Пусковое устройство для автомобиля своими руками — Лада мастер

Аккумулятор — верный друг и помощник в самых сложных ситуациях, но он, к сожалению, не вечен. Ещё бы ничего, если бы АКБ умирала мгновенно, без надежды на восстановление. Но она теряет характеристики постепенно, поэтому часто оказывается, что стартер прокрутить просто невозможно. Пик выхода АКБ из строя приходится на зиму, когда технике особенно тяжело запускаться в мороз. И тогда на помощь приходит либо сосед по гаражу с проводами для прикуривания, или запасная батарея. Или хорошее пусковое устройство, которое есть у каждого запасливого автолюбителя.

Содержание:

1. Виды пусковых устройств
2. Трансформаторное ПУ, параметры
3. Как подобрать трансформатор
4. Схема и тонкости сборки ПУ
5. Импульсное зарядно пусковое 
6. Мобильные ПУ

Виды пусковых устройств

Имея некоторые навыки в радиоэлектронике, собираем пусковое устройство для автомобиля своими руками. Чертежи и фото мы покажем, но для начала определимся с его типом, поскольку они бывают разными. Независимо от типа, нам, как пользователям, важно, чтобы ПУ могло работать без помощи аккумулятора и запускало двигатель не на пределе возможностей, краснея и дымясь, а работая стабильно даже в сильный мороз. Это самое важное условие при выборе готового зарядно-пускового аппарата или сборке своими силами.

Особого разносола тут нет. Механизм бывает одного из четырёх типов:

• импульсный;
• трансформаторный;
•  аккумуляторный;
•  конденсаторный.

Суть работы каждого из них в конечном итоге сводится к тому, чтобы отдать бортовой электросети ток нужного номинала и напряжения, 12 или 24 вольта, в зависимости от типа  электрооборудования на борту.

Трансформаторное ПУ, параметры

Популярны среди самодельщиков трансформаторные ПУ. Принцип их работы объяснять, пожалуй, не нужно — это трансформатор, который преобразует сетевое электричество до нужных параметров. Минус у этих устройств один — громадные размеры и вес. Зато они надёжны и изменяют выходные параметры по напряжению и силе тока так, как это необходимо. Достаточно мощные и запускают двигатель даже с мёртвым аккумулятором. Простейший чертёж для пускателя на основе трансформатора показан ниже.

Как подобрать трансформатор

Чтобы сделать прибор самостоятельно, достаточно найти подходящий трансформатор, а для уверенного пуска он должен выдавать не менее 100 А и напряжение 12 В, если мы говорим о легковушке. Если попросить пятиклассника, то он сможет рассчитать мощность. В нашем случае — это 1,2, а лучше 1,4 кВт. Без АКБ запустить мотор таким током едва ли удастся, потому что стартеру нужно минимум 200 А.  Штатный АКБ поможет раскрутить коленвал, а вращаясь, стартер  стартер потребляет не более 100 А, что и выдаст наш прибор.

Площадь сердечника не может быть меньше 37 см², а провод первичной обмотки — минимум 2 мм². Вторичка наматывается медным проводом сечением 10 квадратов, а количество витков подбирается опытным путём так, чтобы напряжение холостого хода было не больше 13,9В.

Схема и тонкости сборки ПУ

Вычислить параметры трансформатора — это далеко не все. Устройство работает так. Подключаем силовые провода прямо к клеммам АКБ, при этом никакого напряжения на выходе из ПУ нет до тех пор, пока напряжение аккумулятора не упадёт ниже порога срабатывания тиристоров, которые указаны на схеме. Как только напряжение на клеммах АКБ падает, тиристоры открывают вход и только тогда электрооборудование запитается от прибора. Как только напряжение на клеммах АКБ вырастет до 12 В, тиристоры закрываются и устройство автоматически отключается. Это позволяет сберечь батарею от перегрузок.

Тиристорный вариант может быть собран по двум методикам — по двухполупериодной схеме и по мостовой. Если выпрямитель мостовой, тогда тиристоры надо подбирать вдвое мощнее. То есть по первой схеме тиристоры рассчитываются минимум на 80 А, а при мостовой  — минимум 160 А. Диоды рассчитываются на ток не менее 100 А. Эти элементы легко узнать по плетёному выходному наконечнику. Транзистор KT3107 можно заменить на 361-й. К сопротивлениям в управляющей цепи только одно требование — мощность их должна быть не меньше одного Ватта.

Выходные провода, естественно, должны соответствовать току и как правило, для этого берут аналог от сварочного аппарата. Естественно, они не тоньше провода вторички. Провод, который подсоединяет сеть, имеет сечение каждой из жил минимум 2,5 квадратных миллиметров. Простая и надёжная сборка, которая запустит двигатель в любой мороз. Тем не менее, существуют и другие варианты, которые можно купить в магазине.

Импульсное зарядно пусковое устройство

Импульсный прибор — отличный вариант, когда нужно постоянно следить за аккумулятором и поддерживать его в рабочем состоянии. Такие конструкции работают по принципу импульсного преобразования тока, и они собраны на микропроцессорах и контроллерах. Он не может показать большую мощность, поэтому для пуска, особенно при сильных минусовых температурах, может не подойти, но для зарядки АКБ подходят отлично.

Они компактны, на них невысокие цены, весят очень мало и симпатично выглядят. Но малая  мощность, точнее небольшой пусковой ток, который они выдают, не позволят запустить машину при сильно разряженных банках в холод. К тому же точная электроника не терпит перепадов напряжения и скачков частоты тока, что в наших сетях не редкость, а отремонтировать в случае чего такой прибор сможет даже не каждая мастерская.

Мобильные ПУ

Ещё один вид ПУ, точнее сразу два, похожих по принципу действия — аккумуляторное и конденсаторное. Конденсаторный прибор работает за счёт разрядки заряженных конденсаторов по команде. Особенно сложным их состав назвать нельзя, но сами конденсаторы таких номиналов довольно дороги и не восстанавливаются после повреждений или пересыхания. Используют их очень редко, хотя они довольно мобильны, но из-за высоких нерегулируемых токов есть риск нанести вред АКБ.

Бустеры, или аккумуляторные пускачи, работают ещё проще. По большому счёту, это просто дополнительная батарея в автономном корпусе. Именно автономность принесла им популярность.  Их можно использовать хоть в степи, где нет электричества. Предварительно заряженный аккумулятор подключается к бортовой электросети и спокойно запускает двигатель. При этом важно выбрать ёмкость бустера и его пусковой ток. Он не может быть меньше, чем у стандартной батареи. Бытовые автономные установки имеют ёмкость от 18 А/ч, а более дорогие и громоздкие, профессиональные приборы, могут иметь ёмкость порядка 200 А/ч.

Любое из этих помощников водителя поможет запустить двигатель, но надёжнее и дешевле трансформаторного ПУ, собранного своими руками, пока нет. Удачной всем работы и быстрого пуска!

Читайте также Как правильно прикурить машину

Пусковое устройство для авто своими руками: схема, инструкция

Самодельное пусковое устройство для автомобиля / Авто24/GettyImages

Пусковое устройство – совсем необязательный элемент в гараже современного автомобилиста. Но и лишним он тоже не будет, особенно если машина давно уже не новая, аккумулятор подсажен, а погода – холодная.

Пусковое устройство помогает заводить двигатель, когда имеет место какая-то внештатная ситуация – сел аккумулятор машины, двигатель имеет какую-то проблему, ударил врасплох сильный мороз…

Фабричное зарядно-пусковое устройство большой мощности стоит немалых денег, но используется нечасто

Главное отличие пускового устройства от зарядного – в несравненно большей мощности. Причем это отличие принципиальное, и об этом хорошо знают те автомобилисты, которые пробовали когда-то запустить двигатель с помощью обычной “зарядки” – то есть при подключенном к АКБ зарядном устройстве.

ЧИТАЙТЕ ТАЖЕ: Как сделать зарядное для АКБ своими руками

Фабричное пусковое устройство стоит немало – не меньше 2,5 тыс. грн, а такое, которому можно безоговорочно доверить старт многолитрового двигателя внедорожника – ближе к 4 тыс. грн. Между тем, если все делать своими руками, пусковое устройство обойдется в несколько раз дешевле – даже если придется оплатить консультацию профессионального электрика, который проинспектирует результат вашего технического творчества.

Схема пускового устройства может быть как элементарной, так и усложненной – например, с автоматическим подключением (третий рисунок)

Привлечь к процессу специалиста мы настоятельно советуем, поскольку электричество может быть опасным – это во-первых. А во-вторых – некоторые компоненты (особенно трансформатор) стоят довольно дорого, и вывести его из строя из-за собственной конструкторской ошибки очень нежелательно.

Перед тем, как начать сборку пускового устройства, изучите конструкцию лучших образцов любительского и фабричного производства

Итак, чтобы сделать пусковое устройство для автомобиля своими руками, надо соблюсти несколько условий.

• Определитесь с параметрами. Главное – ток, который может отдать устройство на стартер. Если у вас авто с небольшим бензиновым двигателем объемом порядка 1,5 л, этот параметр желателен на уровне 150 – 200 ампер. В принципе, сгодится и 100 ампер, но тогда пусковому устройству будет помогать аккумулятор машины. Соответственно, больший литраж двигателя (тем более дизеля!) требует большего тока от пускового устройства: 250 – 400 ампер. От этой цифры зависит и мощность трансформатора, и параметры диодов выпрямителя.
• Подберите схему – либо самую простую, либо с некоторым дополнительным функционалом (зарядка АКБ, сварка металла, защита от нарушения полярности, перегрева, автоматическое подключение/отключение и т.п).
• Приобретите стартовые провода соответствующего сечения, из расчета 1 мм ² медного провода на каждые 10 ампер тока + 15% сечения в качестве страховочного запаса. Зажимы-крокодилы должны быть максимально тугими, в них также важна площадь поверхности, которая будет прилегать к клеммам вашей АКБ. Подробности обычно можно выяснить в магазине, где вы будете покупать эти компоненты.
• Поскольку в схеме есть тяжелые компоненты, позаботьтесь о прочности каркаса, на который они будут крепиться. Если при переноске устройства что-то внутри сорвется с места, может произойти замыкание проводов, последствия которого обычно невеселые.
• Поймите, что пусковое устройство из-за высокого тока на выходе – прибор с точки зрения безопасности довольно серьезный, поэтому очень важно обеспечивать надежную изоляцию всех соединений. Да, при напряжении на “крокодилах” 12-14 вольт опасности для человека такой ток не представляет, но перегрев проводов с возгоранием изоляции вполне возможен. Корпус должен быть устойчивым к нагреву.

Прочность корпуса в случае с мощным пусковым устройством для автомобиля имеет значение

Рекомендация Авто24

Вообще, в условиях теперешних украинских зим пусковое устройство может быть нужно лишь в каких-то особых ситуациях. Потому что даже подержанный, но более-менее исправный автомобиль должен заводиться при морозе хотя бы – 15^о – 20^о С, а у нас такие холода теперь – редкий случай. Другое дело, если у вас случайно есть мощный трансформатор, и вы собираетесь сделать из него более востребованный девайс – зарядное устройство. Тогда уже есть смысл принять дополнительные меры и изготовить не просто “зарядку” для АКБ, а таки пусковое устройство с возможностью помощи при старте двигателя.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как купить зарядное устройство для автомобиля

Беспроводное зарядное устройство

Сделай сам — собери свое собственное беспроводное зарядное устройство

Беспроводные зарядные устройства — это распространенный способ «перерезать шнур». Они больше, чем просто удобны; они могут помочь вам избежать износа зарядного порта на вашем телефоне и избавиться от кабелей, которые со временем изнашиваются. Есть много вариантов от 10 до 50 долларов, обычно черный пластик, иногда белый. Если вы устали от такой эстетики и последнее, что вам нужно, это еще один кусок пластика, у нас есть решение.

Просматривая Amazon, я был заинтригован, когда наткнулся на этот 15-ваттный модуль быстрой зарядки. С ним и соответствующим блоком питания вы можете сделать собственное зарядное устройство или встроить его в свой рабочий стол. Мы решили сделать собственную комбинацию парковщика и зарядного устройства с местом, где можно оставить мелочь и ключи. Это простой проект, который вы можете легко персонализировать, выбрав другое дерево или отделку — если вы хотите проявить больше творчества, вы можете изменить размер, добавить больше отделений в камердинер или проложить для него карман под рабочим столом.

Вот что вам понадобится:

Материалы для беспроводного зарядного устройства своими руками

• Модуль беспроводной зарядки
• Блок питания постоянного тока 24 В, 1 А
x 2′ дубовая доска
• ½» x 4″ x 2′ дубовая доска
• 1″ x 4″ x 2′ дубовая доска (фактическая толщина ¾»)
• Силиконовый клей
• 3M сверхпрочный, двусторонний монтаж лента
• 5 ½” x 6 ½” обрезк фанеры ¼” или Lauan
• Шурупы для дерева #4 x ½” (4 шт.)
• Наждачная бумага в ассортименте
• Тунговое масло или другое подходящее покрытие
• Маленькие войлочные прокладки или силиконовые прокладки (4 шт.)
  

Инструменты, которые вам понадобятся

Торцовочная пила

Настольная пила

Дрель

Индекс сверла

Сверло Форстнера ½”

Зенковка

Угловые зажимы

Деревообрабатывающие зажимы

Пистолет для горячего клея

Похожие истории

• Сделайте Bluetooth-динамик практически из чего угодно
• Лучшие инструменты 2022 года
• Вырежьте деревянный табурет своими руками из бревна

Беспроводное зарядное устройство 3

Пошаговые инструкции Шаг 1: Вырежьте деревянные детали

Список вырезок для всех необходимых вам деталей приведен ниже. Все они вырезаны из досок, перечисленных выше, что было самым простым и эффективным способом получить необходимые детали. Вы, конечно, можете купить разные размеры и разорвать или обрезать их по своему усмотрению, чтобы в итоге получить одинаковые кусочки.

Bradley Ford

Рама верхняя и нижняя :

• ½” x 1 ¼” x 6 5⁄8” (необходимо 2 сверху и снизу)
• 1⁄2” x 1 ½” x 7 ¼” (Для боковых сторон необходимо 2 шт.)

Все четыре детали рамы должны иметь скосы под углом 45 градусов на обоих концах.

Зарядная поверхность и отсек для камердинизации :

• ¼ ”x 3 ½” x 6 3⁄4 ”
• 3–4” x 2 x 6 ¾ ”

Spacers :

1111111111111111102 ” x ¾” x 1 ¼” (необходимо 2)

Этап 2: Приклейте прокладки

Подготовка верхней поверхности зарядной поверхности.

Bradley Ford

Приклейте прокладки ¾ x ¾ x 1 ¼ дюйма заподлицо с углами на длинной стороне зарядной поверхности толщиной ¼ дюйма.

Шаг 3. Просверлите отверстие для светодиодного индикатора состояния заряда

Отмерьте 3/8 дюйма от кончика сверла и отметьте его кусочком липкой ленты, чтобы не просверлить до конца.

Bradley Ford

На одной из более коротких частей рамы (½ x 1 ¼ x 6 5⁄8 дюймов) отметьте место для светодиодного индикатора состояния зарядки. Отверстие должно быть в 2 дюймах от одного конца и по центру, ¾ дюйма от каждого края. Прижмите доску к куску дерева и просверлите отверстие диаметром 1⁄8 дюйма по отмеченной вами отметке. Затем, используя сверло диаметром 5/32 дюйма, просверливая отверстие с поверхности, обращенной к внутренней стороне рамы, увеличьте отверстие до глубины 3/8 дюйма. Светодиод имеет маленькое плечо, и это позволит плотно вставить его в отверстие, не прорезая его до конца.

Проверка установки светодиодного индикатора состояния заряда.

Bradley Ford

Аккуратно вставьте светодиод в большее отверстие. Он должен легко входить и едва выступать с другой стороны. Вытяните его обратно — если он не выходит легко, вытолкните его тупым концом 1/8-дюймового сверла.

Шаг 4. Просверлите отверстие для силового домкрата

Сверло Форстнера сделает отверстие с чистыми сторонами и плоским дном.

Bradley Ford

На других коротких частях рамы (½ x 1 ¼ x 6 5⁄8 дюймов) отметьте место для разъема питания. Отверстие должно быть на расстоянии 2 дюймов от одного конца и центрировано на ¾ дюйма от любого края. Прижмите доску к куску дерева и просверлите отверстие диаметром ½ дюйма сверлом Форстнера глубиной 3⁄8 дюйма.

Сверление меньшего отверстия в центре оставляет плечо для стопорного кольца силового домкрата.

Bradley Ford

Затем просверлите 19⁄64-дюймовое отверстие в центре ½-дюймового отверстия насквозь в древесине.

Пробная установка разъема питания.

Bradley Ford

Протолкните силовой домкрат снаружи, чтобы проверить посадку и убедиться, что удерживающее кольцо можно навинтить.

Шаг 5: Соберите раму

Bradley Ford

Приклейте один из скошенных концов к верхней и нижней (½ x 1 ¼ x 6 5⁄8 дюймов) деталям, а также к обоим концам одной стороны (½ x 1 ¼ х 7 ½ дюймов) шт. Вставьте их в угловые зажимы так, чтобы угловые соединения были плотными. Убедитесь, что отверстия для светодиода и разъема питания совмещены и находятся на одной стороне рамы. Удалите выступивший клей влажной тканью и подождите несколько часов, пока клей высохнет, прежде чем разжимать зажим.

Угловые зажимы облегчают сборку рамы. Лучше всего, по возможности, использовать по одному зажиму в каждом углу, и собирать всю раму сразу. Зажимы, которые мы использовали, были слишком большими, чтобы использовать их все одновременно.

Bradley Ford

Повторите склеивание и зажим, чтобы прикрепить другую сторону (½ x 1 ¼ x 7 ½ дюймов) и закрыть раму.

Шаг 6: Приклейте зарядную поверхность

Аккуратно вставьте зарядную поверхность распорками вниз в раму.

Bradley Ford

Возьмите зарядную поверхность с прокладками и проверьте ее посадку в раме. Распорки войдут в углы, а верхние края должны быть на одном уровне с верхней частью рамы. Вы можете использовать торцовочную пилу, чтобы аккуратно сбрить концы, пока этот кусок не будет плотно прилегать, без воздушного зазора.

Осторожно зажмите, чтобы соединения были плотными.

Bradley Ford

После того, как вы обрежете его так, чтобы он подходил по размеру, приклейте три стороны, которые соприкасаются с рамой, а также прокладки, вдавите деталь и аккуратно зажмите. Убедитесь, что поверхность для зарядки расположена над отверстиями для светодиода и разъема питания. Удалите выступивший клей влажной тканью и подождите несколько часов, пока клей высохнет, прежде чем разжимать зажим.

Шаг 7: Приклейте дно отделения для служебных автомобилей

Дно отделения для служебных автомобилей будет накладываться на зарядную поверхность с левого края.

Bradley Ford

Вам нужно будет обрезать дно отсека камердинера (¾ x 2 ¼ x 6 ¾ дюймов), чтобы оно подошло, так же, как вы сделали это с поверхностью для зарядки. Он должен перекрывать зарядную поверхность примерно на ¼ дюйма. После того, как деталь подогнана правильно, склейте края, которые соприкасаются с рамой, и нижнюю часть зарядной поверхности, где она перекрывается. Нажмите на дно отсека для служебной одежды и слегка зажмите, чтобы зафиксировать его на месте.

Нижняя часть сервисного отделения встроена в раму.

Bradley Ford

Переверните раму и убедитесь, что глубина отделения составляет ¼ дюйма по всему периметру, и затяните зажимы. Удалите любой клей влажной тканью. Подождите несколько часов, пока клей высохнет, прежде чем разжимать.

Шаг 8: Отрежьте и установите нижнюю крышку

Bradley Ford

Измерьте внутреннюю часть рамы внизу — она должна быть примерно 5 ½ x 6 ½ дюймов. Вырежьте его из куска фанеры толщиной ¼ дюйма. Вставьте его в раму так, чтобы он ровно прилегал к распоркам и дну сервисного отделения. Просверлите направляющие отверстия для шурупов № 4 по углам глубиной чуть более ½ дюйма. Используйте зенкер в отверстиях, чтобы шурупы для дерева были заподлицо при вкручивании.

Bradley Ford

Привинтите нижнюю панель, чтобы убедиться, что все подходит правильно, затем снимите панель.

Шаг 9: Нанесите покрытие по вашему выбору

Беспроводное зарядное устройство готово к отделке.

Bradley Ford

Отшлифуйте видимые поверхности беспроводного зарядного устройства перед окончательной отделкой. Начните с зернистости 220, а затем закончите зернистостью 320. Шлифуйте в направлении волокон, пока древесина не станет однородно гладкой. Вытрите или сдуйте опилки и нанесите покрытие по вашему выбору. Вы можете оставить древесину естественной или покрасить ее. Мы выбрали натуральное покрытие тунговым маслом, которое можно натереть тряпкой. Нанесите три или четыре слоя. Если отделка выглядит однородной, вы можете считать, что она готова, или вы можете отполировать ее стальной ватой 000 и отделочным воском, что придаст ей мягкость и естественность.

Шаг 10: Установите модуль зарядки

Разместите катушки зарядки.

Bradley Ford

Возьмите зарядный модуль и поместите его в центр нижней части зарядной поверхности. Приложив зарядные катушки к дереву, отследите их местоположение.

Используйте силиконовый клей для крепления зарядных катушек.

Bradley Ford

Снимите модуль и нанесите немного силиконового клея на каждый угол.

Вдавите панель спиралью вниз в клей.

Bradley Ford

Аккуратно вдавите зарядную панель катушками вниз в клей. Оставьте на несколько часов, пока клей не затвердеет. Затем используйте два куска двусторонней монтажной ленты 3M, чтобы прикрепить печатную плату к нижней части панели зарядной катушки.

Шаг 11. Установите светодиод и разъем питания

Установите светодиодный индикатор состояния зарядки.

Bradley Ford

Вдавите светодиодный индикатор состояния зарядки на место, убедившись, что он полностью установлен и едва выступает за пределы рамы.

Крепление светодиода.

Bradley Ford

Используйте каплю горячего клея из пистолета для горячего клея, чтобы закрепить светодиодные провода. Когда он остынет, горячий клей будет надежно удерживать провода на месте, но его можно соскоблить, если их когда-нибудь понадобится заменить.

Установите разъем питания.

Bradley Ford

Провода зарядного модуля очень длинные — снимите клеммы на концах проводов. Снимите черный фиксатор/крышку с разъема питания и наденьте ее на провода питания, узким концом вперед. Протяните провода через отверстие разъема питания в раме. Обрежьте провода, оставив около 2-3 дюймов проволоки за пределами рамы. Зачистите примерно ¼ дюйма с конца каждого провода, а затем припаяйте их к разъему питания: красный положительный провод припаивается к контакту центрального контакта, а черный отрицательный провод припаивается к другому контакту.

Вставьте домкрат в раму, сдвиньте черную крышку вверх по проводам к домкрату, а затем наденьте ее, чтобы зафиксировать домкрат в раме.

Припаяйте разъемы питания.

Bradley Ford

К разъему питания, который мы использовали, уже были подключены провода питания, но в большинстве случаев их нет. Мы припаяли эти выводы прямо к плате зарядного устройства.

Шаг 12

Нижняя крышка установлена.

Bradley Ford

Установите нижнюю крышку с помощью четырех шурупов #4. Поместите небольшую войлочную прокладку или силиконовый бампер в каждый угол, чтобы защитить поверхность того, на что вы кладете зарядное устройство.

Тревор Рааб

Осталось только подключить блок питания и зарядить телефон.

Брэдли Форд

Редактор тестов

Брэд Форд провел большую часть своей жизни, используя инструменты для ремонта, сборки или создания вещей. В детстве он работал на ферме, где научился сваривать, ремонтировать и красить оборудование. С фермы он перешел на работу к торговцу классическими автомобилями, ремонтируя и обслуживая «Роллс-Ройсы», «Бентли» и «Ягуары». Сегодня, когда он не тестирует инструменты и не пишет для Popular Mechanics, он занят выполнением проектов на своей старой ферме в восточной Пенсильвании.

Создайте свое собственное индукционное зарядное устройство

---

» Перейти к дополнительным функциям

Как заядлый любитель, я хотел бы иметь удобный способ перезарядки моих проектов с батарейным питанием без необходимости связывать порты USB на моем компьютере . Заимствуя концепцию беспроводных зарядных устройств на рынке, я решил создать свою собственную. Так что, если вам нравится идея беспроводной замены вашего USB-порта, откройте ящик с излишками деталей и давайте начнем процесс индукции.

Как работает индуктивная связь?

Википедия определяет Resonant Inductive Couplin g как «беспроводную передачу энергии в ближнем поле между двумя катушками, настроенными на резонанс на одной частоте».

Формула для расчета резонансной частоты:

ƒ r = 1/(2*pi*√(LC))

Вы можете использовать измеритель для определения индуктивности, но не для распределения емкости, которая накапливается между обмотки. Вы можете использовать следующую формулу для определения собственной емкости или 93/ L ) ]

Где
C = Собственная емкость в пикофарадах
R = Радиус катушки в дюймах
L = Длина катушки в дюймах Этот прототип был намотан с использованием катушки

9007 проекта некоторые излишки проволоки, которые я оставил от предыдущего проекта. Размер катушки был основан на размере, который характерен для большинства моих проектов среднего размера. Катушка представляла собой плоскую однослойную спиральную катушку, созданную из эмалированной магнитной проволоки 26 AWG, которая имела внутренний диаметр 1 дюйм и внешний диаметр 2,5 дюйма.

Катушка была намотана из 44 витков и имела индуктивность 152 мкГн с паразитной емкостью 1 мкФ. Используя только что приведенную формулу резонансной частоты, я обнаружил, что катушка будет резонировать на частоте 12,9 кГц. Если вы хотите использовать собственную конструкцию катушки, вам нужно будет найти для нее резонансную частоту.

Существуют онлайн-сайты, которые служат калькуляторами, которые могут значительно облегчить работу; есть один такой калькулятор, расположенный по адресу

www.1728.org/resfreq.htm , который может вычислить частоту, емкость или индуктивность, если у вас есть две из трех переменных. Вы можете начать с катушек, используемых в этом проекте, прежде чем пытаться использовать катушки собственной разработки.

Система беспроводной зарядки должна содержать следующие элементы схемы:

• Генератор любого типа, способный воспроизводить резонансную частоту.
• Мощный транзистор, служащий усилителем для управления первичной катушкой.
• Набор катушек, которые служат первичным передатчиком и вторичным для приемника.
• Двухполупериодный выпрямитель для преобразования входящего переменного тока в постоянный.
• Регулятор напряжения для создания полезного напряжения для зарядки разряженных аккумуляторов.
• Схема для управления процессом зарядки литий-ионных или никель-металлогидридных аккумуляторов.

Схема, показанная в Рис. 1 , представляет собой пример системы с контрольными точками для устранения возможных проблем, а также размещение счетчика, необходимое для расчета энергоэффективности.

РИСУНОК 1. Схема индуктивного зарядного устройства с контрольными точками.

---

Сборка схемы

Прежде чем вы сможете полностью протестировать работу схем передатчика и приемника, вам необходимо собрать набор катушек.

Создание катушек

Если вы собираетесь создавать свои собственные катушки, попробуйте поэкспериментировать с проводами разного диаметра, геометрией катушек и размерами катушек. Ниже приводится описание метода проектирования катушки, который является кульминацией и квинтэссенцией многих лун усилий в применении одного метода.

Конструкция катушки может быть самой сложной частью этого проекта. Предлагаемые катушки для этого проекта представляют собой плоские блинчики, напоминающие старую первичную катушку Теслы. Их практически невозможно изготовить без специальной техники. Я испробовал множество способов создания этих катушек; метод, который я здесь обсуждаю, обеспечивает наиболее последовательные результаты.

Вам понадобится два акриловых блока на катушку. Блоки должны быть такой толщины, чтобы их было трудно деформировать. Я считаю, что акрил толщиной около 1/4 дюйма довольно жесткий при нагрузке. Вы можете найти сборные блоки в большинстве хорошо укомплектованных магазинов для рукоделия; они обычно используются для изготовления штамповочных инструментов. Я нашел те, которые использовал в магазине Michaels craft Supply, но их можно заказать в разных местах в Интернете.

Единственная проблема со сборными блоками — отсутствие разнообразия размеров. Блоки, которые я использовал, имеют квадратную форму 2,5 дюйма, что прекрасно работает, учитывая размеры схем, которые я хотел бы сделать перезаряжаемыми без проводов. Для катушки передатчика и приемника вам понадобятся два набора конфигураций блоков, показанных на рис. 9.0081 Рисунок 2 .

РИСУНОК 2. Намоточные приспособления для катушек передатчика и приемника.

---

Вырежьте диск диаметром 1 дюйм из любого майларового материала. Толщина диска должна быть такой же толщины, как и ваша проволока. У меня был эмалированный магнитный провод 26 AWG из предыдущего проекта, но подойдет любой провод (в разумных пределах). Просверлите отверстие диаметром 3/16 дюйма в центре двух акриловых блоков и в центре майларового диска диаметром 1 дюйм. Чтобы сделать U-образные вырезы, просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма, охватывающее часть диска диаметром 1 дюйм, как показано на рисунке. Отрезным диском дремель или ножовкой обрежьте блок от краев до отверстия 1/4 дюйма, чтобы он соответствовал форме в Рисунок 2 .

С помощью крепежного винта убедитесь, что детали можно собрать (снова см. Рисунок 2 ). Вставьте один конец провода, как показано, оставив примерно 6 дюймов, и намотайте катушку, как показано на рисунке 3 ; сохраняйте небольшое натяжение проволоки при намотке.

РИСУНОК 3. Намотка катушки передатчика.

---

Намотайте катушку, пока она не достигнет края блока. Обрежьте проволоку, оставив шесть дюймов на этом конце. Прикрепите конец провода к одному из блоков, чтобы катушка не разматывалась. Маленькой кисточкой или зубочисткой нанесите вазелин на пересечение вырезов в пластиковом блоке с катушкой, как показано на рис. 9.0081 Рисунок 4 .

РИСУНОК 4. Нанесение клея на замораживание готовой конструкции катушки.

---

Нанесите суперклей между краями U-образных вырезов с помощью кисточки для нанесения клея, также показанной на рис. 4 . Вазелин предотвратит прилипание клея к краям вырезов пластиковых блоков.

Когда клей высохнет, разберите приспособление, и у вас останется катушка, приклеенная к блоку. Это будет служить катушкой передатчика в зарядной базе.

Приемная катушка изготавливается почти так же, за исключением того, что вы будете использовать вырезанные акриловые блоки сверху и снизу, как показано на рис. 5 . Смажьте вазелином все четыре точки пересечения катушки с акриловым блоком и приклейте катушку так же, как катушку передатчика. После высыхания разберите приспособление, как показано на Рисунок 5 , и у вас останется только плоская блинная катушка. Оставьте диск в центре катушки.

РИСУНОК 5. Метод создания приемной катушки.

---

Вы можете захотеть приклеить больше площади катушки после ее отделения, чтобы сделать ее более стабильной. Эта катушка будет установлена ​​на плате приемника вместе с выпрямляющими частями и электроникой, регулирующей напряжение.

Когда закончите, у вас должна получиться катушка передатчика, приклеенная к верхней части одного из ваших акриловых блоков (см. Рисунок 6 ). Катушку приемника не следует прикреплять ни к одному из акриловых блоков, а майларовый диск диаметром 1 дюйм должен оставаться в центре катушки для облегчения монтажа на плату приемника. Обе катушки должны измерять сопротивление примерно в один Ом.

РИСУНОК 6. Свежеобмотанные катушки передатчика и приемника.

---

После того, как вы закончите с катушками, мы начнем с разделения схемы ( Рисунок 1 ) на конструкцию отдельных цепей передатчика и приемника. Я рекомендую создавать обе схемы на отдельных макетных платах, прежде чем передавать ваш проект на окончательную печатную плату.

Сборка схемы передатчика

Для передатчика требуется источник питания 12 В, способный выдавать один ампер. PICAXE работает от 2,4 В до 5 В, и для создания напряжения в этом диапазоне потребуется регулятор напряжения. Используйте стабилизатор на 3,3 В или 5 В, например LM29.50 или LM7805. В качестве генератора резонансной частоты используется микроконтроллер PICAXE 08M2. Выход 08M2 подается на затвор силового МОП-транзистора, который управляет катушкой непосредственно со своего стока. Снабберный конденсатор со стороны стока МОП-транзистора на землю включен для предотвращения повреждения МОП-транзистора от индуктивной отдачи во время переходов при выключении. Обратная ЭДС может быть довольно значительной (в 10 раз больше входного напряжения) даже при использовании трансформаторов с воздушным сердечником.

Лучше всего использовать конденсатор класса MKP, который часто используется при генерации сильноточных импульсов, но металлизированный пленочный конденсатор (MPF) с более высоким напряжением будет достаточным. Амперметр должен быть размещен, как показано на схеме, для измерения входного тока, потребляемого схемой, для расчета эффективности.

PICAXE необходимо запрограммировать для генерации резонансной частоты. Для этого добавьте на макетную плату два резистора, как показано на рис. 1 . Подсоедините кабель программирования к аудиоразъему и загрузите следующие строки кода для создания выходной частоты 12 кГц с рабочим циклом 50 %: 8 МГц

do                     ‘REM начало цикла
pauseus 1200           ‘REM создает паузу длительностью 1200 мкс
pwmout c.2, 153, 308   ‘REM генерирует выходной сигнал частотой 12 кГц
‘@ 50% рабочий цикл
pauseus 1200           ‘REM создает паузу длительностью 1200 мкс
loop                   ‘REM Конец цикла

Код для получения любой частоты с заданным рабочим циклом может быть сгенерирован с помощью мастера pwmout компилятора и вызывается из меню программы. В схеме прототипа я поместил светодиод «PWR ON» сбоку платформы с акриловой катушкой 1/4 дюйма. Это создает интересный эффект, когда схема включена.

Построение цепи приемника

После того, как энергия подведена к вторичной обмотке, выпрямитель преобразует входящий переменный ток в постоянный. Выходное напряжение может не соответствовать нормальному коэффициенту трансформации и быть выше входного напряжения. Это происходит из-за звона на исходящей волне, которая затухает на вторичной обмотке, вызывая рост напряжения. Это не проблема, если только оно не превышает входной предел 35 В большинства регуляторов.

Между выводами вторичной обмотки следует установить снабберный конденсатор емкостью 0,1 мкФ для блокировки индуктивной отдачи. Смело используйте в конструкции либо дискретные диоды, либо корпусный мостовой выпрямитель. Убедитесь, что реализуемые вами устройства выдерживают ток в один ампер при напряжении 50В. Выход постоянного тока регулируется до 5 В с помощью LDO-регулятора, такого как LM78L05. Очень важно использовать регулятор версии LDO для обеспечения источника постоянного тока и постоянного напряжения, как на выходе USB.

Для измерения выходной мощности приемной цепи поместите резистивное короткое замыкание на регулируемый выход 5 В, который можно включить с помощью ползункового переключателя SPST, как показано на рис. 1 . С помощью мультиметра измерьте падение напряжения на резисторе. Используя закон Ома, вы можете рассчитать выходную мощность по формуле I = E / R. Используйте значение сопротивления с основанием 10, чтобы упростить расчеты. Обязательно используйте резистор подходящей мощности для фиктивной нагрузки. Для создания значений тока, близких к одному амперу, вам понадобится резистор мощностью 5 Вт.

Тестирование схемы

При макетировании некоторых мощных транзисторов может потребоваться присоединение проводов меньшего диаметра к выводам, чтобы подключить их к макетной плате. Вам также понадобится способ перехватить провод (+) от вашего источника питания, чтобы подключить амперметр.

Подключите катушки к макетной плате и прикрепите счетчики, как показано на рис. 1 . Поместите катушку приемника поверх катушки передатчика, разделив их одним из акриловых блоков, чтобы он действовал как изолятор. Подайте питание на цепь передатчика и запишите показания обоих счетчиков. Замкните SW1, чтобы закоротить фиктивную нагрузку на выходе регулятора.

Вы должны заметить увеличение значения входного тока из-за отражения короткого замыкания обратно на первичную обмотку. Возможно, вам придется охладить силовой транзистор. Если на резонансе становится чрезмерно жарко, нужно проверить свою работу. Сначала попробуйте рекомендации, приведенные в разделе «Устранение неполадок».

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ
FDH055N15A — N-Channel Power Trench MOSFET 150 В, 167 А, 5,9 мВт
ДИАМЕТР КАТУШКИ = 2,5 | АПЕРАТУРА = 1” | ШАГ = 0,25 дюйма
ЧАСТОТА = 12,9 кГц        ПРОГРАММНЫЙ ЦИКЛ = 50 %
Входное напряжение = 12 В Выходное напряжение 5,06 В (31 В нерегулируемое)
Падение напряжения на нагрузке 10 Ом при коротком замыкании = 0,710 В (I = E / R) 710 мА   Эффективность = 710 мА / 900 мА * 100 = 78%

Добавить приемник для подзарядки в свои проекты очень просто. Ниже приведен пример проекта с питанием от батареи, который я переоборудовал для беспроводной зарядки. Я взял существующий проект, представляющий собой игру Pong со светодиодной матрицей 8 x 8, которая питается от источника литий-полимерного аккумулятора. Игра имеет размер 3” x 2” с батарейным питанием на обратной стороне платы. Я установил катушку приемника на доске того же размера, что и игра, оставив достаточно места для электроники в приемнике.

Я хотел, чтобы плата приемника была как можно тоньше, чтобы не добавлять глубины существующему проекту. Рисунок 7. — это фотография зарядного приемника, прикрепленного к этому проекту, который я хочу заряжать без проводов.

РИСУНОК 7. Зарядка устройства на базе передатчика.

---

Вся плата приемника увеличивает глубину проекта всего на 1/4 дюйма. Диспетчер зарядки батареи с одной микросхемой, показанный на рис. 8 9 .0082 подключен к выходу регулятора 5В. Для этого чипа (производства Maxim Integrated) требуется всего несколько внешних компонентов, и он будет управлять зарядкой одноячеечной литиевой батареи. MAX1811 имеет светодиод, который показывает, когда зарядка завершена.

РИСУНОК 8. Диспетчер зарядки литий-ионных аккумуляторов MAX1811.

---

Мне удалось добиться номинального срока службы этого устройства примерно в 400 циклов зарядки. Я даже использую его для зарядки своих суперконденсаторов.

Устранение неполадок

Эта схема была специально разработана, чтобы быть простой, поэтому поиск и устранение неисправностей должно быть соответственно простым. Ниже приведены напряжения, которые должны присутствовать в различных контрольных точках, показанных на схеме из Рисунок 1 .

1. В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ B должно быть 5 В (если не 5 В, проверьте напряжение питания 12 В).
2. В ТЕСТ ТОЧКЕ A должно быть приблизительно 2,5 В (проверьте источник питания 08M2 или код).
3. В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ C должно быть не менее 6 В (проверьте выпрямитель или переменный ток на катушке). Проверьте регулятор, подключив питание 12 В к входной клемме.
4. В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ D должно быть 5 В (проверьте соединения регулятора).
5. В ТЕСТОВОЙ ТОЧКЕ E должно быть 12 В переменного тока или выше (проверьте подключение катушки, если контрольные точки в листингах 1 и 2 в порядке).
6. У вас должно быть значение переменного тока в ТЕСТ ТОЧКЕ F (проверьте соединение вторичной обмотки, если контрольная точка в листинге 5 в порядке).

Возможные усовершенствования

Вы захотите придумать способ определения того, что объект был помещен на зарядную базу, чтобы передатчик не работал все время. Самый изящный способ сделать это — спроектировать схему измерения тока, которая срабатывает при подаче нагрузки.

В настоящее время я пользуюсь встроенными ИК-командами 08M2 и использую ИК-схему в качестве системы обнаружения приближения.

При использовании 08M2 в приемнике может потребоваться двусторонняя связь между передатчиком и приемником. Вы также можете сделать большую площадь зарядной поверхности.

Простым способом добиться этого является параллельное подключение катушек передатчика. Если вы делаете печатные платы, вы можете создать вытравленную катушку для приемника, которую можно масштабировать в соответствии с приложением.

При использовании компонентов для поверхностного монтажа приемник может занимать площадь, близкую к размеру кредитной карты.

Заключение

Независимо от того, строите ли вы этот проект только для изучения индукции или действительно применяете его для подзарядки, он гарантированно будет сложным как для начинающих строителей, так и для опытных. NV

---

Список деталей

ПУНКТ	КОЛ-ВО	ОПИСАНИЕ	ИСТОЧНИК/ДЕТАЛИ №
Все устройства для поверхностного монтажа имеют номер 805. Все номера деталей указаны с цифровым ключом, если не указано иное.
2 квартал	1	FDH055N15A N-Ch FET (любой)	ФДХ055Н15А-НД
J1	1	Аудиоразъем 1/8 дюйма (любой)	2168131
Р1	1	Резистор 22 кОм 1/4 Вт	КФ14ДЖТ22К0КТ-НД
Р2	1	Резистор 10 кОм 1/4 Вт	S10KQCT-ND
Р3	1	Резистор 220 Ом 1/4 Вт	КФ14ДЖТ220РКТ-НД
Р4	1	Резистор 330 Ом 1/4 Вт	А105936КТ-НД
РДЛ	1	10 Ом 5 ​​Вт	АЛСР5ДЖ-10-НД
С1	1	Снабберный конденсатор MPF 0,1 мкФ	ЭФ2105-НД
С3, С6	2	Байпасный конденсатор 0,1 мкФ	1493-3401-НД
С2, 5, 7, 8	3	10 мкФ Электролитический 50 В	P997-НД
С4	1	Майларовый демпфирующий конденсатор 0,1 мкФ	495-2435-НД
D1	1	Зеленый светодиод 3 мм	751-1101-НД
БР1	1	Мостовой выпрямитель	ДФ005М-Э3/45ГИ-НД
ВР1, 2	2	Регулятор LM78L05 или LM2940-N	ЛМ2940Т-5. Рубрики Авто Ремонт Своими руками Авто советы Leave a Comment Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment