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

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

 

يمكنك الحصول على الملفات النحاسية المعزولة بالورنيش عن طريق فك احدى المحركات الكهربية القديمة و انتزاع الملفات الموجودة بداخلها او يمكنك شرائها مباشرة’ اذا كانت فى مصر يمكنك الحصول على هذة الملفات من شارع الجمهورية الموجود بالقرب من ميدان رمسيس

مخطط المشروع و فكرة العمل:

دائرة ارسال الكهرباء لاسلكيا بأستخدام اردوينو

يعتمد هذا المشروع على استخدام اردوينو كمولد للذبذات الكهربية

  1. 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)
  2. ثم تمر الذبذات الكهربية المُكبَرة داخل الملف النحاسى الأول لتتحول الى موجات كهرومغناطيسية يمكنها المرور عبر الفراغ
  3. 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

الملفات النحاسية – احجام مختلفة

 

وضع الملف داخل غلاف من الورق

 

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

الكود البرمجى

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

شكل المشروع بعد اكتمال التركيبات

 

ضع دائرة الأستقبال فوق ملف الأرسال

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

منظر جانبى لارسال الكهرباء من مسافة 3 سنتى متر

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

و الأن لما لا نشاهد بعض الفيديوهات عن تقنية الرائعة لنقل الكهرباء اللاسلكياً !!

فيديو يتحدث عن الكهرباء اللاسلكية و دمج هذة التقنية فى المستقبل


  

اذا اردت ان تعرف اكثر عن الكهرباء اللاسلكية و مبدأ عملها شاهد الفيديو التالى:

 

اهداء الى:

تحياتى \ عبدالله على 🙂

————————————————

يسمح بنقل  و اعادة نشر المشروع تحت الرخصة الحرة مفتوحة المصدر مع ذكر المصدر و رابط الموضوع الأصلى

13 thoughts on “اردوينو و نقل الكهرباء لاسلكاً !!!

  1. Pingback: تطوير تجربة نقل الكهرباء اللاسلكية بأستخدام اردوينو | آردوينو ببساطة Simply Arduino

  2. شكرا للك احي الفاضل علي هذه المقاله الرائعه والشرح

    لكن اخي لو سمحت ممكن توضيح بالفديو اذا سمحت

    اصل انا لسه جديد في الاليكروينات

    وكونت عايز اعملو لاني عندي موتوسيكل وعايز اضيف انوار في الجنوط الخاص به

    او اذا سمحت بريداك وانا اكلمك عليه

      • شكرا للك اخي الكريم بس اذا سمحت ممكن فيديو يوضح طريقه تركيب او تجميع اجزاء المرسل في لوحه اردوينو ويوضح طريقه تجميع اجزاء المستقبل من غيرلوحه التجربه
        او صور لاني لم افهم شي من الصور هذه

        ولي استفسار اخر هل ممكن اجمع المرسل بدون لوحه اردوينو

  3. مشكور
    انا استخدمت هذه الفكرة في مشروع ماتركس متحرك ولكن بدون مكرو في الجزء المرسل وانما باستخدام تايمر 555
    هذا فيديو للمشروع

  4. الموضوع رائع وجميل , لدي كم سؤال ؟

    الأن يجب أن يكونا الملفين المرسل والمستقبل متماثلين في الحجم ونصف القطر وعدد اللفات صحيح ؟؟
    السؤال الثاني : هل يجب ان يكون الملفان مواجهان لبعضهما البعض ؟
    السؤال الثالث :لماذا وضعت الاسلاك داخل الورق وهل لها معنى ؟؟
    السؤال الرابع :هل من الممكن أن يكون المدى أمتار وليس سنتى مترات ؟
    السؤال الأخير : هل V drop سيكون كبير ؟؟

    واعذرني على كثيرة الأسئلة

    وجزاك الله خيراً وبارك الله فيك …

    • السؤال: 1-2-5: اجابتهم نعم 🙂
      الثالث: وضعت الاسلاك داخل الورق محافظة على الشكل الجمالي ليس اكثر ولا يوجد داعي علمي لاستخدام الورق
      الرابع: لا يمكن تكبير المدى لامتار (حاليا) حتى معهد MIT اقصى ما وصل اليه كان نحو متر ونصف وتم ذلك الامر باستخدام ملفات سميكة جدا وتيار كهربي عالي

  5. هل هذه طريقة الحث المتباد بين ملفين أم الرنين وأيهما أفضل ؟؟؟؟؟ولقد استخدمت ملف دائري هل يمكن استخدام ملف حلزوني وأيهما أبعد ؟؟؟وهل ملف تسلا أفضل؟؟؟فقد قام تسلا بإرسال مسافة طويلة أكثر من مترين ؟؟؟وطريقة الرنين موجودة بهذا الموقع http://www.hazemsakeek.net/magazine/index.php/-1973992742/425—–
    أسف على الإطالة فأنا أقوم ببحث في الكرباء الاسلكية للإستخدامها في روبوت
    أرجو الإفادة وشكرا

  6. مساء الخير عندى سوال
    هو الملفات ممكن اعملها من ملفات مواتير الالعاب و لا اجيبها من فين.انت جبتها من فين؟
    و هو ازاى الاردوينو تشتغل من غير كهربا ليها هى .انا مشفتش صورة للاردوينو متوصل بكمبيوتر
    و ممكن استخدم بطارية 9 فولت بدل POWER SUPPLY
    ,و شكرا على حسن تعاونك و وسح صدرك
    …………
    ابانوب

    • الملفات تقدر تشتريها من العتبة من شارع نجيب الريحاني
      الكيلو ب 80 جنية

      ممكن تستخدم أي بطارية 9 أو 12 بس خلي بالك أنها هتخلص بسرعة

      اردوينو نفسة كان متصل ببطارية

لديك سؤال او تعليق...