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Autor Tópico: Transmissão de energia sem fios  (Lida 617 vezes)

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Offline dropes

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Transmissão de energia sem fios
« em: 11 de Maio de 2024, 22:30 »
Olá a todos  :)

Tenho andado a estudar umas coisas, e preciso de um carregador sem fios, para uma saída de 5V 10A.

Não tenho encontrado nada do gênero, o mais aproximado foi de 20V 2.5A
https://pt.aliexpress.com/item/1005005666251775.html

Minha dúvida, a potência está lá, seria possível reduzir a tensão e aumentar a corrente de saída?
Queria evitar cortar a bobine do receptor em 4, para depois ligá-la em paralelo...


Desta vez vou recorrer à PCBWAY, demasiadas vias e pistas de 5mil (0.127mm)

Offline jm_araujo

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #1 em: 13 de Maio de 2024, 10:29 »
A nesse que envias limitação deve estar no regulador de saída, nos diodos e regulador. Para conseguir 10A além de teres de partir a bobine em 4, terias de replicar mais 3 vezes ( 4 total) o circuito de saída para pôr em paralelo. E mesmo assim talvez não dê, pelo que estive a ler de wireless charging, as bobines costumam ter condensadores em paralelo para formar um circuito ressonante à frequência de trabalho. 4 circuitos desses em paralelo é pedir problemas (batimentos de frequência por causa das tolerâncias dos componentes). São conjeturas porque não andei a brincar com esses circuitos

Não consegues meter um step-down comutado à saída para regulares dos 20V@2.5A para 5V@10A ? Tens perdas de eficiencia, mas oferece mais garantias.
« Última modificação: 13 de Maio de 2024, 10:34 por jm_araujo »

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #2 em: 13 de Maio de 2024, 14:04 »
as bobines costumam ter condensadores em paralelo para formar um circuito ressonante à frequência de trabalho.
Verdade, o que parecia ser bonito em teoria, na prática nunca funcionaria, daaa esqueci-me da frequência ressonante


Não consegues meter um step-down comutado à saída para regulares dos 20V@2.5A para 5V@10A ? Tens perdas de eficiencia, mas oferece mais garantias.
Step-down funciona na maior parte via pwm, a bobine incluída serve apenas para filtrar a comutação; a corrente não muda.
Não me importo muito com a eficiência, mesmo que chegue a 75%, já é algo em que posso pegar.

Ontem pedi ajuda ao google, e encontrei o "Maximum power point tracking" (MPPT).
É usado em painéis foto-voltaicos para carregamento de baterias, aproveitando ao máximo a tensão dos painéis.
CC e CV, com tensão ajustável, parece promissor.
Neste caso a corrente é aumentada, quando um transformador entra no circuito.


Offline jm_araujo

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #3 em: 14 de Maio de 2024, 10:11 »
Step-down funciona na maior parte via pwm, a bobine incluída serve apenas para filtrar a comutação; a corrente não muda.

Ein?!?!
Um módulo dos discutidos noutro topico (MINI360):

Entrada 307mA@11.876V=3.65W, saída 1.001A@3.133V=3.14W . Eficiência 86% (bem bom!)

Corrente de entrada 300mA, corrente à saída 1A, afinal parece que a corrente muda num step-down ;)

Nem podia ser de outra maneira, senão a eficiência era a mesma de um regulador linear, a corrente mantém-se, a queda de tensão é dissipada.
« Última modificação: 14 de Maio de 2024, 10:49 por jm_araujo »

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #4 em: 14 de Maio de 2024, 11:43 »
Nem podia ser de outra maneira, senão a eficiência era a mesma de um regulador linear, a corrente mantém-se, a queda de tensão é dissipada.

Não pode, vou agora mesmo fazer essa experiência.

O truque para a eficiência, é não ter perdas, sejam térmicas.
Em comutação tem-se essa vantagem, mesmo que não seja 100% eficiente, o consumo é direto.




Neste momento estou a elaborar um Display Volumétrico.
O layout está avançado, e maior parte dos componentes recorro à Digikey.
 
O display terá uma matriz de 32x32 (1024) LEDs 0603, pitch 2mm.
Pretendo um menor volume possível, para ter melhor definição.
No princípio ainda pensei colocar LEDs RGB programáveis HD107s.
O preço total escalou, a dimensão também, iriam cintilar, além da velocidade requerida.
Em POV não se pode usar PWM nem multiplexagem.

Vai levar 64 ICs  TLC59283DBQR de 16 canais, não são caros, fica a 0.4748 a unidade:
https://www.digikey.pt/en/products/detail/texas-instruments/TLC59283DBQR/3458112
Pelos cálculos, o ESP32 vai dar conta do recado.

Maior desafio, atrito.
O ar é tramado quando se pretende rodar uma placa na horizontal; soluções:
- Fazer a placa mais pequena possível
- Realizar múltiplos furos para o ar passar
- Colocar várias placas sobrepostas na horizontal, forma de hélice
- Vácuo
- Minha preferida, excluir a forma, colocando um tubo de acrílico transparente à volta da placa, selado nos extremos

Assim a placa e o tubo ficam unidos, o ar interior não se move, e funciona como uma única peça.
O único atrito é pelo efeito coanda

Existem alguns protótipos para este tipo de display, acho curioso como os makers os desenvolveram, muita criatividade  :)

ps: mini360, vamos às medições...
ps2: parece energia infinita... estás certo
« Última modificação: 14 de Maio de 2024, 12:18 por dropes »

Offline jm_araujo

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #5 em: 14 de Maio de 2024, 14:38 »
Eu também me comeu o juízo (acho que até tive umas discussões neste fórum sobre o assunto em que estava errado). A dúvida é de onde vem a corrente "extra": os semicondutores e os indutores não tem ganho de corrente, e sem transformadores no circuito, onde vem?

Do condensador à entrada ;)

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #6 em: 15 de Maio de 2024, 20:56 »




Por questões físicas, não me foi possível colocar uma matriz de 32x32.
A solução foi de montar duas placas com 32x16, em que uma delas fica ligeiramente mais alta, entre os LEDs verticais horizontais.
Ao rodar, dão visualmente a resolução desejada. Refresh alternado.

Este esquema está em pausa até receber todos os componentes, provavelmente vou desmanchar a placa DC-DC e incluí-la ao esquema.
Se a corrente ultrapassar os 5A, colocarei dois destes conversores em paralelo.
https://pt.aliexpress.com/item/32711173698.html

Tinha alguns componentes no cesto da Digikey, resolvi fazer o mesmo na Mouser, este acabou por ganhar.
Quanto aos LEDs, não entendo, ficam uma fortuna em lojas on-line.
Pelo Ali, foram (4,66x2) + 2 de portes (total 2000 LEDs); já nas lojas ultrapassava os 200.
https://pt.aliexpress.com/item/1005005469107318.html

Como o pessoal da PCBway é simpático, e tem-se uma encomenda no mínimo de 5 PCBs, vou ter de fazer um hibrido, para acomodar o ESP32 e a fonte no mesmo local (faces diferentes).
Espera... acho que via algo para na configuração do painel, vou ver melhor isso.

Não vou soldar à mão, não sou desses, os LEDs irei usar o famoso hot-plate  :) já os ICs não tenho escolha, ferro.
O orçamento das 5 PCBs fica em 5€, stencil 10€ e portes 8€.

O motor foi a 1ª coisa que obtive, rotação 3000 RPM exactos, quem adivinha?  8)
A fonte irei usar a do portátil, 19V 4.7A

Inté  ;)

last edit: afinal estou limitado a 5pcbs iguais, caso deseje duas diferentes no mesmo painel, vou pagar mais do que sendo dois painéis
« Última modificação: 16 de Maio de 2024, 16:17 por dropes »

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #7 em: 17 de Maio de 2024, 17:01 »
Já me tinha lembrado na forma de passar um objecto 3D para POV, deveriam haver programas para o efeito... enganei-me
Não consegui encontrar nada que desse, o mais parecido foi "3dslice" https://3dslice2d.com/

Este funciona cortando um modelo .stl exportando para outro formato, escolhi .png
No resultado, tenho 32 imagens, em que tenho de converter, resolução 32x32 1bit.
Como a exposição vai ser polar e não retangular, deverei fazer a conversão antes de exportar para data.

Gostaria de automatizar isto, animações e tal, a ideia de ter 32 imagens por cada frame é excessivo

Acho que o blender consegue fazer isso.

 
« Última modificação: 18 de Maio de 2024, 11:08 por dropes »

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #8 em: 19 de Maio de 2024, 22:35 »


Tenho andado a brincar com o layout, e colocar duas placas no mesmo gerber. A máxima dimensão tem de ser inferior a 100x100mm.
A placa de potência ficará por trás, vai bloquear o sinal wi-fi do esp, espero que não tenha problemas, pretendo usar isso para transmitir imagens sem fios, também tem um suporte de cartões micro-sd, a ver se não sai disparado com a rotação.

O motor é de indução, bastante silencioso, com um ESC a controlar.

Offline jm_araujo

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #9 em: 20 de Maio de 2024, 10:39 »
Está a fica muito pró, quero ver vídeos depois ;)

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #10 em: 20 de Maio de 2024, 13:09 »
Obrigado :)

Aproveito o tempo até receber todos os componentes, antes de enviar os gerbers.
É sem dúvida o projecto mais dispendioso que tive até agora, e ainda nem comecei a montar.

O mais certo é receber 1º os componentes vindos da China do que os da Mouser a pagar portes altos.
Ainda aguarda pagamento  ???



Encontrei o código para efeitos em cubos de LEDs, vai dar imenso jeito  ;D
Converter as coordenadas é fácil, o resultado irá para um buffer de 4k (32kbits) / frame, ou em tempo real se a velocidade conseguir acompanhar.
https://github.com/Bakisha/USCL/tree/master/examples/USCL-animations
 
« Última modificação: 21 de Maio de 2024, 13:52 por dropes »

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #11 em: 22 de Maio de 2024, 14:06 »
E temos LEDs


11,31€ por 2000 LEDs azuis

Testei um, a luz é boa a 5mA, é o que está programado pelo controlador

RIREF (khoms) = (1.208V / ILED (mA)) x 43.8
* 43.8 / 10k x 1.208V = 5.29104 mA / LED
* 5.25104mA x 512 = 2.709 A / painel, leva dois

Fica a meio dos 10A planeados,
dessa forma consigo incorporar na mesma placa, o conversor dc-dc e o receptor de potência sem fios.
A ver se tenho os desejados 5V 5A, deverá aquecer menos.

Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #12 em: 24 de Maio de 2024, 21:24 »
Olá Olá

Já tenho todos os componentes, incluindo o tubo acrílico.
O transmissor de energia sem fios funciona bem, depois do conversor dc-dc tenho 5V 5A, aquece.

Tive de aumentar o diâmetro interior de 5mm para 20mm, desgastando a ferrite, é frágil aquilo, foi com uma fresa de diamante e alguma paciência.
O veio do motor tem dois rolamentos, o que faz os tais 20mm, o transmissor perdeu alguma potência, mas ainda vai dar.

Próximo passo vai ser soldar um IC a uma placa para testar na breadboard, quero saber qual o protocolo, velocidade, etc...

TLC59283 é um IC minusculo +- 8mm com saída directa para 16 LEDs, o que torna bastante vantajoso em relação ao 74LS595.
Além do 74 ser maior, também requer uma resistência em série para cada LED.
O 74 tem uma máxima frequência de 57MHz e 108MHz, enquanto o TLC a máxima é de 35MHz; se bem que o ESP32 não ultrapassa os 40MHz pela SPI.

Está bem encaminhado, até chegar ao C  :P

Bom fim-de semana  ;)


Offline dropes

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #13 em: 25 de Maio de 2024, 15:42 »
1º teste do TLC, thx atmega  :)



Tive de baixar a corrente neste teste para 1mA / LED, 5mA é demasiado forte, o que vai ser excelente para o projecto.

PS: Gostaria de saber onde Vocês encomendam as PCBs,
No orçamento 5 peças de 69x100mm com dois desenhos diferentes, fica:

- PCBWAY https://www.pcbway.com
PCB Cost : €26.02
Stencil Cost : €14.21
Shipping : €20.24
Total : €60.47

-JLCPCB https://jlcpcb.com
Engineering fee : €3.69
Panel : €3.56
Board : €2.49
Stencil : €6.45
Calculated Price : €16.19 (sem portes descriminados)

É uma diferença enorme, estou confuso  ???
« Última modificação: 25 de Maio de 2024, 16:26 por dropes »

Offline josecarlos

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Re: Transmissão de energia sem fios
« Responder #14 em: 25 de Maio de 2024, 17:18 »
Olá
Fazer os PCBs não compensa?