- Bagaimana Penghantaran Kuasa Tanpa Wayar Berfungsi
- Piawaian Pengecasan Tanpa Wayar
- Reka Bentuk Set Pengecas Tanpa Wayar Mudah
- Reka bentuk Pemancar
- Reka bentuk Penerima
- Permohonan
Pengecasan Tanpa Wayar adalah proses mengecas semula peranti elektronik bertenaga bateri tanpa secara langsung menambatnya menggunakan wayar dan kabel ke sumber kuasa. Proses ini memberi kebebasan kepada pengguna untuk mengecas telefon mereka semasa dalam perjalanan tanpa perlu memasang ke soket elektrik. Ini bererti telefon pintar yang diaktifkan dengan pengecasan tanpa wayar dan peranti lain boleh dicas dengan meletakkannya di atas meja kopi misalnya atau mesin yang lebih rumit seperti kereta elektrik boleh dicas dengan hanya meletakkannya di garaj atau melalui jalan tanpa pengecasan tanpa wayar. Ini menghilangkan semua masalah keselamatan yang berkaitan dengan pengisian berdasarkan kord dan membuka pintu kepada kebebasan baru bagi pengguna.
Pengecasan tanpa wayar bermula pada akhir tahun 1800-an ketika Nikola Tesla mengembangkan gegelung tesla yang seharusnya dapat membantu menghantar kuasa tanpa wayar, sementara percubaan gagal mencapai tujuan pada masa itu, ia mencetuskan minat di lapangan dan lebih banyak orang mula mengusahakannya idea. Pada tahun 2006, MIT mula menguji penggunaan gandingan resonan untuk menghantar sejumlah besar tenaga dan ini membuka jalan bagi beberapa teknologi pengecasan tanpa wayar yang hebat yang ada sekarang. Anda boleh melihat eksperimen ini untuk membina gegelung Tesla Mini untuk menghantar kuasa secara wayarles.
Bagaimana Penghantaran Kuasa Tanpa Wayar Berfungsi
Pengecasan tanpa wayar kadang-kadang disebut sebagai pengecasan induktif kerana berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Sama seperti sistem komunikasi tanpa wayar, pengecasan tanpa wayar dapat dicapai melalui tindakan pemancar dan penerima tenaga tanpa wayar. Pemancar pengecasan tanpa wayar biasanya disebut sebagai stesen pengecasan dilampirkan ke soket kuasa dan menghantar tenaga yang dibekalkan melalui saluran keluar ke penerima yang selalu terpasang pada peranti yang akan dicas dan diletakkan berdekatan dengan stesen pengecasan tanpa wayar.
Di bawah ini adalah gambarajah blok untuk menerangkan komponen sistem pengecasan tanpa wayar dan proses pengecasan:
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pengecasan tanpa wayar memanfaatkan prinsip induksi magnetik yang digunakan dalam transformer kuasa elektrik, penjana dan motor, sehingga laluan arus elektrik melalui gegelung menyebabkan medan magnet yang berubah di sekitar gegelung yang menyebabkan arus pada gegelung gandingan yang lain. Inilah prinsip di sebalik pemindahan tenaga elektrik antara gegelung primer dan sekunder dalam pengubah elektrik walaupun ia kelihatan terasing elektrik. Dalam Wireless mengecas setiap komponen (pemancar dan penerima) yang membentuk sistem mempunyai gegelung. Gegelung pemancar dapat disamakan dengan gegelung primer sementara gegelung penerima dapat disamakan dengan gegelung sekunder pengubah daya elektrik. Apabila stesen Pengecasan dipasang ke bekalan kuasa AC,kuasa yang dibekalkan diluruskan ke DC oleh sistem penerus selepas itu sistem peralihan mengambil alih. Alasan untuk beralih adalah dapat menghasilkan perubahan fluks magnet yang diperlukan untuk mendorong cas pada gegelung penerima.
Gegelung penerima mengumpulkan kuasa masuk dan meneruskannya ke litar penerima yang menukar kuasa masuk ke DC dan kemudian menggunakan kuasa yang diterima untuk mengecas bateri.
Seperti yang dinyatakan di atas, pemindahan daya berlaku apabila fluks magnetik, yang dibuat dengan mewujudkan medan magnet bergantian di gegelung pemancar, diubah menjadi arus elektrik di gegelung penerima. Jumlah arus elektrik yang dihasilkan bergantung pada jumlah fluks yang dihasilkan oleh pemancar dan berapa banyak fluks yang dapat ditangkap oleh gegelung penerima. Jumlah fluks yang ditangkap oleh penerima bergantung pada "faktor gandingan" yang ditentukan oleh ukuran, jarak dan kedudukan gegelung penerima berbanding dengan gegelung pemancar. Ini bermaksud faktor gandingan yang lebih tinggi akan menghasilkan pemindahan tenaga yang lebih tinggi. Untuk meningkatkan kemungkinan faktor gandingan yang lebih tinggi, stesen pengisian wayarles tertentu direka dengan pelbagai gegelung pemancar seperti yang ditunjukkan dalam Gambar di bawah.
Piawaian Pengecasan Tanpa Wayar
Piawaian Pengecasan Tanpa Wayar merujuk kepada sekumpulan peraturan yang mengatur reka bentuk dan pengembangan peranti tanpa wayar. Kini terdapat dua standard industri yang berbeza untuk pengecasan tanpa wayar yang dipromosikan oleh badan yang berlainan.
1. Rezence Standard
2. Standard QI
The Rezence standard adalah berdasarkan induktif salunan mengecas seperti yang mengecas berlaku apabila kedua-dua penghantar dan gegelung penerima berada dalam resonans. Dengan standard ini, peranti dapat mencapai jarak yang lebih besar antara pemancar dan penerima untuk mengecas. Piawaian ini dipromosikan oleh Alliance for wireless power (A4WP).
Sebaliknya, standard QI mencapai pemindahan tenaga tanpa wayar menggunakan gandingan yang ketat antara gegelung dan berbanding dengan standard Rezence , gegelung pemancar dan penerima selalu dirancang untuk beroperasi pada frekuensi yang sedikit berbeza kerana dipercayai lebih banyak tenaga dihantar menggunakan persediaan ini. Standard QI sedang dipromosikan oleh konsortium kuasa tanpa wayar yang merangkumi ahli seperti Apple inc, Qualcomm, HTC.
Anda boleh memilih standard tanpa wayar yang paling sesuai dengan aplikasi anda dengan mempertimbangkan pertukaran antara EMI, kecekapan, dan kebebasan penyelarasan antara kedua-dua standard tersebut. Walaupun begitu, stesen pengecasan tanpa wayar tertentu direka untuk menyokong kedua-dua piawaian tersebut, ini memberikan interoperabiliti tinggi antara peranti.
Reka Bentuk Set Pengecas Tanpa Wayar Mudah
Sebelum membina sistem pengecasan tanpa wayar, perkara berikut harus diberi perhatian.
1. Standard: Semasa melengkapkan peranti dengan kemampuan pengecasan tanpa wayar, perkara pertama yang perlu dilakukan ialah memilih standard kuasa tanpa wayar yang sesuai dengan peranti dan kes penggunaannya. Sistem pengecasan tertentu berdasarkan pelbagai standard.
2. Pemilihan Gegelung: Perkara seterusnya ialah memilih jenis gegelung yang tepat dan geometri gegelung agar sesuai dengan kes penggunaan. Vendor menyediakan gegelung ini dalam alat pengukur standard sehingga pemilihan yang sesuai harus berdasarkan pada cadangan lembar data IC pemancar pengecasan tanpa wayar yang akan digunakan.
3. Kandang: Semasa merancang sistem Tanpa Wayar, adalah penting bahawa penutup peranti tidak logam dan permukaannya agak rata untuk mencapai faktor gandingan yang lebih tinggi antara pemancar dan penerima. Logam dengan berkesan menghalang tenaga yang dihantar daripada sampai ke penerima dan penutup plastik mesti direka untuk menjadi sangat nipis.
Reka bentuk Pemancar
Sistem pengecasan tanpa wayar terdiri daripada pemancar dan penerima seperti yang dinyatakan sebelumnya. Di bawah ini adalah skema yang menunjukkan reka bentuk pemancar.
Terdapat tiga komponen utama yang membentuk pemancar; yang sumber kuasa, gegelung pemancar dan litar pensuisan. Sumber kuasa biasanya DC dari AC yang diperbetulkan. Selepas pembetulan litar Switching digunakan untuk menghasilkan isyarat bergantian yang digunakan dalam penciptaan medan magnet yang berubah untuk mendorong pemindahan arus dari pemancar ke penerima melalui gegelung pemancar.
Reka bentuk Penerima
Reka bentuk penerima serupa dengan pemancar kecuali tindakan dilakukan dalam urutan terbalik. Penerima terdiri daripada gegelung penerima, rangkaian resonans, dan penerus dan IC pengecas yang menggunakan output litar penerus untuk mengecas bateri yang disambungkan. Contoh litar penerima ditunjukkan dalam gambar di bawah dengan bahagian fungsional yang disorot. Contoh ini berdasarkan IC pengecasan LTC4120.
Permohonan
Pengecasan tanpa wayar kini digunakan dalam banyak aplikasi termasuk:
- Telefon pintar dan boleh pakai
- Buku nota dan tablet
- Alat kuasa dan robot servis, seperti pembersih vakum
- Multikopter dan mainan elektrik
- Peralatan perubatan
- Pengecasan dalam kereta
Sebagai tambahan kepada sebab-sebab mewah mengapa anda harus menggunakan pengecasan tanpa wayar, seperti tidak perlu memasang peranti dan tidak ada masalah keserasian palam, pengecasan tanpa wayar memberikan keselamatan dari bahaya yang berkaitan dengan penyambungan terus ke sumber utama. Selain itu, ia boleh dipercayai di persekitaran yang lebih keras, seperti penggerudian dan perlombongan dan memungkinkan untuk mengecas semasa dalam perjalanan. Akhirnya, pengecasan tanpa wayar menghilangkan kekusutan dan kekacauan lain yang dibuat oleh wayar. Kami baru sahaja menggaru wajah pengecasan tanpa wayar dengan beberapa aplikasi baru, setiap reka bentuk produk yang dibuat dengan mempertimbangkan masa depan harus berusaha memasukkan pengecasan tanpa wayar kerana ini pasti salah satu cara kami akan mengecas peranti berkuasa bateri dalam masa terdekat.