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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 無線LED燈
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 無線LED燈主要采用了晶振產(chǎn)生高頻信號(hào)在電感環(huán)天線附近的非輻射場(chǎng)具有無能量損耗的特點(diǎn)，使環(huán)形天線產(chǎn)生的能量大部分集中在天線附近，由諧振線圈集中能量進(jìn)行電能高效率、高功率的耦合和能量定向傳遞，通過電磁感應(yīng)從而點(diǎn)亮LED的原理，主要由發(fā)射裝置、LC線圈和接收天線組成。
- 詳細(xì)介紹：
- 無線LED燈主要采用了晶振產(chǎn)生高頻信號(hào)在電感環(huán)天線附近的非輻射場(chǎng)具有無能量損耗的特點(diǎn)，使環(huán)形天線產(chǎn)生的能量大部分集中在天線附近，由諧振線圈集中能量進(jìn)行電能高效率、高功率的耦合和能量定向傳遞，通過電磁感應(yīng)從而點(diǎn)亮LED的原理，主要由發(fā)射裝置、LC線圈和接收天線組成。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)及原理鮮明，發(fā)射效果明顯，發(fā)射功率為1.5W，可以在1米左右點(diǎn)亮4個(gè)3V的LED燈，單個(gè)線圈可以在6.0米左右點(diǎn)亮一個(gè)1V的LED燈。電磁能量無線傳輸在生產(chǎn)生活中有廣泛用途，本實(shí)驗(yàn)作品能初步展示能量無線傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，頻率較低，效率較高，通過頻率的改變，功率的增加和接收電路增設(shè)整流儲(chǔ)能對(duì)常用電子產(chǎn)品進(jìn)行供電，將來在許多領(lǐng)域都有廣泛用途。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 創(chuàng)新點(diǎn)：1）提出以無線供電的方式去驅(qū)動(dòng)電器的理念，一種全新的供電方式。2）擺脫了電器對(duì)有線傳輸?shù)囊蕾?，從而?jié)省人力與財(cái)力等。 3）利用簡(jiǎn)單LC諧振線圈進(jìn)行能量傳遞。4）改進(jìn)后的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)、筆記本電腦等儀器進(jìn)行無線充電。 主要技術(shù)指標(biāo)：驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路中有源晶振產(chǎn)生2MHz的穩(wěn)定高頻交流信號(hào)，結(jié)合74HC00N運(yùn)算器電路組成發(fā)射電路，電路采用9V的電壓供電，發(fā)射功率1.5W。 接收部分電路利用諧振原理和電磁感應(yīng)，采用串聯(lián)諧振選取合適的電感和電容組成諧振回路，將多個(gè)LED燈并聯(lián)后作為電路的負(fù)載。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性及先進(jìn)性：一，采用了非輻射性磁耦合，發(fā)射裝置并不發(fā)射電磁波，而是在周圍形成一個(gè)非輻射磁場(chǎng)，接收裝置能跟這個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生共振，能量在兩個(gè)線圈中傳輸，比普通非共振磁感應(yīng)效率要高上100萬倍。二，利用頻率為2M赫茲的磁場(chǎng)振蕩頻率，產(chǎn)生波長(zhǎng)為30米內(nèi)的電磁波具有安全優(yōu)勢(shì)，人體對(duì)電磁的反應(yīng)強(qiáng)烈，但是對(duì)磁場(chǎng)反應(yīng)甚微，身體對(duì)磁場(chǎng)能量的吸收幾乎為零，此裝置在近場(chǎng)主要以磁場(chǎng)為主，因此不會(huì)對(duì)身體造成傷害。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 廣東省第九屆大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- ?實(shí)物、產(chǎn)品 ?現(xiàn)場(chǎng)演示 ?圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：使用時(shí)，先對(duì)發(fā)射裝置加上9V的電壓，調(diào)整線圈的距離，并調(diào)整兩個(gè)線圈的線圈平面角度，發(fā)光二級(jí)管便會(huì)發(fā)光。 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：利用采用了晶振和運(yùn)算器產(chǎn)生信號(hào)源，，以及小環(huán)天線輻射效率低卻在近區(qū)有高非輻射場(chǎng)能量的特點(diǎn)，將天電感線與LED串聯(lián)組成回路和LC諧振集中能量，使系統(tǒng)的功率接收效率達(dá)到最佳。 適應(yīng)范圍：手機(jī)、MP3、MP4、IPOD、玩具、水下工程、數(shù)碼相機(jī)、密封充電、人體醫(yī)療等領(lǐng)域。 經(jīng)濟(jì)效益：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。系統(tǒng)元器件價(jià)格在30元以內(nèi)。如果能在市場(chǎng)上推廣，那將會(huì)是一個(gè)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品是一個(gè)全新的能源供電系統(tǒng)。
同類課題研究水平概述
- 本系統(tǒng)根據(jù)無線電的制作原理產(chǎn)生高頻信號(hào)，再根據(jù)小環(huán)天線附近的非輻射場(chǎng)具有無能量損耗的特點(diǎn)，使小環(huán)天線產(chǎn)生的能量大部分集中在天線附近（2MHz時(shí)約15.77m），進(jìn)而達(dá)到電能高效率、高功率地耦合，從而點(diǎn)亮LED。本系統(tǒng)主要由電磁波發(fā)射和電磁波接收兩部分組成。在電磁波的發(fā)射部分，我們利用有源晶體振蕩器信號(hào)穩(wěn)定的特點(diǎn)，74HC00N運(yùn)算器提高效率功率放大的特點(diǎn)，以及小環(huán)天線輻射效率低卻在近區(qū)有高非輻射場(chǎng)能量的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高頻信號(hào)的穩(wěn)定高功率的發(fā)射；而接收部分則利用LC諧振原理和電磁感應(yīng)，利用小環(huán)天線具有接收效率高的特點(diǎn)，利用相互反向并聯(lián)的LED的獨(dú)特之處（本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)LED并聯(lián)后再串入電路比單獨(dú)一個(gè)LED更好利用能量，能產(chǎn)生更大的電流。同時(shí)，也能避免變壓器耦合方式中變壓器的損耗），將天線與LED串聯(lián)組成回路和LC線圈結(jié)合。從而，使系統(tǒng)的功率接收效率達(dá)到最佳。另一方面，由于本系統(tǒng)只需要對(duì)電能進(jìn)行傳輸，而不需要對(duì)信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行提取，因而不需要大量的整流，穩(wěn)壓，濾波電路。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。系統(tǒng)元器件價(jià)格在30元以內(nèi)，最佳結(jié)果能點(diǎn)亮6米開外的紅色LED。本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的方案在無線充電領(lǐng)域仍具有廣闊的市場(chǎng)前景。
