Computación e Informática

Cargador Inalambrico

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Computación e Informática
  • Asesor: ALICIA PANIAGUA
  • Autor: ALEXA RANGEL PIMENTEL ()

Resumen

La idea de la transferencia inalámbrica de energía es casi tan antigua como la generación de electricidad misma. A principios del siglo XX, Nikola Tesla propuso la utilización de grandes bobinas para transmitir electricidad a través de la ionosfera, construyendo una enorme torre de telecomunicaciones llamada Wardenclyffe Tower, en Long Island, Nueva York, que pondría a prueba su idea de transmisión de energía inalámbrica. La historia cuenta que se quedó sin financiación cuando sus patrocinadores se dieron cuenta de que no habría manera viable de asegurar que la gente pague por la electricidad que se utilizaba, por lo que la red eléctrica por cable se levantó en su lugar.

 

Si bien no vamos a estar viendo una red inalámbrica de energía nacional en el corto plazo, la idea de transmisión de energía en una escala hogareña está ganando impulso con la comunicación inalámbrica, como Wi-Fi y Bluetooth, por lo tanto los cables de alimentación son ahora el único límite que tienen los dispositivos para convertirse en realmente portátiles.

Una posibilidad para la energía inalámbrica es la inducción magnética, la opción más atractiva para aplicaciones domésticas. Un campo magnético fluctuante que emana de una bobina puede inducir una corriente eléctrica cerca a otra bobina receptora. El problema es que la eficiencia es buena solo en contacto cercano. Pero desde hace tiempo se sabe que dicha transferencia de energía mecánica se mejora enormemente si los dos objetos están resonando en la misma frecuencia, es cómo un cantante de ópera puede romper un vidrio si llega a los tonos indicados. Se cree que la misma idea podría mejorar la eficiencia de la inducción magnética a grandes distancias.

Pregunta de Investigación

¿Cuáles son los beneficios de un cargador inalámbrico sencillo?

Planteamiento del Problema

 

La tecnología progresa considerablemente día a día la velocidad de este sector está creciendo, sobre todo en los países en desarrollo como China y la India, de tal manera que las emisiones se duplicarán para el año 2020 en comparación con los niveles de 2007; esto agregará 1400 millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera.

Por lo anterior, la cantidad de dispositivos móviles en el mundo aumenta considerablemente cada año, representando un aumento en la cantidad de energía demandada, principalmente energía generada con combustibles fósiles. Por lo tanto, es necesaria la búsqueda de fuentes alternativas de energía que se encarguen de suministrar energía a estos dispositivos electrónicos y entonces reducir el daño hacia el medio ambiente.

Antecedentes

Tipos de Cargadores de Baterías

Sencillo

Un cargador sencillo (ver figura 2) trabaja haciendo pasar una corriente continua o tensión. El cargador sencillo no modifica su corriente de salida basándose en el tiempo de carga de la batería. Esta sencillez facilita que sea un cargador barato, pero también de baja calidad. Este cargador suele tardar bastante en cargar una batería para evitar daños por sobrecarga. Incluso así, una batería que se mantenga mucho tiempo en un cargador sencillo pierde capacidad de carga y puede llegar a quedar inutilizable.

Mantenimiento

Un cargador de mantenimiento (ver figura 3) es un tipo de cargador sencillo que carga la batería muy despacio, a la velocidad de auto descarga; es el tipo de cargador más lento. Una batería puede dejarse en un cargador de este tipo por tiempo indefinido, manteniéndose cargada por completo sin riesgo de sobrecarga o calentamiento. Está indicado para el mantenimiento de la fuente de energía de sistemas desatendidos, como sistemas de alarma o de iluminación de emergencia.

Con temporizador

La corriente de salida de un cargador de este tipo se corta tras un tiempo predeterminado. Estos cargadores fueron los más comunes para baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) de alta capacidad a finales de la década de 1990. (para las pilas de consumo Ni-Cd, de baja capacidad, se suele usar un cargador sencillo).

Es frecuente encontrar a la venta este tipo de cargadores junto a un paquete de pilas (ver figura 4). El tiempo de carga viene configurado para ellas. Si se utilizan en ellos otras pilas de menor capacidad, podrían sufrir una sobrecarga. De otro lado, si se cargan pilas de mayor capacidad que las originales solo quedarán cargadas parcialmente. Los avances en este tipo de tecnología incrementan la capacidad de las pilas cada década, por lo que un cargador antiguo puede que solo cargue parcialmente las pilas actuales.

Portátil

Permite cargar pilas (desde distintas fuentes, incluyendo una entrada USB) y, gracias a una salida USB, se pueden recargar dispositivos, como teléfonos móviles, tabletas, etc. Se suelen conocer como USB Powerbank (ver figura 7) Suelen tener alta capacidad (5000 mAh).

Por pulsos

Algunos cargadores usan tecnología de carga por pulsos (ver figura 8) en la cual se aplica un tren de pulsos de corriente continua a la batería, cuyo tiempo de subida, período, frecuencia y amplitud son controlados con gran precisión. Se suele decir que esta tecnología funciona con baterías de cualquier tamaño, voltaje, capacidad o composición química, incluyendo baterías automovilísticas reguladas por válvulas. Empleando la carga por pulsos se pueden aplicar picos de alto voltaje sin sobre calentar la batería. En una batería de plomo-ácido, esto descompone los cristales de sulfato de plomo, extendiendo la vida útil de la batería. Varios tipos de cargadores por pulsos están patentados mientras que otros tienen licencia libre. Algunos cargadores utilizan pulsos para comprobar el estado de la batería nada más conectar el cargador, luego continúan cargando a corriente constante durante el periodo de carga rápida y finalmente vuelven a utilizar la carga por pulsos cada cierto tiempo para mantener la carga.

Inductivas

Los cargadores inductivos (ver figura 9)) hacen uso de la inducción electromagnética para cargar las baterías. Una estación de carga envía energía electromagnética por acoplamiento inductivo a un aparato eléctrico, el cual almacena esta energía en las baterías. La carga se consigue sin que exista contacto físico entre el cargador y la batería. Es el sistema de carga más utilizado en cepillos de dientes eléctricos; debido a que no existe contacto eléctrico no hay peligro de electrocución. Cada inductancia está referida al campo magnético generado.

Objetivo

Construir un cargador para teléfono celular que no utilice corriente eléctrica un bajo costo.

Desarrollar un proyecto sustentable, utilizando  materiales reciclados y que podemos encontrar en nuestras casas, con ayuda de las nuevas tecnologías y aplicándolas de tal manera que aporte al medio ambiente y también facilitarle un poco al usuario la forma y el tiempo de realizar actividades. Con este proyecto se pretende dar a conocer una forma de cargar un celular en una situación de emergencia.

Justificación

 

El proyecto se realizará, debido a que, en los últimos 10 años los teléfonos celulares han salvado miles de vidas a personas en situación de emergencia, por ejemplo, grupos de personas en expediciones a montañas o a lugares muy retirados de las ciudades, en terremotos alrededor del mundo, como el del pasado 19 de septiembre en México, donde algunas personas fueron encontradas gracias a las llamadas que logran hacer o alarmas y calor que los celulares generan.

Esto beneficiará principalmente a dos sectores: a las personas que utilicen estos aparatos, al poder cargar sus dispositivos sin la necesidad de un enchufe; y al medio ambiente en general.

Hipótesis

Si el cargador inalámbrico es construido, podrá cargar dispositivos en situaciones de emergencia, entonces reduciremos los daños al medio ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

La propuesta comprende los    siguientes procedimientos y materiales a utilizar:

 

Materiales:

Un conector USB Hembra (Reciclado)

Un regulador de voltaje 7805 …… $13.00 c/u

Un Capacitor de 22 uf…………… $2.50 c/u

Un capacitor de 0.1 uf…………… $2.50 c/u

Medio metro de cable positivo y negativo…… $3.50 c/u

Un Adaptador de batería 9v …..$12.00

Un cautín y alambre de estaño (Precio Variable)

Una batería de 9 v (Precio Variable)

TOTAL: $150.00 aproximadamente

Procedimiento:

Después de haber investigado todo lo que tiene que ver con el proyecto, es momento de desarrollarlo.

1.- Desmontar el cargador para auto que ya no funcione y quitarle el porta USB hembra.

2.- Pelar los cables, el cable rojo es el polo positivo y el negro negativo.

3.- Soldar los cables al conector USB, el cable rojo y negro van a los extremos de las patas.

4.- Soldar los cables al adaptador para pilas de 9 volts, el rojo al polo positivo y el negro al negativo.

5.-  Soldar los capacitores al regulador de voltaje, el cable rojo va a la pata número 1 y otro cable rojo a la pata número 3, y el cable negro a la pata número 2, como se muestra en el circuito

6.- Soldar el adaptador de la batería y el conector USB a los puntos 1 y 3 del polo positivo y negativo respectivamente.

7.-  Realizar los orificios al contenedor que vayamos a utilizar para nuestra batería y el circuito, se recomienda que sea de plástico.

8.- Conectar el cargador al celular para verificar que funcione adecuadamente.

9.- Colocar el circuito en la caja junto con la batería con mucho cuidado.

10.- Pegar con silicón algunos puntos dentro de la caja para evitar que el circuito se mueva.

11.- Dejar secar el silicón y el cargador estará listo.

 

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

¿Qué tan factible seria utilizar el cargador cotidianamente?

Con las mediciones que obtuvimos con el multímetro, notamos que hay puntos donde la caída de voltaje comienza a ser rápida y luego se estabiliza, con más de una hora el celular ya no carga mas y la pila queda en 5v, prácticamente inutilizable para el celular, lo cual puede resultar muy costoso y poco conveniente si se adopta como una forma cotidiana.

Conclusiones

No hubo un calentamiento de la batería ni del celular, ni siquiera de todo el circuito. Con esto puedo asegurar que el proyecto fue satisfactorio al 100% y con un costo relativamente bajo. Este proyecto es una excelente alternativa solo para emergencias, si deseáramos utilizarla cotidianamente, deberíamos analizar otras posibilidades y métodos.

Bibliografía

REDES INALÁMBRICAS PARA EL DESARROLLO EN AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE.APC «Temas emergentes» Serie 2008. Diciembre 2008

https://www.vanguardia.com.mx/articulo/celular-le-salva-la-vida-un-hombre-en-el-terremoto-de-ecuador

Introducción a las Redes Inalámbricas – CISCO  2012 PDF



Cargador Inalambrico

Summary

simple wireless charger

Research Question

What are the benefits of a simple wireless?

Problem approach

The technology is progressing considerably day by day, especially in developing countries such as China and India, so that emissions will double by 2020 compared to 2007 levels; this will add 1400 million tons of carbon dioxide to the atmosphere.

Due to the above, the number of mobile devices in the world increases considerably every year, representing an increase in the amount of energy demanded, mainly energy generated with fossil fuels.

Therefore, it is necessary to search for alternative sources of energy that are responsible for supplying energy to these electronic devices and then reduce the damage to the environment.

 

Background

Objective

To build a mobile phone charger that does not use electric current at a low cost.

To develop a sustainable project, using recycled materials and we can find in our homes, with the help of new technologies and applying in such a way that contributes to the environment and also provide a little to the user the form and Time to perform activities. This project is intended to raise awareness of a way to charge a cell phone in an emergency situation.

Justification

The project will be realized, because, in the last 10 years the cell phones have saved thousands of lives to persons in emergency situation, for example, groups of persons in expeditions to mountains or to places much withdrawn from the cities, in earthquakes about the world, like that of last September 19 in Mexico, where some persons were found thanks to the calls that manage to do or alarms and heat that the cell phones generate.

Hypothesis

If the wireless charger is built, you can charge devices remotely offering convenience to users.

 

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography