Беспроводное питание светодиодов. Индукционный LED светильник своими руками

[ColorPlay 41]

Каждый раз, когда я слышу о беспроводных системах питания, или вижу беспроводное зарядное устройство в действии, то для меня это является практически какой-то магией! Идея освоения магнитного поля, что бы оно производило достаточное количество энергии для питания хотя бы светодиодов, является для меня уже удивительной.

Так что, когда производитель Adafruit представил два модуля (модуль который включается в розетку и беспроводной модуль зарядки) индуктивной зарядки, я уже точно для себя решил, что должен создать проект, который выходит за рамки обычного заряда батарейки.

Так уж повелось, что я очень часто ложусь спать намного позже своей жены, и для того чтобы уснуть, очень часто хочется почитать перед сном свои книги. Включать большой светильник не получается, поэтому я решил сделать небольшую лампу освещения для моего ночного чтения, не разбудив мою любимую супругу. Забегу немного вперед, и расскажу, что яркость светодиодов зависит от расстояния двух блоков, то есть чем ближе два блока, тем больше яркость, и на самом деле это очень удобно!

Если у вас было беспроводное зарядное устройство, то вы наверно заметили, что если вы удалите свой гаджет на небольшое расстояние, то его зарядка прекращается. В случае с гаджетами это происходит по вине контроллеров, которые отвечают за зарядку устройства. В нашем проекте такие контроллеры отсутствуют, и удаление одного устройства от другого лишь понижают напряжение, приходящее на светодиоды, то есть они начинают светиться менее ярко, что для нашего случая очень хорошо. 

На самом деле изготовление красивого ночного светильника является довольно простым делом. Все что вам для этого нужно, это изготовить два индуктивных кольца из медной проволоки (либо использовать их из беспроводного зарядного устройства), два деревянных корпуса, иметь под рукой блок питания, светодиоды и некоторые прочие подручные средства. Самым сложным делом в этом проекте является изготовление корпусов светильника, так как если вы хотите, чтобы они получились аккуратными и красивыми, то придется воспользоваться услугами токаря,  у которого есть токарный станок с ЧПУ.

В этой инструкции я не буду рассматривать конкретные светодиоды и их количество. Их количество и тип вы сможете подобрать по ссылке предоставленной ниже.  Скажу лишь единственное, что я использовал самые простые белые светодиоды.

 

Схема

Как я уже сказал… это очень простой проект. Вам просто нужно спаять светодиоды параллельно, и подключить их к индуктивной катушке приемнику (то есть это та часть,  которая и будет являться светильником). Вы можете использовать набор для индуктивной зарядки,  рассчитанный на 5V или 3.3V, все зависит от светодиодов, которые вы выбрали.  Могу лишь подметить, что для белых светодиодов лучше выбрать напряжение 5V, и просто добавьте дроссель (резистор) около 220-1кОм (регулируется по факту, можно использовать переменный резистор).  

Не забудьте включить резистор последовательно в цепь светодиодов, иначе они просто сгорят у вас. Хоть я и не показал на рисунке выше, я включил в цепь разъем 2.1мм DC barell-jack со стороны индуктивной зарядки. То есть в той части,  где светильник подключается к сети электропитания, между зарядным устройством и самим светильником. Это удобно в плане быстрого отключения светильника.

 

 

На картинке вы можете увидеть, что все оголенные участки светодиодной спайки, и не только спайки, я надежно и аккуратно замотал изолентой, чтобы предотвратить возможность короткого замыкания. Белый кусок пластика я вырезал при помощи станка лазерной резки, но если у вас нет такой возможности, то его вполне можно вырезать подручными средствами. Главное терпение и аккуратность.

Давайте теперь посмотрим, как я изготовил корпус для своего фонарика. Я опишу вам свой способ и форму, но на самом деле все ограничивается лишь только вашей фантазией. 

 

Изготовление корпуса и общая сборка

Так уж сложилось, что у меня был доступ к станкам лазерной резки с ЧПУ. Поэтому я спроектировал корпус своего светильника на компьютере и вырезал его на станке. Если вдруг кому-то пригодится, то привожу ссылку на файл Autodesk с полными размерами для станка.

Корпуса своего ночного фонарика я вырезал из массива дерева грецкого ореха, но это не принципиально, мне просто так больше понравилось.

 

 

После очистки и шлифовки, я несколько раз вскрыл лаком свои заготовки корпусов.

 

 

Затем при помощи того же самого станка с ЧПУ и файла с размерами, я вырезал второй диффузор (белый экран для второй части). При помощи клея надежно закрепил все элементы внутри каждого корпуса и приклеил экраны.

 

На этом собственно и все. Подсоединил зарядное устройство к первой части ночного фонарика, и ву-а-ля, все работает. Чем ближе обе части фонарика, тем ярче он светит!

 

Источник: https://learn.adafruit.com/wireless-inductive-power-night-light?view=all

 

 

[energetik 15]

Комплект беспроводного питания - Hobby

Что такое беспроводное питание?

Беспроводное питание, это передача электроэнергии от одного места к другому, без физического соединения проводниками. Как правило, это достигается использованием различных приборов  работающих на основе электромагнитной индукции, в которых электрическое поле преобразуется в магнитное поле,  в одном месте, а в другом месте,  происходит обратное преобразование – магнитное поле в электрическое.  

Этот проект фокусируется на довольно новой технологии беспроводной передачи энергии с использованием электромагнитного резонанса. В основном используется катушка и переменный конденсатор, которые входят в резонанс на определенной частоте, и  следовательно, имеют очень сильную связь между электромагнитным полем и силой электрического тока, на резонансной  частоте.

Это очень похоже на то, что происходит в акустике. Например, когда проигрывается определенная нота, то бокалы входят в резонанс с этой частотой и начинают вибрировать. В нашем случае, электромагнитное поле – это внешний звук, а ток в катушке – это вибрации. 

Из чего состоит беспроводное питание?

Основной частью является приемник и передатчик электромагнитного поля. Есть два варианта:

1.    Маломощный комплект для питания светодиода

В его состав входят следующие компоненты:

• Провод для катушек и соединений
• Быстросъемные разъемы для катушек и силовых компонентов
• Все элементы схемы, необходимые, чтобы сделать функциональный регулируемый контур драйвера для передающей катушки.
• Малая перфорированная плата для установки компонентов
• Выключатель питания с радиатором для передающей катушки.
• Выключатель ON/OFF
• Инструкции о том, как построить схему.
• Описание физических процессов работы схемы
• Учебник "Создайте свою собственный катушку", который содержит уравнения, и табличные данные  для проектирования пары катушек передатчик-приемник

Используя различные катушки и другие настройки,  вы можете экспериментировать с широким спектром расстояний между катушками, для питания одного или нескольких светодиодов, а также других мелких деталей.

2.    Мощный комплект для питания электродвигателя

Он включает в себя все компоненты комплекта №1 с некоторыми дополнениями для питания двигателей.  Существует сборка элементов, для питания двух типов двигателей. Есть двигатели с низким крутящим моментом, но высокой скоростью вращения, а есть двигатели с высоким крутящим моментом, но низкой скоростью вращения. Для обоих типов двигателей, используются короткие импульсы напряжения питания, которые поддерживают его вращение.  Также, возможно использование схемы питания двигателя для управления двигателями от источников питания с очень малым током – солнечных панелей.

Дополнительные детали, входящие в комплект №2:

• Электродвигатель с низким крутящим моментом, но высокой скоростью
• Электродвигатель с редуктором,  с большим крутящим моментом, но малой скоростью
• Компоненты для охлаждения питания двигателей
• Компоненты для построения импульсного управления двигателями
• Провод для подключения
• Схемы, инструкции по созданию, описания того, как работает схема.

Эти комплекты, были разработаны, чтобы люди могли ознакомиться с принципами, лежащими в основе беспроводной передачи энергии в современных продуктах.  К сожалению, в настоящее время такие продукты еще не сильно распространены, да и их количество можно пересчитать по пальцам. Из примеров, можно привести такие устройства, как беспроводные зарядные устройства для мобильных телефонов, или индуктивное зарядное устройство для автоматической зубной щетки. Если у вас есть творческое мышление, то вы сможете применить эту технологию в различных реализациях своих проектов, в которых затруднительно или невозможно проложить провода до потребителя или источника питания.

Предварительно собранный вариант комплекта №1 выглядит так:

• Две резонансные катушки с разъемами
• Регулируемый драйвер питания для передающей катушки с винтовыми клеммами
• Яркий белый светодиод мощностью 1Вт с драйвером
• Бокс для установки аккумуляторных батарей

Я очень надеюсь, что этот набор может быть использован в области образования, чтобы помочь детям,  получить вдохновение,  которое  я получил в раннем возрасте через подобные забавы, а также в реализации их будущих интересных проектов.

Источник: https://www.kickstarter.com/projects/1669639165/wireless-power-hobby-kit/description