創(chuàng)新無極限：不用電線的3D打印臺燈
Nikolas Tesla是過去兩個(gè)世紀(jì)以來人類最為大的發(fā)明者之一。他因主持設(shè)計(jì)了現(xiàn)代廣泛應(yīng)用的交流電力系統(tǒng)而最為人知。而近年來，隨著人們對他的更多發(fā)明和成就的認(rèn)識更加深入，他的聲譽(yù)也日益高漲，尤其是在工程領(lǐng)域。
與此同時(shí)，他正在變成一些科技愛好者們的偶像和靈感之源，比如來自紐約長島的電子設(shè)計(jì)師David Choi。David是Wesleyan大學(xué)的物理學(xué)研究生，最近開始涉足3D打印。他解釋說，Tesla一直是他仰慕的偶像，無論是作為一個(gè)人還是一個(gè)發(fā)明家。
為了強(qiáng)調(diào)他的崇敬之意，David已經(jīng)把他的貓命名為Tesla。不過最近，David找到了更好的方式向他的偶像致敬，他利用Tesla最核心的發(fā)明之一——電力無線傳輸技術(shù)，3D打印了一個(gè)使用無線供電的燈泡。“我的想法是通過無線電源給桌子上我想要的任何東西供電。而無線點(diǎn)亮這個(gè)燈泡只是我的概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)——如果我能無線點(diǎn)亮燈泡，那么就能給所有的家用電器無線供電。”David解釋說，正如你在下面的視頻里看到的那樣，這個(gè)燈泡工作得很好。
當(dāng)然，要制造出這個(gè)Tesla燈泡，除了使用3D打印機(jī)之外，您還需要另外制作一些部件（特別是線圈）。“接收線圈是一個(gè)螺旋感應(yīng)器，你可以在底座上看到，它是一個(gè)比較美觀的空芯線圈電感，做起來也很簡單，其實(shí)際上就是線圈。不過經(jīng)過計(jì)算后，我意識到這個(gè)空芯線圈電感要能夠支持25瓦燈泡的載荷。”David說。
這些線圈和雙射頻晶體管（MRF150）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它們倆的功能是一個(gè)負(fù)責(zé)發(fā)射，另一個(gè)負(fù)責(zé)接收。“第個(gè)一線圈通過磁性傳遞能量到次級線圈。而次級線圈與首個(gè)線圈一起通過磁性將能量傳送給第三個(gè)接收的螺旋線圈。”David解釋說。“而變送器則是一個(gè)中間抽頭的、雙繞、0.34uH線圈。該諧振電路被調(diào)諧到6.5MHz。第一線圈磁耦合到一個(gè)更大的次級線圈，其直徑大約有桌子那么大（2.5×2.5英尺）。該次級線圈的目的是，當(dāng)調(diào)諧到6.5MHz的共振頻率時(shí)可以存儲更多的無功功率。”
而第四個(gè)線圈（接收器），則由一個(gè)螺旋線圈和一個(gè)42PF電容器組成并且被直接連接到燈泡的。“通過讓兩個(gè)線圈在相同的頻率上諧振，它們之間的耦合距離可以大大增加。而捕捉這一諧振無功功率的是一個(gè)單一的環(huán)形線圈，而該線圈則位于螺旋電感器外側(cè)的圓周上。”David解釋說，這將使燈泡能夠接收功率為6.5MHz的電能而非傳統(tǒng)的60Hz（或50Hz）。
線圈本身是由銅管制成。而為了利用產(chǎn)生的脈動磁場，David在螺旋電感器的外側(cè)又設(shè)計(jì)了一圈圓環(huán)形的電感器。“這里應(yīng)該有一個(gè)導(dǎo)線連接到燈泡上。由于我不希望看到任何電線出現(xiàn)，因此就把它設(shè)計(jì)成了一個(gè)燈腿。”
這個(gè)項(xiàng)目除了電子器件和燈泡之外，其它的部件都是3D打印的。這意味著，這個(gè)項(xiàng)目是很容易重復(fù)的。而且幸運(yùn)的是，David把他所有的設(shè)計(jì)都放在網(wǎng)絡(luò)上共享，使每個(gè)人都能感受到Tesla發(fā)明的魅力。
為了打印這些部件，David使用的是第五代MakerBot Replicator 3D打印機(jī)。所有的部件使用的都是PLA材料，其填充率為15％填充，層厚為0.2毫米。打印完成后，這些部件很容易組裝，頂多使用一點(diǎn)膠水。“打印之后，我所有要做的就是將銅管以線圈的形式鋪好。”David說。
這個(gè)臺燈的STL文件下載地址：http://www.henjiankang.cn/soft/zuhejixie/12196.html
(責(zé)任編輯：admin)
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