FISYK / Recherche appliquée

Chargeur à induction

Conception, modélisation et expérimentation d’un système de recharge sans fil par induction pour smartphone, optimisé autour de la résonance à 100 kHz.

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Catégorie
Électronique · Physique appliquée
Date
juin 2024
Rôle
Co-conception, modélisation, programmation et expérimentation
Image / repèrePrototype de transfert d’énergie sans fil : la galerie pourra accueillir les bobines, les mesures à l’oscilloscope et les courbes de rendement.
01 / Intention

Une charge sans fil, pensée comme un système complet.

Le projet ne consistait pas seulement à enrouler deux bobines. Il fallait concilier le cahier des charges Qi, la géométrie du prototype, les pertes à haute fréquence et les mesures réelles. La démarche relie physique, électronique, programmation et rédaction technique pour transformer une hypothèse de charge en protocole vérifiable.

Durée

4 mois

De la recherche initiale aux essais comparatifs.

Cible

15 W

Puissance de charge visée pour le Samsung S21 FE.

Résonance

100 kHz

Point de fonctionnement confirmé par les mesures.

Équipe

02

Projet mené en binôme et suivi avec Trello.

02 / Démarche

Construire, puis mesurer.

  1. 01

    Cadrer les contraintes

    Traduire les exigences Qi en paramètres concrets : puissance, dimensions, inductance, fréquence et champ magnétique.

  2. 02

    Modéliser la bobine

    Explorer les configurations avec Python pour sélectionner une spirale cohérente avec les valeurs théoriques attendues.

  3. 03

    Prototyper et calibrer

    Fabriquer les bobines en fil de Litz, ajuster le montage RLC et retrouver la résonance à l’oscilloscope.

  4. 04

    Mesurer et comparer

    Faire varier fréquence et résistance de charge pour confronter le modèle à la puissance effectivement transmise.

03 / Résultats

Des données pour rendre la suite plus précise.

Les chiffres donnent un état de la recherche : ils expliquent les arbitrages et indiquent les points à améliorer, sans masquer les limites du prototype.

Signal de mesure

74,72 %

Mesuré à 100 kHz avec une résistance de charge de 10 Ω.

Configuration de référence

27 spires

37,99 µH et 1 003 µT dans le modèle de dimensionnement.

Temps estimé

92,75 min

Projection pratique pour recharger une batterie de 4 500 mAh.

Bobine primaire mesurée

48,71 µH

Bobine secondaire mesurée

23,5 µH

Condensateur primaire

52 nF

Fréquences comparées

75 · 100 · 125 kHz

04 / Galerie

Les preuves visuelles ont leur place.

Chaque emplacement est déjà composé pour que les photos et graphiques ajoutés ensuite donnent du relief au récit, au lieu de rester une simple galerie.

01 / Fabrication

Les bobines et le montage

Ajoutez une photo du prototype, des spires et du circuit de mesure.

02 / Mesures

La résonance observée

Ajoutez une capture d’oscilloscope ou une photographie du banc d’essai.

03 / Analyse

Les courbes de rendement

Ajoutez le graphique comparatif des résistances et des fréquences.

05 / Bilan

Ce que le projet rend possible ensuite.

Le résultat le plus utile n’est pas seulement le rendement obtenu : c’est la méthode reproductible pour identifier ce qui dégrade un transfert d’énergie et pour décider où intervenir ensuite. L’alignement des bobines, les pertes de peau, la dissipation thermique et le blindage restent les leviers prioritaires pour une version plus aboutie.

Une idée à rendre tangible ?

Partons d’un problème réel, puis construisons la bonne réponse.

Chargeur à induction — MAROUANEDEV