Elveet. Powerbank Kinetic Charger : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Une fois, j'étais en voyage et j'ai eu un problème avec la recharge de mes gadgets. J'ai voyagé longtemps dans le bus, je n'ai pas eu la possibilité de recharger mon téléphone et je savais que je serais bientôt sans communication.

Alors est venue l'idée de créer un chargeur cinétique, qui ne dépendra pas de la prise de courant.

Si vous avez besoin de recharger votre gadget en voyage, en randonnée, à la plage ou dans les transports, Elveet vous aidera. Vous pouvez simplement secouer Elveet ou le mettre dans votre sac (sac à dos) et aller travailler (faire de la randonnée, à la plage, à la montagne, etc.). L'appareil se charge lorsque vous vous déplacez.

Elveet est un chargeur cinétique. Le principe de fonctionnement Elveet est basé sur le phénomène d'induction électromagnétique

Étape 1: Composants de l'Elveet

1. L'inducteur se compose d'un réseau de 9 Halbach magnétique et de trois bobines.

2. Le PCB contient un convertisseur élévateur d'inductance 200mA, un chargeur de batterie et une sortie de convertisseur élévateur de batterie 5V 2A.

3. La batterie lithium-polymère 2800 mAh.

4. Le boîtier se compose de 4 parties et est fabriqué avec une imprimante 3D.

L'ensemble du projet est créé dans Fusion 360

Étape 2: Inducteur Elveet

L'inducteur convertit l'énergie cinétique de votre mouvement en un courant électrique. L'efficacité de l'inducteur est le paramètre le plus important. La quantité d'énergie accumulée dans la batterie interne dépend de l'efficacité de l'inducteur.

L'inducteur se compose de trois bobines, d'un réseau magnétique Halbach et de trois ponts de diodes. Le champ de travail de la bobine est la partie au-dessus de laquelle passent les pôles des aimants, c'est-à-dire que plus cette partie est longue, plus nous pouvons obtenir d'énergie.

De plus, les sorties de chaque bobine sont connectées au pont de diodes, c'est-à-dire que les bobines sont indépendantes en tension. Et le courant des trois bobines est additionné après les ponts de diodes. Les ponts de diodes utilisent des diodes Schottky à très faible tension directe PMEG4010 produites par Nexperia. Ce sont les meilleures diodes pour de telles applications et je ne recommande pas de les remplacer par d'autres.

Le réseau magnétique de Halbach concentre le champ magnétique d'un côté. De l'autre côté, le champ magnétique est très faible.

Le réseau Halbach nécessite presque le double du nombre d'aimants permanents, mais l'efficacité de l'assemblage Halbach est très élevée.

Le réseau magnétique passe sur deux parties de chaque bobine et toujours les pôles passent sur des parties différentes. Étant donné que les bobines sont électriquement indépendantes en raison des ponts de diodes, leur influence les unes sur les autres est exclue.

L'inducteur utilise un assemblage de 9 aimants néodyme 5X5X30mm N42. Deux autres aimants 2X4X30 N42 sont utilisés comme ressorts.

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L'efficacité de l'inducteur dépend de la vitesse de variation du champ magnétique. Pour cela, le chemin de l'ensemble magnétique est augmenté. Ainsi, la vitesse de variation du champ magnétique est augmentée sensiblement en raison de la grande accélération de l'ensemble magnétique pendant le mouvement.

Cet inducteur est beaucoup plus efficace qu'un inducteur avec un aimant cylindrique au centre de la bobine. L'inducteur cylindrique n'a que la partie active supérieure et inférieure de l'aimant. La partie médiane de l'aimant cylindrique ne fonctionne presque pas dans la génération actuelle. Par conséquent, son efficacité est faible.

L'inducteur Elveet a un système magnétique à 4 pôles qui est dirigé strictement perpendiculairement aux fils des bobines.

Après les ponts de diodes, le courant des bobines est additionné et envoyé au convertisseur et à la carte chargeur.

Étape 3: Elveet PCB

Le circuit et tous les composants des cartes. Il contient trois parties principales:

1. Courant d'inductance du convertisseur élévateur 200mA. La puce NCP1402 est utilisée.

Il s'agit d'un convertisseur boost qui fonctionne à partir de 0,8 volt et donne une tension fixe de 5 volts et un courant allant jusqu'à 200 mA. La tâche de cette puce est de fournir une tension confortable pour charger la batterie.

2. Chargez la puce de l'appareil STC4054

Cette puce reçoit 5 volts de l'inductance ou d'une source externe (via micro-USB) et charge une batterie Lithium-polymère d'une capacité de 2800 mA. Le courant inducteur et le courant de la source externe sont découplés via des diodes Schottky.

De plus, la deuxième paire de diodes Schottky permet à Elveet de fonctionner comme une alimentation électrique ininterrompue, c'est-à-dire que vous pouvez charger Elveet et en recevoir du courant pour vos appareils en même temps.

3. Convertisseur de sortie élévateur. Il augmente la tension de la batterie à 5 volts et fournit un courant allant jusqu'à 2 ampères pour alimenter les gadgets. Dans ce cas, la puce LM2623 fonctionne.

Une bonne caractéristique du LM2623 est un transistor haute puissance interne et un courant de sortie allant jusqu'à 2 ampères avec une faible ondulation de tension de sortie. La tension de sortie est transmise à un connecteur USB standard.

En plus de ces pièces, la carte dispose d'un interrupteur de charge tactile (par exemple une lampe de voyage puissante ou d'autres charges constantes). Il existe également des broches de sortie pour connecter le chargeur sans fil au lieu du câble USB, mais cette option est conçue pour l'avenir.

Étape 4: étui Elveet

Toutes les pièces du boîtier et le support de l'aimant sont imprimés sur une imprimante 3D.

Tous les fichiers STL sont ici.

Dimensions du boîtier:

18 - 54 - 133 мм (5, 24 - 2, 13 - 0, 728 pouces)

Étape 5: Bobines

Sur une base rectangulaire 5x35 mm de hauteur 8 mm, on enroule la bobine avec un fil de 32 AWG (0,2 mm).

Les bobines sont réalisées avec un fil de 32 AWG (0,2 mm) sur une base rectangulaire. Le nombre de tours est d'environ 1200. La largeur de la bobine entière ne doit pas dépasser 20 mm. Vous pouvez appliquer un fil plus épais, mais pour un convertisseur boost, ce sera un mode de fonctionnement plus lourd. Un fil plus fin donnera plus de tension mais le courant baissera et les pertes ohmiques augmenteront.

Après l'enroulement, toutes les bobines doivent être enveloppées de ruban PTFE.

Étape 6: Ponts de diodes de carte

Il s'agit d'une carte étroite pour 12 diodes.

Il est situé à côté des bobines.

Les sorties de chaque bobine sont connectées aux ponts après que la carte soit placée dans la rainure.

Étape 7: Vérification des connexions

Pour ce faire, vous avez besoin d'une carte mince, sur laquelle sont montées 10-15 LED blanches et un condensateur d'environ 2200 microfarads.

Les LED sont connectées en parallèle et soudées à la carte des ponts de diodes.

Lors du déplacement de l'ensemble magnétique sur les bobines, toutes les diodes doivent briller de mille feux.

En outre, la carte de test est retirée et les broches de la carte pont sont connectées à la carte convertisseur.

Étape 8: Assemblage final

Nous connectons les fils de la batterie et de l'inducteur à la carte.

Après cela, nous collectons les couvercles supérieur et inférieur de l'appareil à l'aide de deux vis.

L'appareil est prêt à fonctionner.

Maintenant, vous êtes complètement indépendant énergétiquement !