájanie. demontujte merací obvod v opačnom poradí. Preto je veľmi žiaduce použiť aspoň 10 A ampérmeter.
Nevýhody týchto schém sú zrejmé - neexistuje spôsob, ako upraviť parametre nabíjania. To znamená, že pri výbere základne prvkov zvoľte parametre tak, aby výstupný prúd bol rovnakých 10% kapacity vašej batérie (alebo o niečo menej). Poznáte napätie - najlepšie v rozmedzí 13,2-14,4 V. Čo robiť, ak sa ukáže, že prúd je väčší, ako je žiaduce? Pridajte do obvodu odpor. Je umiestnený na kladnom výstupe diódového mostíka pred ampérmetrom. Vyberáte odpor „lokálne“ so zameraním na prúd; výkon odporu je väčší, pretože sa na nich rozptýli nadmerný náboj (10-20 W alebo tak).
A ešte jedna vec: Urob si sám nabíjačka autobatérií vyrobená podľa týchto schém sa s najväčšou pravdepodobnosťou veľmi zahreje. Preto je vhodné pridať chladič. Dá sa vložiť do obvodu za diódový mostík.
Nastaviteľné obvody
Ako už bolo spomenuté, nevýhodou všetkých týchto obvodov je nemožnosť regulácie prúdu. Jedinou možnosťou je zmeniť odpor. Mimochodom, tu môžete umiestniť variabilný ladiaci odpor. Toto bude najjednoduchšia cesta von. Ručné nastavenie prúdu je však spoľahlivejšie implementované v obvode s dvoma tranzistormi a orezávacím odporom.
Nabíjací prúd sa mení pomocou premenlivého odporu. Je umiestnený za kompozitným tranzistorom VT1-VT2, takže ním preteká malý prúd. Preto môže byť výkon asi 0,5-1 W. Jeho hodnotenie závisí od zvolených tranzistorov a je vybrané experimentálne (1-4,7 kOhm).
Transformátor s výkonom 250-500 W, sekundárne vinutie 15-17 V. Diódový mostík je zostavený na diódach s prevádzkovým prúdom 5A a vyšším.
Tranzistor VT1 - P210, VT2 je vybraný z niekoľkých možností: germánium P13 - P17; kremík KT814, KT 816. Pre odvod tepla inštalujte na kovovú platňu alebo radiátor (najmenej 300 cm2).
Poistky: na vstupe PR1 - 1 A, na výstupe PR2 - 5 A. V obvode sú tiež signálne žiarovky - prítomnosť napätia 220 V (HI1) a nabíjacieho prúdu (HI2). Tu môžete nainštalovať ľubovoľné 24 V žiarovky (vrátane LED).
Video k téme
DIY nabíjačka autobatérií je obľúbenou témou pre nadšencov automobilov. Transformátory sa berú odvšadiaľ - od napájacích zdrojov, mikrovlnných rúr... dokonca si ich sami navíjajú. Realizované schémy nie sú najkomplexnejšie. Takže aj bez elektrotechnických zručností to zvládnete sami.
