اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!!

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!!

الكهرباء اللاسلكية .. هل تطنها خيال !!!

يعود تاريخ الكهرباء اللاسلكية الى العالم الشهير نيكولا تسلا و الذى قام فى عام 1892 بأطلاق أول تجربة ناجحة فى نقل الكهرباء لاسلكياً و سميت Tesla Coil

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! Tesla-coil

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! Tesla-coil

كان يعيب هذة التجربة اطلاق ما يسمى بالبلازما الحارقة و هى نتيجة تأين جزيائات الهواء و التى تتسبب فى ضرر كبير للانسان فى حال الأقتراب منها و تستخدم البلازما حالياً فى تطبيقات صناعية مثل قطع المعادن شديدة الصلابة.

فى عام 2007 قام فريق من معهد ماساتشوستس للتقنية MIT بتطور طريقة فعالة وآمنة لنقل الكهرباء لاسلكيا دون الحاجة الى اطلاق شرارة البلازما، حيث تعتمد هذه الطريقة على خاصية كهربية تسمى “الرنين الكهرومغناطيسى”، وفيها يتم استخدام ملفان من النحاس(ملف على كل جهة ) لهما نفس تردد الرنين مما يسمح بنقل الكهرباء بينهما، و الرائع أنه يمكنك السير بينهما دون أن تقطع التيار أو أن تتأذى من الكهرباء!

فى هذه التدونية سأستعرض تجربة صنعتها بنفسى بأستخدام اردوينو مع بضع مكونات الكترونية لنقل الكهرباء لاسلكياً

مكونات التجربة:

لوحة اردوينو (اى نوع من اردوينو سيفى بالغرض)
لوحة تجارب Breadboard
ملفات نحاسية معزولة (مثل التى تستخدم فى المحركات الكهربية)
ترانزستور TIP122 او اى ترانستور يستطيع التعامل مع التيارات الكهربية اكبر من 500 مللى امبير
عدد 2 مكثفات بوليستر 22 نانو فراد (يمكن استخدام اى سعه متوفرة لديك – كلما كانت اكبر كلما كانت افضل )
مصدر تغذية كهربى يترواح بين 9 الى 12 فولت DC power supply

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! 1

يمكنك الحصول على الملفات النحاسية المعزولة بالورنيش عن طريق فك احدى المحركات الكهربية القديمة و انتزاع الملفات الموجودة بداخلها او يمكنك شرائها مباشرة’

مخطط المشروع و فكرة العمل:
اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! 2.2

***دائرة ارسال الكهرباء لاسلكيا بأستخدام اردوينو***

يعتمد هذا المشروع على استخدام اردوينو كمولد للذبذات الكهربية

تمر الذبذات عبر الترانزيستور TIP122 ليتم تكبير قيمة الجهد من 5 فولت الى 9 او 12 فولت و تكبير التيار من 40 مللى امبير الى 300 مللى امبير (على حسب مصدر الجهد المستخدم)
ثم تمر الذبذات الكهربية المُكبَرة داخل الملف النحاسى الأول لتتحول الى موجات كهرومغناطيسية يمكنها المرور عبر الفراغ
يستقبل الملف النحاسى الثانى الموجات المهرومغناطيسية و يعيد تحويلها الى تيار كهربى مرة اخرى يمر عبر الدايود الضوئى
تجهيز الملفات:

قم بعمل ملف دائرى مكون من 25 لفة من اسلاك النحاس المعزول بماده الورنيش و كرر هذة العملية حتى تصنع 2 ملف دائرى متماثلين تماما فى الحجم و عدد اللفات (لاحظ انه كلما زاد قُطر الملفات المستخدمة و عدد اللفات كلما زادت مسافة ارسال الكهرباء لاسلكياً)
قم بوضع الملفات داخل قطعه ورق بيضاء
كرر هذة العملية مع احجام وعدد لفات مختلفة
قم بتقشير الورنيش العازل بأتسخدام السكين من على اطراف الملفات النحاسية حتى يمكنك توصيل الملف بالدائرة الإلكترونية

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! 2

الملفات النحاسية – احجام مختلفة

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! 3

وضع الملف داخل غلاف من الورق

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! 4

الملف بعد الأنتهاء من تجهيزة

بعد الأنتهاء من تجهيز الملفات

قم بتوصيل الملف الأولى بالترنزستور و المكثف و اردوينو
ثم قم بتوصيل الملف الثانى بالمكثف و الدايود الضوئى

كتابة الكود البرمجى:

كل من تعامل مع اردوينو لابد ان يمر على مثال الـ Blinking Led و الذى يقوم بتشغيل دايود ضوئى لمده زمنية معينة ثم اطافئة لمذة زمنية اخرى و هكذا مراراً و تكرار (اذا لم تكن نفذت هذا المثال من قبل انظر الى المثال الأول فى كتاب اردوينو ببساطة), سنقوم بتعديل بسيط فى مثال الblinking led حيث ستغير قيمة الزمن المستخدم فى تشغيل و اطفاء الدايود الضوئى ليصبح 20 مللى ثانية للتشغل و 20 مللى ثانية للأطفاء

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! Sketch

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! Sketch

الكود البرمجي

شكل المشروع بعد الأكتمال

ملحوظة: لقد استخدمت فى دائرة الأستقبال 2 دايود ضوئى + 2 مكثف + 2 ملف (كبير و صغير ) لاستقبال الكهرباء اللاسلكية و ذلك حتى اوضح الفرق فى قوة الأستقبال فى حالة استخدام ملف صغير و استخدام ملفات كبيرة كما سنرى فى الصور التالية

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00573

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00573

شكل المشروع بعد اكتمال التركيبات

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00591

ضع دائرة الأستقبال فوق ملف الأرسال

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00589

قم بتقريب دائرة الاستقبال من دائرة الارسال ولاحظ ارتفاع اضائة الدايود الضوئى

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00593

منظر جانبى لارسال الكهرباء من مسافة 3 سنتى متر

اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!! DSC00584

لاحظ اختلاف شدة الأضائة بين الدايود الضوئى الأول و الثانى

حاول ان تعدل فى تزيد عدد لفات الملف النحاسى و حجمه و قم بأعاده التجربة
قم بتغير الزمن الموجود فى الكود البرمجى و لاحظ ماذا سيحدث لأضائة الدايود الضوئى