Studiul Actual de Transmitere Wireless a Energiei

Electromagnetice Către un Telefon Mobil

Sandu Cristian

Prof. Dr.Ing. Mihai Iordache

Politehnica University of Bucharest sanpcsnd@yahoo.com

Rezumat: În această lucrare se realizează

transferul wireless de energie către un telefon

mobil. Pentru a realiza acest transfer de putere

s-au utilizat două circuite, un circuit de trasnmisie

alimentat de la o sursa continuă cu o tensiune de

5V şi un curent de 2A şi încă un circuit folosit la

recepţia câmpului magnetic.

I. Introducere

Transferul wireless de energie reprezintă o

tehnologie potenţială pentru transferul

electricităţii/puterii între surse electrice şi receptoare

fără a folosi fire. Transmisia se face pe o distanţă la

care câmpul electromagnetic este suficient de

puternic pentru a oferi un transfer de putere

rezonabil. Acest lucru este posibil dacă atât

emiţătorul cât şi receptorul lucrează la rezonanţă.

Transmiterea wireless este utilă în cazurile în care

energia instantanee sau continuă este necesară, dar

legăturile prin fire sunt imposibile.

Fig.1. Turnul Wardenclyffe din Long Island, New

York de 1904 m [1].

Transmiterea wireless a revenit în atenţie în

anii '60 ai secolului trecut, printr-o demonstraţie a

unui elicopter miniatural alimentat prin microunde

emise de la sol. Unii au sugerat chiar că, într-o zi,

s-ar putea să alimentăm navele spaţiale prin

direcţionarea către ele a unor raze laser purtătoare de

energie. Mergând pe aceeaşi idee, multe teorii au

fost emise şi în explorarea posibilităţii de a transmite

energie la sol de către sateliţii orbitali, ce ar putea

stoca energia solară. Tranferul de energie sol-sol, pe

distanţe mari, ar solicita infrastructuri costisitoare,

iar grijile privitoare la siguranţa transmiterii energiei

prin microunde de mare putere au născut scepticism

faţă de această modalitate de alimentare.

Fig.2. Transmiterea wireless a energiei pe o distanţă

mică [1].

O altă posibilitate pentru alimentarea cu

energie fără cabluri este inducţia magnetică, cea mai

tentantă alternativă pentru aplicaţiile domestice. Un

câmp magnetic fluctuant (variabil în timp) care

parcurge o bobină poate induce un curent electric

într-o altă bobină apropiată.

Fig.3. Transmiterea wireless a energiei la distanţe

mai mari [1].

Este şi modalitatea prin care multe

dispozitive, precum periuţele de dinţi electrice şi

chiar unele telefoane mobile îşi reîncarcă bateriile

descărcate.

II. Receptorul de energie fără fir

necesar pentru încărcarea bateriei

telefonului mobil

Un IC cu un receptor de energie fără fir

(wireless) şi încărcător de baterie, oferă suportul

necesar pentru încărcarea contactelor dispozitivelor

care sunt dificil de accesat în orice alt mod.

Fig. 14. LTC4120 realizat într-un profil mic (0,75

mm), 16-pini 3 mm x 3 mm, cu suport metalic pe

spate, pentru o performantă termică excelentă. Este

garantat pentru o funcţionare între -40 ° C şi 125 °

C.

Încărcarea bateriei fără fir este o tehnică

întâlnită la alimentarea cu energie electrică a

dispozitivelor în locuri greu accesibile. Aceasta îi

permite produsului să poată fi schimbat în timp ce

acesta este închis într-o cutie sigilată, sau într-un

echipament aflat în mişcare sau în rotaţie, sau într-un

mediu curat sau unde serviciul de salubritate este

critic. LTC4120 (Fig. 14) este o componentă a

sistemului complet de transfer de putere fără fir,

constând din circuitul de transmisie, bobina de

transmisie, bobina receptoare şi circuitul de receptie,

precum şi un încărcător de baterie curent-

constant/tensiune-constantă. Figura 15 prezintă un

sistem simplificat de transfer de putere fără fir cu

încărcarea bateriei care foloseste LTC4120.

Fig. 15. Sistem de transfer al puterii, circuit de

transmisie (TX), bobina de transmitere (TX), bobina

receptoare (RX), şi LTC4120, circuitul de recepţie al

transferului de putere, circuit cu încărcător de

baterie current-constant/tensiune-constantă.

Aplicaţiile includ instrumente portabile,

senzori industriali / militari şi dispozitive similare în

medii dure, dispozitive medicale portabile,

dispozitive fizice mici şi dispozitive izolate electric.

Aceste sisteme oferă solutii, care sunt mult mai

simple decât cele care implementează standardul Qi,

cu beneficii suplimentare, inclusiv distanţa de

transmisie mai mare şi fără software-ul necesar.

Fig.16. Convertor DC-AC, bobine de transmisie /

recepţie, un rezonator serie reglat şi AC-DC redresor

pentru încărcarea bateriei Li-ion.

Circuitul din figura 16 este un sistem complet

funcţional de transfer al puterii fără fir utilizând un

convertor de bază, curent-rotativ pentru circuitul de

transmisie şi un LTC4120 pentru a controla un

convertor rezonator serie pentru circuitul de recepţie.

Bobina de recepţionare produce o tensiune între 12 V

şi 40 V, aceasta fiind tensiunea de intrare a LTC4120,

circuit ce incarcă. Caracteristicile sale de încărcare

sunt :

· Tensiune şi curent constant cu valoarea de 400mA

· Curentul de încărcare programabil

· Tensiune programabilă între 3.5 V şi 11 V cu o

precizie de ± 1 %

· Tensiune programabilă pentru mai multe tipuri de

baterii

· Precondiţionare a bateriei cu terminare în 30 min

· Controlul precis al pornirii/oprii

· Detectare baterie defectă

· Protecţie termică NTC

· Auto- reîncărcare

· Flag indicator încărcare şi detectare erori

· Oprire de siguranţa după două ore

După ce se termină procesul de încărcare , IC

semnalizează sfârşitul încărcării şi intră într-un mod

sleep, de curent redus . Caracteristica de auto-restart

începe un nou ciclu de încărcare în cazul în care

tensiunea bateriei scade cu 2,5% .

LC4120 fucţionează cu un transmiţător

rezonator discret sau cu un transmiţător produs de

PowerProxy. Acest transmiţător ofera avantajul că

poate încărca mai multe receptoare cu un singur

transmiţător şi poate detecta obiectele străine pentru a

preveni supraîncălziri în timpul transferului.

II.1. Descrierea circuitului

transmiţător

Transmiţătorul este un simplu transmiţător de

curent de tip push-pull capabil sa transmită 2W la

intrarea integratului LTC4120. Schema de bază a

transmiţătorului este prezentată în figura 16.

Tranzistoarele de comutaţie din acest transmiţător

sunt controlate de tensiunea tranzistorului opus, deci

nu este nevoie de un alt circuit de comandă. Circuitul

de control al tranzistoarelor este alcătuit dintr-un

rezistor, o diodă de oprire, un condesator pe poarta

tranzistorului şi o diodă Zener pentru fiecare

tranzistor.

Tensiunea diodelor Zener este aleasă astfel

încât aceasta să deschidă complet tranzistoarele şi în

acelaşi timp să realizeze şi protecţia la supratensiuni.

Limita curentului pe poarta tranzisotului este

dată de rezistențele R1 și R2 care sunt selectate în

conformitate cu tensiunile maxime V𝐷𝑆 ale lui

M1,M2 și curentului nominal ale diodelor Zener .

Formele de undă ale tensiunii de la bornele

bobinei LX sunt prezentate în figura 17.

Construcţia transmițătorului este simplă,

uşor de asamblat și de testat . Tabelul 1 prezintă

componentele folosite pentru a construi acest

transmițător. Frecvența de rezonanță a

transmițătorului trebuie să corespundă cu cea a

receptorului . Frecvență de operare se calculează cu

ajutorul urmatoarei forumule :

𝑓𝑜 = 1

2𝜋 𝐿𝑋𝐶𝑋

II.1.1. Recomandările de bază pentru

proiectarea transmiţătorului

Datorită câmpurilor magnetice de înaltă

frecvență generate de componentele electronice

folosite în acest circuit, există un potențial pentru

inducerea curenților turbionari în obiectele străine de

metal care sunt în raza câmpului produs de bobina

transmițătorului . Aceşti curenți turbionari pot duce

la la încălzirea obiectelor sau tensiuni mici induse în

aceste obiecte. Pentru a asigura că utilizatorii şi

dispozitivele nu sunt expuse la astfel de pericole, se

recomandă:

• Un sistem de detecţie termică sa fie integrat în

transmiţător. Acest sistem ar trebui să oprească

câmpul magnetic dacă o temperatură ridicată este

detectată.

• Testarea îndelungată a dispozitivelor electrice cu

scopul de a fi folosite cu transmiţătorul pentru a

asigura că nu se produce distrugerea acestora sau nu

este periculos pentru operatorul uman.

• Toate măsurările practice (de exemplu etichetare,

construcţie) trebuie luate în considerare pentru a se

asigura că dispozitivele care nu sunt destinate pentru

transmiţător să nu fie asezate deasupra bobinei Lx.

Fig. 17 : Formele de undă din sistem (cu receptor şi

sarcină de 1.7W). Tensiunea de drenă a lui M1

(CH1), tensiunea de drenă a lui M2 (CH4) şi

tensiunea alternativă de ieşire la bornele bobinei Lx.

II.2. Realizarea transferului de

energie wireless

Convertorul rezonator de tip push-pull,

prezentat în figura 16, este un exemplu de

transmiţător de putere care poate fi folosit cu

LTC4120. În timpul operării, transmiţătorul

generează un câmp magnetic alternativ, iar receptorul

primeşte putere din acel câmp magnetic.

Transmiţătorul generează eficient un curent alternativ

în bobina de transmisie. Acest circuit operează tipic

la frecvenţa de 131 kHz, chiar daca frecvenţa de

operare este dependentă de sarcină şi de cuplajul

dintre bobine. Pentru LX = 5,0 μH, şi CX = 0.3μF,

frecvenţa pentru circuitul transmiţător, este:

Acest transmiţător generează un curent

alternativ tipic de 2.5A RMS(valoare efectivă).

Receptorpul este alcătuit dintr-o bobina într-un

circuit rezonator urmat de un redresor şi LTC4210.

Receptorul este văzut ca o sarcină de catre bobina

transmiţătorului prin inductivitatea mutuală LR şi LX.

Impedanţa reflectată de receptor poate influenţa

frecvenţa de operare a transmiţătorului. În plus,

puterea emisă de transmiţător depinde de sarcina

receptorului. Acest circuit rezonator cuplat, alcătuit

din transmiţător şi încărcatorul cu LTC4120, oferă o

metodă eficientă de încărcare fără fir a unei baterii

pentru că puterea receptorului variază automat cu

puterea folosită la încărcarea bateriei.

LTC4120 include un sistem de control

dinamic al armonizarii (DHC), o tehnologie care

ofera optimizarea transferului wireless de putere într-

o varietate de condiţii în timp ce oferă protecţie la

supratemperatură şi supratensiune. Tehnologia DHC

este o metodă eficientă pentru reglarea tensiunii de

intrare a unui circuit rezonant cuplat magnetic pentru

transferul de putere fără fir. DHC-ul operează prin modularea

frecvenţei de rezonanţă a receptorului pentru reglarea

tensiunii de la intrarea LTC4120. Când tensiunea de

intrare a integratului este sub Vin, IC-ul permite

primirea unei puteri mai mari prin modificarea

frecvenţei de rezonanţă mai aproape de frecvenţa

transmiţătorului. Dacă tensiunea de intrare creşte

peste tensiunea Vin, IC-ul modifică frecvenţa de

rezonanţă departe de frecvenţa transmiţătorului, ceea

ce reduce puterea transmisă receptorului. Valoarea cu

care creşte sau scade puterea este o funcţie de cuplaj

magnetic, condensatorul de reglare, C2P, bobina

receptor, LR şi frecvenţa de operare.

Fig. 18. Componentele dinamice de control a

tensiunii de intrare într-o aplicaţie de transfer de

putere într-un circuit cuplat magnetic rezonant.

Figura 18 ilustrează componentele care

implementează funcţia DHC. Condensatorul C2S şi

bobina LR au rol de rezonator serie. Condensatorul

C2P şi pinul DHC al LTC4120 formează o rezonanţă

paralelă atunci când pinul DHC are impedanţă redusă

şi deconectează circuitul paralel când pinul DHC are

o impedanţă mare. C2P reglează rezonanţa

receptorului pentru a controla cantitatea de energie

disponibilă la intrarea LTC4120. C2P influenţează şi

puterea disipată în LTC4120 din cauza curentului

alternativ ce circulă prin pinul DHC.

DHC duce la economii semnificative de

energie pentru că puterea necesară emiţătorului este

ajustată în mod automat pentru cerinţele receptorului.

În plus, DHC reduce tensiunea redresată aplicată la

intrarea LTC4120 în condiţii de sarcină scazută

atunci când bateria este complet încărcată.

II.3. Încărcarea bateriei.

Caracteristici

În timpul ciclului de încărcare, un termistor

cu coeficient negativ de temperatură (NTC) permite

integratului să monitorizeze temperatura bateriei.

Dacă temperatura bateriei depăseşte o limită de

siguranţă, IC-ul opreşte încărcarea şi semnalizează o

eroare care spune că bateria este defectă până când

temperatura scade din nou sub limita admisă. Două

comparatoare monitorizează tensiunea la pinul NTC

pentru a determina limitele de temperatură. NTC-ul

este oprit dacă tensiunea pinului NTC al IC-ului este

sub 100 mV(VDIS).

Când tensiunea bateriei ajunge la o anumită

tensiune, un timer de siguranţă de 3 ore porneşte.

Dacă curentul de încărcare scade sub 10% din

curentul maxim programat, flag-ul de terminare

încărcare se declanşează, dar încărcarea continuă

până când timer-ul se termină. O dată ce flag-ul de

terminare încărcare se declanşează, LTC4120 opreşte

monitorizarea temperaturii bateriei. După terminarea

timer-ului, IC-ul intră într-un mod de sleep.

În modul sleep, IC-ul continuă să

monitorizeze tensiunea bateriei. Dacă această

tensiune scade sub 2.5% sub tensiunea maximă,

LTC4120 reîncepe încărcarea. Reîncărcarea automată

are un filtru intern de 0.5 ms pentru a preveni

pornirea unui nou ciclu de încărcare dacă tensiunea

bateriei scade datorită unei sarcini mărite.

LTC4120 recondiţionează prealabil bateriile

descărcate complet cu un curent de 10% din curentul

de încărcare maxim. Când tensiunea bateriei creşte

peste un anumit nivel, IC-ul porneşte încărcarea la

curent maxim de încărcare. Dacă tensiunea bateriei

rămâne sub un anumit nivel după 30 min, un flag de

baterie defectă se declansează şi încărcarea se

opreşte.

II. Etapele de proiectare a sistemului

de transmisie wireless

Ca în orice circuit electronic, se va începe cu

construcţia si proiectarea schemelor electronice,

pentru realizarea alimentarii wireless cu energie

electrică a unui telefon mobil. După proiectarea

schemelor electrice se va trece la procurarea

componentelor electronice. Principala componentă

reprezintă LTC4120, fiind şi cel mai greu circuit

integrat de cumpărat, acesta fiind comandat din

China. Această componentă este prezentată în

urmatoarea figură.

Fig.19. LTC4120

În continuare se vor procura toate

componentele electronice şi se va trece la realizarea

circuitelor electronice.

III. Realizarea practică a

circuitelor şi obţinerea rezultatelor

experimentale

Primul pas pe care l-am efectuat înainte de a

începe realizarea celor două circuite (circuitul

transmiţător şi circuitul receptor) a fost acela de a

asigura o sursă de alimentare, care să poată realiza

alimentarea circuitului transmiţător cu o tensiune de

5V, curent continuu şi un curent de 2A.

Pentru alimentarea circuitului am ales o

sursă de tensiune de la un computer, întrucât aceasta

furnizează, la ieşire, 3 tensiuni printre care şi una de

5V.

Dupa cum bine ştim, orice sursă de la orice

calculator chiar daca este alimentată, la ieşire nu va

furniza nicio tensiune atât timp cât aceasta nu este

pornită. O astfel de sursă este pornită atunci când se

realizează un scurt între pinul verde (power on) şi un

pin negru care este masa. Configuraţia pinilor se

poate observa în figura de mai jos.

Fig. 21. Configuraţia pinilor unei surse de

alimentare a unui computer.

Pentru a realiza această pornire a sursei şi

totodata pentru a o putea controla am conectat un

întreruptor pe sursa de tensiune care să realizeze acest

contact între pinul verde şi pinul negru ori de câte ori

dorim sa obţinem o tensiune la ieşire. Totodata am

conectat şi un led care să indice prezenţa tensiunii la

ieşire şi că circuitul este în prezenţa tensiunii.

Fig. 22. Sursa de tensiune utilizată împreună cu

modificările menţionate mai sus.

Fig. 23. Sursa de tensiune utilizată.

Următorul pas dupa asigurarea unei surse de

alimentare şi modificarea acesteia pentru circuitul de

transmisie a urmat proiectarea şi construirea acestui

circuit.

Schema electronică a circuitului a fost

realizată într-un program profesional numit Isis

Professional.

În figura de mai jos este prezenta schema

acestui circuit împreună cu piesele şi valorile

acestora.

Fig. 24. Schema electrică a circuitului transmiţător.

Pe bază acestei scheme s-a putut obţine o

vizualizare 3D a viitorului nostru circuit.

Fig. 25. Imaginea 3D a schemei realizate.

Realizarea schemei de mai sus a reprezentat

primul pas în proiectarea acestui circuit, deoarece

schema de mai sus trebuie introdusă in programul

Proteus pentru a se realiza circuitul care va fi

imprimat pe un cablaj cu un singur strat.

Schema circuitului care va fi imprimat pe un

cablaj este cea de jos, în care se vor elimina

componentele si vom ramâne doar cu traseul marcat

cu culoarea albastră.

Fig. 26. Schema finală a circuitului.

Circuitul de mai sus a fost imprimat pe o

hârtie fotografică şi după s-a trecut la imprimarea

acestuia pe cablajul de mai jos.

Fig. 27. Cablajul circuitului împreună cu piesele

acestuia .

Imprimarea circuitului pe un cablaj

constă în imprimarea acestuia pe o suprafaţă lucioasă,

de preferabil o hârtie fotografică, întrucât cerneală

după această hârtie se poate îndepărta mai uşor şi

astfel se imprimă mai bine pe cablaj (excluzând

întreruperile traseelor). Pentru imprimarea cernelii pe

cablaj se poate utiliza un fier de călcat, astfel încât

temperatura mare furnizată de acesta să treacă prin

hârtia fotografică, iar în urma schimbului de căldura

hărtia se va lipi foarte bine de cablaj. După ce s-a

ţinut fierul de călcat aproximativ 5 minute pe această

suprafaţă, aceasta se introduce într-un recipient cu

apă rece pentru a se răci şi a se îndepărta hârtia

rămânând doar cerneala pe cablaj.

Fig. 28. Circuitul imprimat .

După curăţarea hârtiei foarte bine de pe

cablajul imprimat, acesta se va introduce într-o

soluţie numită clorură ferică pentru corodarea

acestuia astfel încât circuitul din cerneala se va

transforma într-un circuit conductor din cupru.

Fig. 29. Clorură ferică.

După scoaterea cablajului din acea soluţie s-

a trecut la curaţarea acestuia, la realizarea unor găuri

cu un burghiu de un 1mm pentru putea introduce

componentele electrice.

Ultimul pas a fost alcătuit din lipirea

pieselor pe acest cablaj şi construirea bobinei

transmiţătoare. Acestă bobină are valoarea de 5uH,

iar pentru a calcula numărul de spire am apelat la un

site, în urma căruia am introdus valoarea bobinei pe

care doream sa o obţinem, diametrul bobinei şi sârma

folosită, iar în urma acestora am obţinut un anumit

număr de spire.

Fig. 30. Calculul bobinei transmiţătoare.

Diametrul bobinei a fost ales întâmplător

precum şi grosimea sârmei. Aşadar pentru a o valoare

a bobinei de 5uH, am construit 9 spire pentru un

diametru de 3.5 cm.

În final s-a trecut la lipirea componentelor şi

a bobinei, rezultând circuitul de mai jos.

Fig. 31. Circuitul transmiţător.

După realizarea acestui circuit a urmat

partea de teste. Primul test realizat înainte de a

alimenta circuitul cu tensiune a fost de a verifica dacă

traseele sau legăturile au fost realizate corect pentru a

nu provoca un scurt care să ducă la stricarea acestuia.

Verificând acest lucru, am trecut la alimentarea lui şi

totodata am realizat un mic cablaj alcătuit dintr-un

led, o rezistenţă, un condensator şi binenţeles o

bobină pentru a observa dacă bistabilul nostru poate

transmite energie către un astfel de circuit.

Fig. 32. Circuitul de probă.

Având ambele circuite realizate le-am putut

apropia pentru a se realiza acest cuplaj magnetic în

urma căruia se realizează un mic transfer de energie.

Primul test a fost realizat la o distanţă de 10

cm. La această distanţănu se realizează un transfer

suficient de energie astfel încât ledul nostru să fie

aprins.

Fig. 33. Primul test realizat.

Următorul test a fost acela de a micşora

distanţa dintre cele două bobine, în urma cărora am

observat un transfer wireless de energie, aprinzându-

se asftfel ledul.

Fig. 34. Al doilea test realizat

Primele teste realizate a reprezentat o reuşită

al acestui bistabil şi pentru a trece la verificarea

acestuia din alte puncte de vedere tehnice, precum

frecvenţă şi tensiune am apelat la ajutorul unui

osciloscop.

Pentru măsurarea frecvenţei am construit o

bobina suplimentară având o valoare de 47uH

(conform circuitului nostru final), cu un diametru de

6.5cm , o sârmă de 0.5mm si un număr de spire de

23. Am alimentat circuitul de transmisie al energie,

am legat borna osciloscopului la această bobină si ne-

am apropiat cu aceasta la o distanţă de aproximtiv 5-6

cm faţă de circuitul transmiţător. În urma acestora am

obţinut o frecvenţă de 128 kHz (figura 31).

Se poate observa în partea introductivă că

frecvenţa obţinută de producătorul acestui circuit este

de 130 kHz. Pot spune ca m-am apropiat foarte mult

de valoarea acestora, iar acei 2 kHz se pot datora

componentelor diferite alese, întrucât eu am ales să

lucrez cu componente „through hole”, pe când dânşii

au lucrat cu componente SMD. O altă cauză poate fi

datorată toleranţelor ridicate unor piese alese de

mine, deoarece la astfel de piese electronice

tolerantele pot fi mai ridicate decât la componentele

SMD. În final o altă cauză poate fi datorată

proiectării cablajului, pentru că s-a ales o distanţă

puţin mai mare între piese.

Fig. 35. Frecvenţa obţinută de cuplajul magnetic.

Un ultim test care s-a realizat la acest circuit

a fost acela de a măsura căderea de tensiune pe

bobina circuitului transmiţător. Din imaginea de mai

jos se poate observa că s-a înregistrat de o valoare de

1V.

Fig. 36. Tensiunea vârf – vârf a bobinei

transmiţătoare.

După ce s-au realizat toate verificările

asupra sursei de tensiune şi a circuitului transmiţător,

că acestea funcţionează perfect, s-a trecut la

realizarea ultimului circuit, circuitul receptor, care va

fi amplasat pe capacul telefonului mobil.

S-a început mai întâi cu proiectarea schemei.

Fig. 37. Schema electrică a circuitului receptor.

Importând această schemă în programul

Proteus, am putut realiza traseele electrice care vor fi

imprimate în final pe cablaj.

Fig. 38. Traseele electrice ale circuitului.

Acest program electronic oferă posibilitatea

de a vizualiza şi 3D circuitul realizat.

Fig. 39. Imaginea 3D a schemei realizate.

În imaginea de mai sus, se pot observa în

centrul circuitului nişte pini care au rolul de a conecta

un circuit suplimentar care reprezintă, aşa zisul

nucleu al circuitului, deoarece reprezintă principala

componentă al acestui transfer de energie către un

dispozitiv mobil, întrucât controlează părţile tehnice

ale transferului de energie, precum tensiunea şi

temperatura acumulatorului.

În figura de mai jos este prezentat circuitul

integrat LTC4120 lipit pe un circuit adaptor.

Fig. 40. Circuitul integrat LTC4120 lipit pe un

circuit adaptor.

După realizarea schemei circuitului

electronic am trecut la imprimarea acestuia pe un

cablaj din sticlotextolit, cu un singur strat. Acesta,

înainte de a se imprima respectiva schema a fost

curăţat cu un pic de alcool izopropilic si cu smilgher

fin.

Fig. 41. Cablajul din sticlotextolit .

Prin intermediul unei hârtiei fotografice s-a

putut printa schema electrică, urmând sa fie

imprimată cu ajutorul fierului de călcat pe cablaj.

După imprimarea cernelei pe cablaj s-a

introdus circuitul în clorura ferică pentru un timp de

aproximativ 3 ore.

Fig. 42. Cablajul rezultat în urma introducerii în

clorura ferică .

Finalul acestei proceduri de imprimare a

schemei electrice a fost acela când cablajul a fost

scos din clorura ferică, curăţat din nou cu un smilgher

fin şi un pic de alcool izopropilic.

Următorul pas a fost alcătuit din realizarea

traseelor electrice cu ajutorul staţiei de lipit şi cu

ajutorul fludorului.

Fig. 43. Trasarea circuitelor electrice cu fludor peste

suprafaţa din cupru .

În final am realizat circuitul complet, lipind

toate componentele electronice şi inclusiv bobina de

47 uH , cu un diametru de 3mm, grosimea sărmei de

0.5mm şi numărul spirelor de 23, a căror valori le-am

obţinut cu ajutorul aceluiaşi site ca în cazul

circuitului transmiţător.

Fig. 44. Circuitul receptor .

În figura de mai sus putem observa circuitul

receptor împreună cu componenta principală,

circuitul integrat LTC4120.

Fig. 45. Circuitul receptor .

Circuitul receptor a fost realizat în totalitate

din componente SMD, reuşind astfel să proiectăm un

circuit de dimensiuni mai mici .

Fig. 46. Schema proiectului final.

În poza de mai sus, putem observa circuitul

final alcătuit din cele două părţi, transmiţătoare şi cea

receptoare.

IV. Concluzii

Transferul wireless de energie reprezintă o

tehnologie experimentală folosită pentru a transmite

electricitate între surse electrice şi receptori fără a

folosi fire. Această modatalitate de transmisie, pot

spune că este foate utilă pentru unele dispozitive

întrucât pentru alimentarea acestora trebuie străbătute

diverse medii greu accesibile.

În această lucrare, s-a pus accentul pe

încărcarea unui telefon mobil folosind tehnologia

wireless. Pentru realizarea acestor circuite s-au

realizat diverse scheme prenzentate pe parcursul

lucrării.

Prima etapă din realizarea acestui proiect a

reprezentat cumpărarea componentelor necesare

realizării acestui circuit. O mică problemă a

constituit-o circuitul integrat întrucât acesta în

Europa este disponibil doar în cantităţi mai mari,

astfel fiind nevoit să comand integratul din China şi

asteptând o perioada mai mare de timp pentru

livrarea acestuia.

Din păcate aceasta soluţie de transmisie a

energiei către telefoanele mobile nu e implementată

la un nivel foarte ridicat deoarece un încărcător

wireless este mult mai scump decât unul normal, iar

în al doilea rând un astfel de încărcător wireless se

transportă la fel cum se transportă şi încărcătorul

tradiţional.

A doua etapă a avut la bază realizarea

cablajelor şi lipirea componentelor pe acestea, iar în

final ultima etapa fiind alcatuită din realizarea

testelor de funcţionalitate.

Astfel, acasă sau la locul de muncă

încărcarea wireless este practic inutilă, întrucât într-o

astfel de situaţie este foarte probabil ca încărcătorul

tradiţional să fie la îndemână, iar atunci când sunteţi

pe drum oricum aveţi nevoie de o priză.

Singurul potenţial pe care îl pot accentua

este montarea unor încărcătoare wireless în locuri

precum scoli, magazine, restaurante sau cluburi, unde

de regulă nu ai încărcătorul tradiţional cu tine, însă

este prea puţin pentru ca această tehnologie să se

dezvolte cu adevărat.

În concluzie, până la apariţia unei soluţii de

încărcare wireless cu adevărat fără cabluri, va trebui

sa astemptam, pana cand tehnologia ne va putea oferi

aceasta solutie.

V. Bibliografie

[1] Lucia Dumitriu, Mihai Iordache,Lucian

Petrescu, Transferul de putere prin tehnologia

wireless , Laborator, Facultatea de Energetica, UPB.

Link:

http://scss.elth.pub.ro/scss%202011/L5.pdf

[2] Johnson I. Agbinya, Wireless Power Transfer,

River Publishers 2012

[3] Catalog LTC4120. Link:

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4120

fa.pdf

[4] Transferul wireless de energie folosind

LTC4120. Link:

http://cds.linear.com/docs/en/application-

note/AN138f.pdf

[5] Încărcarea wireless a unei baterii. Link:

http://powerelectronics.com/pmics/wireless-

power-receiver-supports-contactless-battery-

charging?page=1