Spulen für induktive Stromübertragung

[Cysign]

Stimmt, über Ferritkerne hatte ich auch mal was gelesen. Aber gabs da neulich nicht sogar ne Entdeckung, dass Kerne aus irgendwas anderem als Ferrit (ich kann mich grade nicht richtig erinnern) für ne noch bessere Übertragung sorgen? Ich meine, das hätte ich im Zusammenhang mit dem induktiven Laden von Fahrzeugen gelesen.

50 Hz sind schon sehr gering. Wenn ich von einem Tisch - oder sagen wir lieber von einer Holzplatte - ausgehe, kann ich da ja Löcher in der von mir gewünschten Form (Durchmesser/Tiefe) reinbohren und platzieren was ich möchte.
Zur Versorgung kann ich ja einen µC nehmen, der in beliebiger Frequenz per einstellbarer Soft-PWM über eine Transistorschaltung die Spule anregt.

Ich male mir grade in meinem Kopf aus, was man sinnvolles damit anstellen könnte. Vielleicht eine Art Brettspiel oder in ner Kneipe den Ball auf das "Ich will bestellen" oder "Ich will zahlen"-Feld rücken, womit man dem Kellner optisch signalisiert, dass er benötigt wird...

[WL]

Stichwort ist:
Royer-Converter

[i_make_it]

Zur Versorgung kann ich ja einen µC nehmen, der in beliebiger Frequenz per einstellbarer Soft-PWM über eine Transistorschaltung die Spule anregt.

Hm... eher in zur Spule passenden Frequenz, Außer du möchtest nur den Tisch erwärmen.
Bei Spulen gibt es so was wie Induktivität und Resonanzfrequenzen die die Frequenz eigentlich genau festlegen.
Da Du ja grade keinen gemeinsamen Eisenkern hast (Wie bei einem normalem Transformator) wird das mit zunehmender Entfernung schnell zur entscheidenten Größe um überhaupt noch Energie zu übertragen.
Übrigens ist Deutschland eines der wenigen Länder wo der Betrieb von ELF Sendern auch reglementiert ist. Also darf man da nicht zu viel Energie abstrahlen. Und die EMV Richtlinien gelten ja sowieso und überhaupt.

Günter Wahl hatte mal in einem seiner Bücher über Minispione was drin wie man die Richtwirkung von Ferritkernantennen verbessert in dem man 2 Stück achsial hintereinander schaltet und auf der einen Seite quer dazu noch eine um das Magnetfeld auf die andere Seite zu verdrängen. Ich weis leider nicht mehr in welchem Band das ist und welche Leistung da möglich ist, Da das dort ja eigentlich nur zur Signal- und nicht zur Energieübertragung gedacht war.

Generell könnte es aber hilfreich sein sich mal mit ELF zu befassen, Da gibt es zumindest ein paar Stichworte die ggf. weiterhelfen können.
Generell ist der Wirkungsgrad aber recht bescheiden.
Schaltnetzteil mit höheren Frequenzen, hat den Nachteil, das man neben der Induktion auch noch anfängt in ULF (0,3-3kHz) oder VLF 3kHz-30kHz) zu senden.
Und wie bei einem Schaltnetzteil ein Metallgehäuse drum rum machen geht ja grade nicht.

Also beim Kreativprozess immer diese Spaßbremsen im Hinterkopf behalten damit nicht irgendwann ein Messwagen vor der Tür steht und die ungeplanten "Nebenkosten" des Projekts durch die Decke gehen, nur weil ein Nachbar sich über irgendwelche Störungen beschwert hat.
In einer Etagenwohnung, kann der Störabstand schon mal unter 2 Meter sein, wenn der Nachbar ein Gerät (Antenne eines Gerätes) oben auf dem Schrank stehen hat. (genau unter dem eigenen Laborplatz wo man seinen Testaufbau in Betrieb nimmt)

(Für manche Projekte wäre ein Wohnsitz im australischen Outback nützlich, Aber ob da Amazon und Co auch die Teilebestellungen hinliefern?)

[Holomino]

(Für manche Projekte wäre ein Wohnsitz im australischen Outback nützlich, Aber ob da Amazon und Co auch die Teilebestellungen hinliefern?)

Kein Problem, das machen die per Postflugzeug.

Allerdings kann man einen Royer-Konverter ohne Probleme unter die 100kHz-Grenze drücken (darunter senden nur noch U-Boote, die sind genauso weit weg, wie das Outback). Und der produziert auch üblicherweise keine Oberwellen (ist ein reiner Sinus).

Theoretisch müsste die Schaltungsvariante aus dem Microcontroller.net mit den Mosfets (ohne Messspule im Primärkreis) interessant werden, wenn mehrere Übertragungspunkte auf dem Tisch durch in Reihe schalten mehrerer Primärspulen erreicht werden sollen. Dann sollte es auch mit nur einer Elektronik funzen.

[Cysign]

Oh...der positive Nebeneffekt beim Messwagen wäre, dass dir mir dann gleich auch sagen können, mit welcher Leistung ich auf welcher Frequenz sende

Das mit dem beliebig änderbaren Impuls per Soft-PWM war darauf bezogen, die ideale Frequenz zu finden. Aber ich glaube, ich sollte mich da eirlich etwas einlesen, bevor ich anfange zu basteln - guter Hinweis!
Gibts denn so ne Art Mini-Messempfänger, der mir sagt "Juneg, auf deinem Schreibtisch strahlts aber ganz ordentlich"? So zur Kontrolle, dass ich keinen Mist mache?


Aber die Beispielschaltung von Mikrokontroller.net ist auf jeden Fall im unkritischen Bereich? Dann würde ich die erstmal für erste Gehversuche nachbauen

[Klebwax]

Schaltnetzteil mit höheren Frequenzen, hat den Nachteil, das man neben der Induktion auch noch anfängt in ULF (0,3-3kHz) oder VLF 3kHz-30kHz) zu senden.

Eine Spule, die mit ein paar 10 kHz betrieben wird, macht nocht lange keinen Sender. Sie ist dazu viel zu klein. Er wenn die metallische Struktur so bis auf eine Größenordnung an die Wellenlänge herankommt, entsteht eine Raumwelle und die Anordnung wird zum Sender. Nicht umsonst haben Mittelwellensender schon 100 und mehr Meter lange Antennen. Und Ubote schleppen, wenn sie mal auf Längstwellen Senden oder Emfangen wollen, eine kilometerlange Antenne. Von den Gegenstellen an Land will ich garnicht reden.

Das mit dem Nachbar wird auch kein Problem, der feuert mit seinem Induktionsherd im 50kHz bis 70kHz Bereich und 1,5kW zurück. Und vor lauter Induktionsherden, aufladbaren Aldi-Taschenlampen und Zahnbürsten würde auch der Messwagen nichts finden. Den DCF77 Sender, der mit einer großen Antenne ausgestattet ist, würde er aber schon entdecken, weil der wirklich sendet.

Aber zur ürsprünglichen Frage. Es gab schon mehrmals beim Aldi kontaktlos aufladbare Taschenlampen. Der Lader wird in die Steckdose gesteckt und in sein ringförmiges Gehäuse dann die Lampe. Aus dem Gewicht würde ich schließen, daß da einfache Luftspulen drin sind. Ich bin aber noch nicht dazu gekommen, das genauer zu untersuchen. Die Größe eines Tischtennisballs könnte gut passen.

MfG Klebwax

[i_make_it]

Eine Spule, die mit ein paar 10 kHz betrieben wird, macht nocht lange keinen Sender. Sie ist dazu viel zu klein. Er wenn die metallische Struktur so bis auf eine Größenordnung an die Wellenlänge herankommt, entsteht eine Raumwelle und die Anordnung wird zum Sender.

Ich habe da so grob im Hinterkopf:
Spule = magnetischer Dipol und
und für die gilt l<λ/10 funktioniert.
Natürlich sollte man mindestens λ/2 bei Sendern und λ/4 bei Empfangsantennen haben um einen Antennengewinn zu haben, aber man kennt das ja das gewünschte Ergebniss findet sich nur ein wenn alle Parameter genau stimmen. Dem Fehler reicht schon ein einziger halbwegs passender Wert.

Da ich mich schon in beiden von mir beschriebenen Situationen befunden habe (Bastler und durch Störung betroffener), und auch meine Selbstbauten kein CE Zeichen haben, weis ich daß das Argument daß der Herd (mit CE Zeichen) doch viel stärker strahlt nicht zählt. In Deutschland müssen Gesetze und Verordnungen nicht logisch oder sinnvoll sein, sie müssen nur irgendwo geschrieben stehen damit man sich damit rumärgern muß.

Wenn man genung Platz hat und es eine ortsfeste Installation ist, kann man sich auch mal mit einem Helmholtz Spulenpaar auseineandersetzen. Da ist zwichen den Spulen zumindest an jedem Ort das Magnetfeld homogen. Bei einem Abstand Tisch zu Zimmerdecke von 1,5m müsste dann allerdings auch der Tisch 3m Durchmesser haben und beide Spulen müssen die selbe Achse haben.

An sonsten mal nach "Saugkreis" suchen: https://de.wikipedia.org/wiki/Saugkreis
Der ist als Empfängerseite genau für solche Energieübertragung gedacht (jeder RFID Tag gat das drin).

[Klebwax]

Ich habe da so grob im Hinterkopf:
Spule = magnetischer Dipol und und für die gilt l<λ/10 funktioniert.

Magnetischer Dipol ist schon richtig, aber der allein erzeugt nur ein Magnetfeld aber keine elektromagnetische Welle. Dieses elektrische Feld ensteht, wenn während einer Schwingung durch die Länge des Leiters und die Lichtgeschwindigkeit eine Potentialdifferenz im Leiter entsteht. Außerdem dürfen die Stellen des Leiters mit unterschiedlichem Potential nicht zu dicht beieinader liegen, das elektrische Feld würde sich sonst aufheben. Es ist dabei egal, ob man mit einem kleinen Schwingkreis und einer großen Antenne oder einer großen Spule arbeitet.

Natürlich sollte man mindestens λ/2 bei Sendern und λ/4 bei Empfangsantennen haben um einen Antennengewinn zu haben, aber man kennt das ja das gewünschte Ergebniss findet sich nur ein wenn alle Parameter genau stimmen. Dem Fehler reicht schon ein einziger halbwegs passender Wert.

Es geht nicht um irgendeinen Gewinn, sondern um das Entstehen einer Welle überhaupt.

Da ich mich schon in beiden von mir beschriebenen Situationen befunden habe (Bastler und durch Störung betroffener), und auch meine Selbstbauten kein CE Zeichen haben, weis ich daß das Argument daß der Herd (mit CE Zeichen) doch viel stärker strahlt nicht zählt. In Deutschland müssen Gesetze und Verordnungen nicht logisch oder sinnvoll sein, sie müssen nur irgendwo geschrieben stehen damit man sich damit rumärgern muß.

Darum geht es nicht. Ein Herd strahlt höchsten Wärme aus. Was aber passieren kann, ist das er das Stromnetz als Antenne nutzt. Es ist ja lang genug. Dagegen helfen relativ einfache Filter an der richtigen Stelle und ein geschickter Aufbau. Und das wird auch nachgemessen.

Drahtlose Energieübertragung basiert rein auf magnetischer Kopplung, im Prinzip ein Trafo mit Luftspulen. EM Wellen kommen da nicht vor. Das gilt enbenso für RFID mit niedrigen Frequenzen.

MfG Klebwax

[i_make_it]

Drahtlose Energieübertragung basiert rein auf magnetischer Kopplung, im Prinzip ein Trafo mit Luftspulen. EM Wellen kommen da nicht vor. Das gilt enbenso für RFID mit niedrigen Frequenzen.

Das lasse ich so jetzt mal nicht stehen.
In der Praxis wird wegen dem geringen Wirkungsgrad von deutlich unter 1% durch die Freiraumdämpfung die Energieübertragung im Fernfeld zwar nur in Sonderfällen (meist bei passiven Telemetrie oder Abhöreinrichtungen) eingesetzt, aber physikalisch und technisch ist die Energieübertragung mit EM halt doch möglich.

Um beim Thema zu bleiben: ausgehend von den Tischtennisbällen, einen passenden Saugskreis in so eine TT-Ball und eine große Luftspule unter den Tisch.
Oder WLAN:
http://www.golem.de/news/energy-harv...06-114493.html

[Cysign]

Das mit dem Router ist ja mal interessant. Dadurch, dass das Teil eh imemr an ist, dürfte der Mehrverbrauch auch in einem ökonomischen Verhältnis zu den drum herum geladenen Geräten stehen. Aber bis sowas dann mal marktreif ist...
Ich denke, als Anfänger bzgl. dieses Themas sollte ich mit sowas nicht rumspielen