Induktive Stromversorgung bis für Mini-Bots..Mousepad

Hoi,

Hi, ich habe an meinem PC ein Mouse-Pad von a4tech mit einer KABELLOSEN und BATTERIELOSEN optischen Maus, die über das Pad induktiv mit Strom versorgt wird. Vorteil, kein Kabel und keine leeren Akkus..

In diesem Pad ist eine Spule aus ca. 20 Windungen Cu-Lackdraht. Dito in der Maus...

Ich hab dann mal eine Spule (rechteckig ca. 8x11cm) mit nur 10 Windungen genommen (AM-Antenne eines Receivers, die ich nie gebraucht hab) und eine LED angelötet, ohne Vorwiderstand (ich weiß dass man das normalerweise nicht macht..)

OK, die LED hätte es mir fast weggeblasen..
70mA flossen durch die LED. Wobei die LED ja hier nur eine Einweggleichrichtung darstellt. Mit einem Brückengleichrichter würde man sicher auf >100mA (!) kommen.

Die Leerlaufspannung bei meiner Spule betrug ca. 8,6V.
Die verwendete Frequenz liegt bei ca. 124-127kHz, mit dem Multimeter gemessen. Ich muss das nochmal mit dem Oszi überprüfen, ob es stimmt. Aber das Multimeter hat schon angezeigt, als es nur in der Nähe eingeschaltet wurde :-)

Ich frage mich, ob das die gängigen EMV-Normen erfüllt..ein CE-Zeichen ist jedenfalls drauf...was will man mehr..

Ist das nicht die gängige Frequenz von RFid Anwendungen? ICh muss demnächst mal mit der Spule in der Westentasche durch die Schleuse eines Supermarktes gehn, die LED leuchtet da bestimmt auch...

Damit könnte man prima eine Arena für Mikrobots ausstatten, eine Ablage für eine Handtasche der Frau (um das Handy darin voll zu halten), ..oder einfach ein paar Windungen um ein Handy wickeln....und auf ein solches Pad legen.., oder gleich ne ganze Garderobe ausstatten..für sämtliche Elektronik, die sich in den Taschen befindet..

Microbots bräuchten sich nicht mehr mit einem Akku abzuschleppen..

Sigo

das würd ich auch mal gerne ausprobieren, aber ich kenn mich da nicht so gut mit aus.

Spulen hätt ich genug, aber woher nehm ich die Wechselspannung am besten?
Ich hab keinen Funktionsgenerator oder sowas

Riiiichtig, das ist das RFID-Band bei 125kHz, und da darf man ganz gut powern. Ich werde demnächst eine Labortischunterlage mit derartigen Spulen versetzen, um eben diese Funktion zu realisieren (allerdings nicht für Mäuse, sondern Labormessgeräte - auch keine Labormäuse ;) )
Ist sicher ein interessantes Experimentierfeld, ich bin fast geneigt, mir so eine Mausmatte zu besorgen, um die Kleisterei im Anfangsstadium der Realisierung zu umgehen.

@scales: Die Spule muss Teil eines Schwingkreises sein, den Du dann mit einem Rechteck auf Resonanzfrequenz anregst. Wenn Du auch noch Daten senden willst, wird es etwas komplizierter, Energie lässt sich auch ohne Kompliziert übertragen. Bastelanleitung: Cu-Lackdraht auf einen großen Wickelträger bringen, bis 737uH zusammen sind (Formeln siehe Internet), dazu 2,2nF in Reihe, fertig ist der Schwingkreis für 125kHz. Das Ganze dann mit einem 555 anregen, der ein 125kHz-Rechteck mit möglichst 50% Tastverhältnis erzeugt - bitte einstellbar. Dann ein paar Windungen Draht aufrollen, LED dran und in die Nähe der zuvor produzierten Sendespule bringen. Erregerfrequenz nun so einstellen, das LED am hellsten, fertig ist die drahtlose Energieübertragung. Hach ja, was das toll, damals 1987 mit dem Philips-Baukasten mit den lustigen Federn und den immer irgendwie kaputten Transistoren :)

Das ist ja eine tolle Sache, ist das schon sehr verbreitet auch am Schreibtisch?
Welche Leistung kann man denn pro Fläche erwarten?
Es gab doch damals auch einen Boom mit der USB Spannungsversorgung: Tastaturstaubsauger, Ventilator, Kaffetassenwärmer. O:)
Manfred

Bild hier  

Hallo,
ich habe eine elektrische Zahnbürste gekauft, die zum Laden des Akkus in ein Behältnis gestellt wird. Das Behältnis wird während dem Ladevorgang in eine Steckdose eingesteckt.
Nach Kontakten hatte ich vergeblich gesucht.
Das Aufladen wird durch eine hellblaue LED in der Zahnbürste angezeigt und funktioniert noch in 2...3 cm Abstand.

Hmmtja, mir geht es eher um 50-80cm. Bei 125kHz dürfte das Nahfeld knapp 400m reichen, nun muss nur noch jemand die Physik verbiegen und die Abnahme der B-Feldstärke reduzieren :)

ich versteh nicht richtig wie ich rausfind, wann meine Spule 737 uH hat.

Ich hab zwei Formeln gefunden:
Induktivität = Windungszahl * 2 / magnetischer Widerstand
Induktivität = Windungszahl * magnetischer Fluß / Strom

aber woher bekom ich den magnetischen Widerstand, oder den magnetischen Fluß?
dazu hab ich zwar auch Formeln gefunden, aber da sind dann nur noch mehr unbekannte drin

Zitat:

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Damit könnte man prima eine Arena für Mikrobots ausstatten, eine Ablage für eine Handtasche der Frau (um das Handy darin voll zu halten), ..oder einfach ein paar Windungen um ein Handy wickeln....und auf ein solches Pad legen.., oder gleich ne ganze Garderobe ausstatten..für sämtliche Elektronik, die sich in den Taschen befindet..

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Davon würde ich sehr stark abraten da eine Spannung induziert werden würde die evtl. Elektronische bauteile beschädigen zerstören könnte.

Zitat:

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ich versteh nicht richtig wie ich rausfind, wann meine Spule 737 uH hat.

Ich hab zwei Formeln gefunden:
Induktivität = Windungszahl * 2 / magnetischer Widerstand
Induktivität = Windungszahl * magnetischer Fluß / Strom

aber woher bekom ich den magnetischen Widerstand, oder den magnetischen Fluß?
dazu hab ich zwar auch Formeln gefunden, aber da sind dann nur noch mehr unbekannte drin

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Also das mit der Induktivität ausrechnen würde ich mal lieber lassen da es auf zu viele Faktoren ankommt. Eisenkern, Magnetische Flussdichte, Windungszahl, die Fläche der Windungen usw.

Bei Spulen entweder nachmessen oder lesen was drauf steht :D

Das ganze hat mehr mit Transformation/Transformatoren zu tun wie mit der Induktivität. Wobei durch den fehlenden Eisenkern eine hohe Verlustleistung entsteht.

Zitat:

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Zitat von drake

Davon würde ich sehr stark abraten da eine Spannung induziert werden würde die evtl. Elektronische bauteile beschädigen zerstören könnte.

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Drake, wieviel in eine Schaltung induziert wird, hängt sehr sehr stark vom Leiterplattenlayout ab. Hier sind locker bis zu 60dB oder Faktor 1000 und mehr Unterschiede möglich...da muss man sich halt Gedanken beim Design machen..

Sigo

Ja das is wahr aber desshalb würde ich das niemals mit einer schaltung machen die ich nicht kenne.
Da muss nur mal eine Drossel drin sein und man etwas pech haben :D

So, ich hab noch ein wenig experimentiert, um Manfs Anregung zu folgen:

Ich habe nun einen Brückengleichrichter B250C1500 mit einem Low-ESR-Elko von 100µF hinter die Spule geschaltet und daran eine 1W-Power-LED + 10 Ohm Vorwiderstand geschaltet..

Ergebnis:
Wenn man die Spule mit dieser Schaltung dem Mauspad nähert, fuktioniert das bis zu ca. 4mm Abstand. Dann zieht die Schaltung offenbar soviel, dass das Mauspad das Senden runterregelt und ausschaltet.
Man kann das dann wieder durch Drücken der "Tune" - Taste aktivieren.

Die maximale Nutzleistung hinter dem Elko bei o.g. Schaltung und diesem Mauspad beträgt:

3,25V DC * 38mA = ca. 123mW
im Vergleich: 70mA durch grüne LED (2,1V) sind ebenfalls ca. 150mW
viel mehr geht dann wohl auch nicht..mit diesem konkreten Pad.

Zum langsamen Akkuladen reicht es aber dennoch. Einfach drauf fahren und über Nacht dort parken..oder eben ein Mega-Pad, wie Shaun es plant.

Der Gleichrichter ist natürlich für diese Anwendung sozusagen "suboptimal".

Bei den hohen Frequenzen und zur Vermeidung von unnötigen Spannungsabfällen wären hier natürlich Schottky-Dioden angebracht..
Aber ich hab grad keine da. So weiß ich aktuell nicht, vieviel durch die recht hohen Kapazitäten der Feldwaldwiesen-Dioden im Gleichrichter verloren geht..

Sigo

Mich würde ja mal intressieren wo das Mauspad angeschlossen is?
Is das am USB Port angeschlossen?
Wenn ja würde mich intressieren ob der rest Verlustleistung ist da man ja soweit ich weis 500mA? aus dem USB port ziehen kann oder ob das Pad eine interne Strombegrenzung drin hat.

kann man dafür solche benutzen:
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;LA=...nr;OFFSET=1000

oder sind die wirklich nur zum funkenstören geeignet, da sie abgeschirmt ist oder so?

Die Sendespule muss groß sein, richtig groß. Wir sprechen hier von einem ringförmigen Gebilde von mehreren cm, nix mit Kern oder so. Die Induktivität ist insofern schon wichtig, als dass der Sender mit einem abgestimmten Schwingkreis arbeitet (zumindest wird es idR so gemacht, andere Wege wären auch denkbar)

gibts denn eine günstige Methode an solche Teile zu kommen?
bei Reichelt find ich keine Großen, und fürs selberwickeln braucht man so ein Induktivitätsmeßgerät und die sind nicht grade günstig.

Zitat:

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Zitat von drake

Mich würde ja mal intressieren wo das Mauspad angeschlossen is?
Is das am USB Port angeschlossen?
Wenn ja würde mich intressieren ob der rest Verlustleistung ist da man ja soweit ich weis 500mA? aus dem USB port ziehen kann oder ob das Pad eine interne Strombegrenzung drin hat.

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Ja es ist am USB angeschlossen, laut typenschild zieht es bis 400mA.
Aber es ist wahrscheinlich eher weniger,da es nicht merklich warm wird.
Sigo

@scales: braucht man nicht, die Induktivität kann man erstmal grundsätzlich berechnen, ändern wird sie sich abhängig von der späteren Umgebung sowieso. Einiges über solche Rahmenantennen findet sich im "RFID-Handbuch".

das wollte ich ja auch erst, aber dann meinte drake dass sei viel zu kompliziert zu berechnen.
Wie geht das denn nun konkret?

Damit sollte es recht einfach gehen:
http://www3.telus.net/chemelec/Calcu...-Coil-Calc.htm

Der Nachteil bei "Stromübertragung" per Induktion ist halt, dass im Prinzip immer ein gutes Stück Leistung für die katz is, selbst wenn der Gegenstand
optimal im Magnetfeld plaziert ist... aber dei idee an sich ist interessant^^

:-$ Und noch was: könnte durch das Magnetfeld nicht bauteile wie z.B. Relais beeinflusst werden? angenommen auf deiner platine is ne spule, welche dann ungeheuren saft macht, weil sie "unabsichtilich" als sekundärspule dient, das kann doch deine ganze schaltung verändern

Deshalb würde ich das ganze per schwingkreise machen also als empfanger dient dann ein schwingkreis mit der Selben frequenz wie der Senderschwingkreis, dadurch wird in Spulen nur minimal Spanunginduziert, der größte teil haste dann an deinem empfängerschwingkreis, außerdem, wo verbaut man heute noch relais in winzigen!!!! robotern?

Zitat:

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Bastelanleitung: Cu-Lackdraht auf einen großen Wickelträger bringen, bis 737uH zusammen sind (Formeln siehe Internet), dazu 2,2nF in Reihe, fertig ist der Schwingkreis für 125kHz. Das Ganze dann mit einem 555 anregen, der ein 125kHz-Rechteck mit möglichst 50% Tastverhältnis erzeugt

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wie genau reg ich das ganze denn mit einem NE555 an?
ich hab den NE555 so eingestellt, dass ich das 125kHz Rechtecksignal rausbekom, und wie muss ich das jetzt mit dem Schwingkreis verbinden?
Das ist ja noch kein Wechselstrom.

Wenn Du den Reihenschwingkreis an den Ausgang hängst solltest Du über Spule wie über Kondensator schon mal einen sinusförmige(re)n Spannungsverlauf sehen. Dass ein Rechteck keine Wechselspannung ist halte ich übrigens für ein Gerücht. Wenn Du mal sehen möchtest, die RFID-Sende-/Empfängerspulen angesteuert werden, kannst Du ja mal nach Datenblatt und Applikation für das IC U2270 googlen, damit habe ich auch erste Experimente gemacht.

Zitat:

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Dass ein Rechteck keine Wechselspannung ist halte ich übrigens für ein Gerücht.

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Ich dachte dass ist nur Wechselspannung wenns auch negativ wird,
aber wenn ich das jetzt richtig verstanden hab, ist Wechselspannung alles das was nicht immer gleich ist.

wär das mit dem Schwingkreis wie auf dem Bild im Anhang richtig?