مدار انتقال بدون سیم برق پر بازده

انتقال برق به صورت بی سیم میتواند جنبه سرگرمی یا حتی کاربردی داشته باشد.   اکثر مدارات انتقال برق بی سیم موجود در اینترنت تلفات بالایی دارند و برد قابل توجهی ندارد . بازه ولتاژ کاری محدودی دارند. مداری که در اینجا معرفی میشود، تلفات پایین ( زیر 30 درصد) 

جریان بی باری پایین، توان انتقال نسبتا بالا ( تا 1 وات ) و برد قابل توجهی دارد.

ابتدا مدار را با نگاهی بر نقشه فنی آغاز کنیم:

 

 

شرح کلی:

همانطور که مشاهده میشود، مدار از قطعات کمی تشکیل شده و ساخت آن بسیار ساده است.

قطعات اصلی مدار، دو عدد ترانزیستور NPN هستند که به نوعی عملکرد پوش پول دارند.

 مدار فرستنده در اصل یک نوسان ساز Royer است که با فرکانسی در حدود 1.5 مگاهرتز نوسان سازی میکند.

 مدار گیرنده، در اصل یک مدار تشدید با یکسو کننده است که باعث دریافت حداکثر انرژی ممکن میشود.

 

شرح قطعات:

خازن C2 یک خازن عدسی 100 نانوفاراد است که تنها وظیفه حذف نوسانات جزئی از خط تغذیه را بر عهده دارد و نقشی در کارکرد اصلی مدار ندارد.

سلف L4 یک سلف هسته فریت است که نقش چوک مسدود کننده را دارد و از عبور جریان ناخواسته جلوگیری میکند و همچنین به سینوسی تر شدن امواج تولید شده کمک میکند. میتوان از سلف 22 الی 47 میکرو هانری استفاده کرد یا 10 دور بر هسته فریت حلقوی کوچک که از داخل لامپ های کم مصرف قدیمی نیز پیدا میشود، پیچید. در صورت پیدا نکردن میتوانید همین مقدار سیم را بر روی یک میله آهنی کوچک پیچید.

مقاومت R1 که 10 کیلو اهمی است، باعث فعالسازی اولیه ترانزیستور Q2 جهت نوسان سازی استفاده میشود.

سلف L1 سلف بازخورد است و امواج تولیدی توسط سلف L2 را دریافت میکند ، به همین دلیلی بر روی سلف L2 پیچیده میشود و باعث ادامه نوسان سازی و عملکرد پوش پول ترانزیستور ها میشود، به طوریکه در صورت روشن شدن ترانزیستور Q1 ترانزیستور Q2 خاموش میشود و در صورت روشن شدن ترانزیستور Q2 ترانزیستور Q1 خاموش میشود. و هرگز هر دو ترانزیستور همزمان به طور کامل فعال نمیشوند!

سلف L2 سلف سه سر فرستنده است و از 5 دور + 5دور سیم لاکی نمره حداقل 0.2 دور لوله ای به قطر حداقل 3 سانتی متر تشکیل شده است.

خازن C1 با دو سر پایانی سلف L2 موازی میشود، مجموعه این سلف و خازن باعث ایجاد تشدید ( رزونانس ) میشود . به دلیل اینکه از این خازن جریان و فرکانس بالایی عبور میکند، در صورت استفاده از خازن عدسی، خازن مورد استفاده داغ خواهد شد و باعث افت قدرت و بازدهی مدار میشود، بنابراین بهتر است از خازن های مولتی لایر ، پلی استر یا MKT استفاده کنید.

 

بخش گیرنده:

قسمت اصلی مدار گیرنده، سلف L3 و خازن C3 است.  خازن C3 باید هم ظرفیت با خازن C1 باشد و همچنین تعداد دور و قطر سیم پیچ L3 باید با مجموع دور ها و قطر سیمپیچ L2 باید برابر باشد، در غیر اینصورت فرکانس تشدید مدار فرستنده با مدار گیرنده برابر نخواهد شد و قدرت مدار افت خواهد کرد.

D1 دیود یکسو ساز است و خازن C4 خازن صافی است.

 

نتیجه آزمایش مدار:

با ولتاژ تغذیه 1.2 ولت ، این مدار میتواند از فاصله 1.5 سانتی متری LED را با نور قابل قبول روشن کند.

با تغذیه 4 ولت ، مدار میتواند LED را از فاصله 4 سانتی متری روشن کند و حتی یک موتور DC 5 ولتی را از فاصله 1 سانتی متری روشن کند!

با تغذیه 12 ولت مدار میتواند LED را از فاصله 10 سانتی متری روشن کند ، اما بدلیل اینکه از ترانزیستور های ضعیفتر C945 استفاده کردم، ترانزیستور ها داغ شدند.

 

 

ارتقاء مدار: 

در صورتی که از سیم لاکی ضخیم تر و سیم پیچ گیرنده و فرستنده با قطر بیشتر استفاده شود و همچنین بجای BC337 از ترانزیستور های قویتر مانند BD139 یا D882 استفاده شود، قدرت و برد مدار افزایش خواهد یافت.

 

لیست قطعات:

2 عدد ترانزیستور BC337 یا 2N2222

1 عدد LED به رنگ دلخواه

1 عدد دیود 1N4148 

2 عدد خازن عدسی 100 نانوفاراد

2 عدد خازن پلی استر یا مولتی لایر 2.2 نانو فاراد

1 عدد مقاومت 10 کیلو اهم با توان دلخواه

3 متر سیم لاکی نمره 0.2 الی 0.5 میلیمتر