toilet

Truyền điện không dây

Thảo luận trong 'Kỹ thuật điện tử tương tự'

Đang xem chủ đề này ( Thành viên: 0, Khách: 0)

  1. Đăng 29/1/13 #1

    thanh_nhanbk BioMedical Engineering

    Số bài viết: 357
    Đã được thích: 735
    Mình không biết với cái title này thì nên đặt ở mục nào cả, vậy nên thôi đặt đại ở đây vậy.Bài viết này được mình tổng hợp lại từ trang Minhdt.info.

    Như đã nói, việc truyền điện không dây là 1 đề tài khá hay trong lĩnh vực truyền tải năng lượng điện năng.Trong mục này chúng ta sẽ cùng nhau thử nghiên cứu 1 dự án nhỏ vè việc truyền tải dòng điện theo kiểu này.
    từ hưởng.
    I. Lịch sử :
    Năm 1865, nhà vật lý người Anh James Clerk Maxwell đã kết hợp các định luật về điện và từ đã biết để tạo ra lý thuyết Maxwell. Lý thuyết này dựa trên sự tồn tại của các trường . Ông nhận thấy rằng các trường truyền nhiễu loạn điện và từ là các thực thể động: chúng có thể dao động và truyền trong không gian. Dựa vào lý thuyết này, Maxwell đã đi đến một kết luận: tất cả các sóng điện từ đều truyền trong không gian (chân không) với một vận tốc không đổi bằng vận tốc ánh sáng.

    II cơ sở lý thuyết
    Các bạn có thể tra thông tin này trên wikipedia để có thể hiểu rõ hơn.
    a Lý thuyết Maxwell
    Như các bạn đã biết theo lý thuyết của Maxwell khi có một điện trường biến thiên thì sẽ sinh ra một từ trường biến thiên bao quanh nó đến lượt từ trường biến thiên này làm cho các hạt mang điện dao động và lại sinh ra một điện trường biến thiên và cứ thể điện trường và từ trường biến thiên được lan truyền trong không gian với vận tốc cỡ 300.000 km/giây (tương đương với vận tốc ánh sáng!).
    b Hiện tượng cảm ứng điện từ
    Một điều nữa đó là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ mà Michael Faraday đã làm thực nghiệm và rút ra được kết luận là khi cho một từ trường biến thiên cắt qua một vòng dây dẫn thì trong vòng dây dẫn đó sẽ sinh ra một điện áp cảm ứng , nếu vòng dây dẫn là khép kín thì sẽ có 1 dòng điện cảm ứng chạy trong dây dẫn.
    Độ lớn của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào tốc độ biến thiên của từ trường và chiều của dòng điện phụ thuộc vào độ tăng hay giảm của từ trường đó.
    faraday.



    c Định luật Lenz
    Định luật Lenz nói rằng "dòng điện cảm ứng sinh ra trong dây dẫn có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó ".
    Ví dụ : ta có 1 cuộn dây dẫn khép kín bên trong là rỗng và bạn có 1 thanh nam châm . Bạn cầm thanh nam châm và di chuyển cực Bắc của thanh nam châm vào trong cuộn dây . Ngay lập tức cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng . Dòng điện cảm ứng này theo hiện tượng cảm ứng điện từ sẽ sinh ra một từ trường có chiều ngược lại với thanh nam châm , nghĩa là nó cũng sinh ra một từ trường có cực Bắc bên ngoài và cực Nam bên trong và có xu hướng đẩy thanh nam châm trong tay bạn đi ra khỏi cuộn dây . Khi bạn kéo thanh nam châm ra khỏi cuộn dây thì ngay lập tức dòng điện cảm ứng đổi chiều làm từ trường đổi cực và hút thanh nam châm trở lại . Khi bạn di chuyển thanh nam châm vào ra trong lòng cuộn dây với tốc độ nhanh thì tay bạn sẽ cảm thấy rất nặng nề . Nếu lúc này bạn nối hai đầu cuộn dây vào một bóng đèn thì bóng đèn sẽ phát sáng theo sự di chuyển thanh nam châm của bạn và đó cũng chính là nguyên tắc của máy phát điện !
    d Mạch dao động LC :






    Mạch dao động LC là một mạch điện bao gồm 1 cuộn dây và 1 tụ điện mắc song song với nhau (như hình vẽ thứ nhất). Bản thân mạch dao động LC là một mạch không hề ...dao động trừ phi ta cấp 1 nguồn điện V hoặc cung cấp một từ thông biến thiên ban đầu vào cho mạch .
    [​IMG]
    Nếu ta cấp 1 nguồn điện V vào mạch LC ngay lập tức tụ điện được nạp đầy còn cuộn dây thì sinh ra từ trường như 1 thanh nam châm .
    Khi ta ngắt nguồn điện cấp cho mạch LC ,Tụ điện phóng vào cuộn dây 1 dòng điện giảm dần ,lúc này từ trường trong cuộn dây từ cực đại và biến thiên trở thành cực tiểu . Theo định luật cảm ứng điện từ cuộn dây lại sinh ra một dòng điện cảm ứng có chiều chống lại sự mất mát của từ trường , dòng điện này ngược chiều với dòng điện cấp vào ban đầu cho mạch LC .
    Dòng điện cảm ứng sinh ra lúc này lại nạp ngược lại vào tụ điện . lúc này tụ điện được tăng điện áp và cuộn dây lại tăng dần từ thông theo chiều ngược lại , hiện tượng cảm ứng điện từ lại xãy ra và cứ như thế bên trong mạch LC tồn tại 1 dòng điện xoay chiều hình sine .
    Dòng điện dao động này sẽ đạt cực đại và duy trì mãi mãi khi điện trở động của cuộn dây (cảm kháng) và dung kháng của tụ điện có giá trị điện trở bằng nhau lúc này Mạch dao động LC đạt đến trạng thái gọi là cộng hưởng LC.

    Trong thực tế vì cuộn dây L được cấu tạo từ vật liệu bình thường (không phải siêu dẫn) nên ngoài cảm kháng của cuộn dây còn có điện trở thuần của nó . Tụ điện cũng vậy ngoài dung kháng của tụ còn có điện trở thuần của tụ vì dung môi cấu tạo nên tụ không cách điện hoàn toàn . Chính vì vậy mạch cộng hưởng LC trong thực tế còn có thêm một điện trở thuần làm tiêu hao năng lượng bên trong mạch . Do đó tín hiệu trong mạch cộng hưởng LC chính là các dao động tắt dần có dạng hình chuông ! Năng lượng trong mạch sẽ giảm dần theo thời gian.
    e Hiện tượng bức xạ sóng điện từ
    Tham khảo chi tiết ở link sau :
    http://360.thuvienvatly.com/bai-viet/dien-quang/272-ban-chat-cua-buc-xa-dien-tu

    Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ) là sự kết hợp của dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng. Sóng điện từ cũng bị lượng tử hoá thành những "đợt sóng" có tính chất như các hạt chuyển động gọi là photon.
    Khi lan truyền, sóng điện từ mang theo năng lượng, động lượng và thông tin
    Bản chất của bức xạ điện từ là dòng điện có tần số càng cao thì bức xạ càng mạnh và năng lượng mang theo càng lớn , khả năng xuyên thấu vật cản càng nhiều.
    ddien tu.
    III mô hình thử nghiệm

    Mô hình sử dụng linh kiên KEU28L của Kyocera có tần số dao động 13MHZ
    Đây là module VCO (Voltage-controlled oscillator ) được sử dụng rất nhiều trong các thiết bị di động . Con này tôi có tra trên mạng thì được biết nó được sản xuất tại China, về giá cả cũng chưa rõ nữa, tra trên alldatasheet cũng chả thấy. Ở đây bác nào giỏi có thể giải thích chỗ này có được không? và sẽ mua ở đâu ?
    Vì module VCO là linh kiện smd nênchúng ta sẽ hàn thêm 1 cái jack 3 chân và 1 diode zenner 5V để bảo vệ tiện cho việc cắm mạch test thử.

    Vì sao lại chọn tần số này ? Đây là tần số gần bằng với tần số bức xạ của thiết bị thẻ kiểm soát an ninh RFID (Radio Frequency Identification) .
    RFID là hệ thống nhận dạng thiết bị dựa trên sóng radio có tần số sóng mang 13,56MHZ . Đây cũng được coi là thiết bị truyền điện không dây đầu tiên của thế kỷ 20 . Bên trong mỗi thẻ RFID có một mạch cộng hưởng LC , khi thẻ được đưa vào vùng phát sóng điện từ thì mạch cộng hưởng LC sẽ thu sóng mang của mạch phát và chuyển đổi thành điện năng cấp cho bộ vi xử lý hoạt động , sau đó bộ vi xử lý trong thẻ sẽ gửi trả lại tín hiệu ID của thẻ để hệ thống nhận dạng ...

    Trở lại với việc dùng VCO làm linh kiện tạo tần số để bức xạ sóng điện từ . Đầu ra của VCO tôi cho vào mạch đệm để tăng dòng sau đó qua mạch đảo và qua mosfet để lái dòng vào mạch cộng hưởng LC. Hình minh họa cho anh em :
    [​IMG]
    test.

    Sơ đồ thử nghiệm chi tiết như sau : mach thu nghiem.



    Ở mạch thu ta dùng dây đồng nhỏ quấn 4 vòng và tải là một bóng đèn led siêu sáng có điện áp 3V2
    kết quả sau khi cấp nguồn cho mạch và điều chỉnh khung cộng hưởng LC thì mạch thu đã nhận được sóng và làm bóng đèn phát sáng
    tính toán giá trị của khung cộng hưởng LC , áp dụng :
    ZL = 2πfL
    ZC = 1 / 2πfC
    Qua 1 hồi biến đổi ta có công thức sau đây :
    L = 1 / (2πf)2C
    L tính bằng Henri (H)
    C tính theo Fara (F).
    Tính ra L hoặc C để sử dụng.Việc tính L hơi khó khan nếu như chúng ta không có các thiết bị đo độ từ cảm của cuộn dây mà chúng ta quấn.
    Trên đây chỉ là 1 vài thí nghiệm nhỏ mà chúng ta có thể làm, mấy bạn thử làm rồi show hàng cho anh em xem thử thế nào nhé.

    Các file đính kèm:

    • LC.
      LC.jpg
      Kích thước:
      24.1 KB
      Đọc:
      0
    Chủ đề cùng chuyên mục
    Chia sẻ Share





    Hoang Quan, chuong_prof, thang_cdt1k52 others thích bài này.
    #1
  2. Đăng 29/1/13 #2

    thanh_nhanbk BioMedical Engineering

    Số bài viết: 357
    Đã được thích: 735
    Chia sẽ video demo :

    cái này chỉ mang tính chất minh họa thôi nhé.
    sgesvn thích bài này.
    #2
  3. Đăng 29/1/13 #3

    thanh_nhanbk BioMedical Engineering

    Số bài viết: 357
    Đã được thích: 735
    Mong mấy anh cao thủ vào chia sẽ thử cho mấy em hiểu thêm đi.
    #3
  4. Đăng 29/1/13 #4

    ngkhoi Kỹ sư

    Số bài viết: 98
    Đã được thích: 121
    Theo mình hiểu thì đây là hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp và môi trường truyền dẫn từ thông biến thiên từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp là không khí. Môi trường không khí có độ từ thẩm thấp hơn nhiều so với các vật liệu sắt từ, nên làm giảm hiệu suất, để tăng hiệu suất người ta dùng các vật liệu có độ từ thẩm cao (vd như sắt, ferit).

    Nếu như đề tài này là truyền điện không dây thì bạn thử đặt hai cuộn dây nó cách nhau vài met xem thế nào, chứ áp gần như thế mới có điện thì mình cảm thấy nó ko có ý nghĩa j lắm
    sgesvn thích bài này.
    #4
  5. Đăng 29/1/13 #5

    sgesvn Moderator

    Số bài viết: 2,284
    Đã được thích: 2,787
    Đó chỉ là demo thôi, hiện tại trên thế giới đã nghiên cứu cái này tuy nhiên chưa phổ biến. Ứng dụng truyền điện không dây sẽ rất có ích ví dụ nhé:
    - Đang ngồi xe ô tô nhắn tin cho bạn gái thì điện thoại hết pin. Lúc này truyền điện không dây có tác dụng.
    - Thắp sáng các thiết bị chiếu sáng trên cao như tháp Elfen của Việt Nam (Ah quên Pháp ) sẽ không cần đến hệ thống điện loằng ngoằng nữa. Lúc này truyền điện không dây có tác dụng.
    - Đơn giản truyền điện không dây trợ giúp cho các thiết bị trên ô tô, tàu, thuyền ....
    Nói chung làm được thì ứng dụng được nhiều, tuy nhiên khi truyền điện sẽ phải có đầu phát, đầu thu chứ không phải truyền là truyền đi tất cả.
    ngkhoi định truyền điện bao xa? Chú định chích điện thằng nào Ah :))
    #5
  6. Đăng 29/1/13 #6

    dovanhieu Super Moderator

    Số bài viết: 1,208
    Đã được thích: 1,628
    Yahoo Messenger
    Skype
    Em nghĩ nếu truyền điện thế này thì tổn hao công suất sẽ khá lớn.
    #6
  7. Đăng 29/1/13 #7

    thanh_nhanbk BioMedical Engineering

    Số bài viết: 357
    Đã được thích: 735
    tất nhiên là rất tiêu hao lớn, nhưng trong 1 số lĩnh vực yêu cầu dòng điện không cao lắm và không thể thì chúng ta có thể ứng dụng cho nó.
    Đơn cử như làm 1 cái fanled chẳng hạn, mà theo mình thấy hiện nay trên thị trường cũng đã có 1 số dòng đt đã ứng dụng sạc điện không dây rồi đó, nếu hay thì người ta mới ứng dụng chứ.
    dovanhieu thích bài này.
    #7
  8. Đăng 20/2/13 #8

    thanh_nhanbk BioMedical Engineering

    Số bài viết: 357
    Đã được thích: 735
    KEU28L của Kyocera có tần số dao động 13MHZ : Mấy anh cho em hỏi là con linh kiện này chúng ta có thể mua ở đâu được? và có còn nào có thể thay thế được không?
    Tần số dao động sai khác trong phạm vi nhỏ có dùng được không? nếu không có em định thay thế để làm thí nghiệm thử xem.
    Em có thể dùng 1 con xtal khác, cũng tần số 13Mhz , kiểu 3 chân, dùng trong vdk để làm liệu có được không?

    #8
  9. Đăng 29/5/14 #9

    Hoang Quan Sinh viên đại học

    Số bài viết: 39
    Đã được thích: 34
    Bạn thanh_nhanbk cho mình hỏi trong video bạn demo bạn đang sử dụng tần số bao nhiêu thể?
    #9
  10. Đăng 29/5/14 #10

    windynguyen Học sinh phổ thông

    Số bài viết: 22
    Đã được thích: 11
    Cái này của anh minh đê tiện ý quên minh điện tử mà :))
    #10

Chia sẻ trang này