Draadloos opladen en gelijkspanning naar wisselspanning

Hi allemaal,

Voor een opdracht op school (profielwerkstuk) zijn twee vrienden en ik bezig met het maken van een draadloze oplader (die niet meteen ontploft of je elektrocuteert). We zijn al best ver met het bedenken van hoe we dit willen doen met behulp van inductiestroom en twee spoelen maar hiervoor hebben we wisselspanning over de primaire spoel nodig. Nu zouden we de primaire spoel direct op netstroom aan kunnen sluiten maar dat leek ons niet erg veilig. Hierom hebben we bedacht om een adapter op het stroom aan te sluiten en de stroom die daar vanaf komt te gebruiken om inductiespanning op te wekken. De meeste wisselspanning om in gelijkspanning en we hebben dus wisselspanning nodig dus we moeten tussen de adapter en de primaire spoel iets nodig dat gelijkspanning in wisselspanning omzet. Heeft iemand een idee over wat we daarvoor kunnen gebruiken?

Henk H.

Golden Member

Je zou eens kunnen kijken of je kunt vinden bij welke frequenties commercieel verkrijgbare draadloze laders werken. Ik vermoed dat dat meer is dan 50 Hz, dus een transformator om de 230V spanning van het lichtnet omlaag te transformeren zal geen goed resultaat (hoog laadvermogen) geven.

Als je een hogere frequentie van de wisselspanning over de primaire spoel nodig hebt dan is via gelijkspanning denk ik een handiger route.

Wat jij dus eigenlijk wil is het bouwen van een zender die energie verstuurd en een ontvanger die die energie ontvangt.

Daarvoor heb jij dus ook antennes nodig. En je hebt heel veel energie nodig omdat de verzwakking enorm is.

Bij dingen zoals de elektrische tandenborstel gebruiken ze een deelbare transformator. Frequentie is denk ik gewoon 50 Hz en er wordt alleen gebruik gemaakt van de magnetische component om de energie over te brengen. Dat kan alleen als de afstand tussen de zender en ontvanger heel erg klein is.

Voor grotere afstanden zul echt gebruik moeten maken het complete EM veld (Dus het elektrisch en het magnetische deel.)

Dus over welke afstanden praat je? En over hoeveel over te brengen energie praat je? Met een tesla accu ben je wel even bezig bijvoorbeeld.

die niet meteen ontploft of je elektrocuteert)

Dat wordt niet voorkomen doordat het draadloos is ofzo maar alles te maken met het type accu en type lader dat je gaat gebruiken.

Je krijgt dus een systeem dat bestaat uit 4 hoofdonderdelen.

  • De (energie) zender gekoppeld aan het net.
  • De energie ontvanger
  • De laadregelaar die de ontvangen energie zo afregeld dat de batterij netjes wordt volgeladen en niet ontploft.
  • De batterij.
  • Een nette behuizing die zorgt dat alles veilig is weggewerkt en dat je niet wordt geëlektrocuteerd.

Dus een paar vragen:

Hoe groot is de accu in wH?
Hoe groot is de te overbruggen draadloze afstand?
Wat voor accu's ga je gebruiken om op te laden?
Hoe en met wat voor lader ga je de accu's opladen?

Sine

Moderator

Ik wilde al zeggen, ben je de qi charger aan het uitvinden?

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.
mel

Golden Member

Het simpelste is, 2 stevige spoelen met kern.de ene spoel gaat op 50 Hz van de 230 volt( wel met de nodige beveiligingen) en de andere spoel mag indentiek zijn, vangt het magnetische veld op.Zo doet een normale trafo het ook.Wat daarna gebeurd hangt af van de accu ,en het laadcircuit.

[Bericht gewijzigd door mel op 3 juli 2019 13:16:34 (12%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Als je met 50 Hz wilt werken is direct op het lichtnet aansluiten van de primaire wikkeling niet eens zo'n gek idee. Wel goed isoleren, zekeren etc.

Sloop eens een oplader van een elektrische tandenborstel en doe een potje reverse engineering.

Welkom hier, Statteu! :)

Belangrijkste vraag lijkt me toch wat de bedoeling is qua ontvanger. Gaat dat om commercieel verkrijgbare apparatuur zoals bijv. een smartphone?

Zo ja, zul je sterk gebonden gekoppeld ;) zijn aan daarvoor gebruikte frequenties / vermogens / constructie spoelen enz.

Zo nee (ontvanger mag ook eigen ontwerp zijn), dan heb je veel meer vrijheid om te bepalen hoe een en ander er uit moet gaan zien.

Franssel

Golden Member

misschien op een aanwezige inductie kookplaat proberen , meten , testen .

leren wij ook nog wat

[Bericht gewijzigd door Franssel op 3 juli 2019 13:42:16 (16%)]

Verder geniet ik van mijn f9638 geluid in mijn werkplaats en huiskamer

Mijn voorstel: Denk na over hoe de overdracht (uitgaand vermogen / ingaand vermogen) afhangt van de frequentie.

Voor het leerproces: Doe eerst zelf een gok, ga daarna evt. pas googlen. Schrijf hier op wat je bedacht hebt en wat je gevonden hebt.

Dit bepaalt verdere keuzes.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dank jullie allemaal voor alle antwoorden! Hier wat extra informatie over ons project:
- De ontvanger zal een smartphone zijn en we zouden ons graag houden aan de
qi-standaarden. Hierbij hoort een frequentie van tussen 110-205 kHz, een
vermogen van 5 watt (5V en 1A). De spoelen zijn hierbij spiraalvormig dus
erg vlak.
- De afstand tussen de spoelen zal tussen 1,5 en 2,5 cm liggen.
- We zijn va plan om een ontvanger te maken die je onder het hoesje van je
telefoon kan stoppen (als we dit voor elkaar kunnen krijgen). Deze
ontvanger zal dan met micro USB aan de smartphone verbonden zijn.

Veel mensen lijken aan te raden om de verzender direct op het netstroom aan te sluiten. We hebben alleen geen idee hoe we dan kunnen reguleren wat de accu ontvangt, de ontvanger en alles wat er om heen zit zouden we namelijk het liefst onder een telefoonhoesje laten passen.

vergeten

Golden Member

Op 4 juli 2019 12:36:15 schreef Statteu:
We hebben alleen geen idee hoe we dan kunnen reguleren wat de accu ontvangt, de ontvanger en alles wat er om heen zit zouden we namelijk het liefst onder een telefoonhoesje laten passen.

Elke recente (smart)phone, GSM heeft laadcontrole elektronica on board.
Dus dat hoef je niet te regelen :)
Of je moet jouw elektronica direct op de accu willen aansluiten, maar dat is levensgevaarlijk en explosief.

PS. Wat (bijna)iedereen onterecht een telefoonlader noemt is gewoon een DC voeding, meer niet!

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, en toch wordt het wel eens anders begrepen.

.Veel mensen lijken aan te raden om de verzender direct op het netstroom aan te sluiten

Dat kan alleen als je met het halve trafo principe op 50Hz gaat werken. Jij wilt op iets van 150 KHz gaan werken en dan wordt het een ander verhaal.

Op 150KHz wordt het gewoon een zender op de lange golf band. De netspanning verander je dan eerst met een voeding in een gelijkspanning. Met die gelijkspanning voed je dan de zender die de wisselspanning van 150KHz maakt. De zendantenne zal bestaan uit jouw (afgestemde) spoelen.

Bij de ontvanger kun je waarschijnlijk volstaan met een set spoelen en een gelijkrichter en een zenerdiode. Maar dat moet je uitproberen.

Je zou in de zender misschien nog wel een beetje (automatisch) kunnen spelen met frequentie om de beste aanpassing van de antennespoelen te krijgen.

Let wel op dat je zo een verschrikkelijke stoorzender maakt.

Enige wat misschien moet gebeuren is via de USB bus onderhandelen over de maximale stroom (anders blijft die vaak tot 500mA beperkt)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Op 4 juli 2019 13:23:39 schreef Ex-fietser:
Je zou in de zender misschien nog wel een beetje (automatisch) kunnen spelen met frequentie om de beste aanpassing van de antennespoelen te krijgen.

Las ik ook, dat wat geavanceerdere draadloze opladers frequentie en/of uitgestuurd vermogen kunnen variëren om optimaal (maximaal) vermogen te kunnen overdragen. Als het ware 'voelen' welk vermogen afgenomen wordt, en dan frequentie aanpassen om dat naar een maximum te sturen. Als ik jullie was, zou ik dat lekker vergeten. Een beetje experimenteren & meten, en dan gewoon een vaste frequentie prikken. Tenzij de geavanceerdere manier technisch heel makkelijk te realiseren is.

En aan de USB kant moet je natuurlijk wel de DC spanning op 5V begrenzen.

Let wel op dat je zo een verschrikkelijke stoorzender maakt.

Geldt dat niet voor alle draadloze opladers? Daar zullen ze bij ontwerp van zo'n standaard toch wel over nagedacht hebben?

Ik vraag me wel erg af wat het rendement is van zo'n draadloze lader, en het nut. In het geval van een tandenborstel, die waterdicht moet zijn, zie ik wel het nut, al kan ik mijn waterdichte metaaldetector ook opladen met een stekkertje met verende puntjes, en dat komt ook van een 5V USB voeding.
Wat rendement betreft, lijkt t me een leuk project om uit te rekenen hoeveel energie er verloren gaat, en hoeveel kolencentrales / zonnepanelen, er bij moeten worden geplaatst om dat verlies te compenseren en ook nog de extra koelcapaciteit van de airco's om dat weer af te voeren. als het 50% is, dan is dat van 5W niet veel, maar als je dat doet maal het aantal in werking zijnde telefoonladers, dan is dat weer een hoop.

zit sinds 2009 in de PV.
RAAF12

Golden Member

Het 'nut' van zo'n draadloze lader bij een telefoon snap ik wel. Je hoeft geen stekkertje in te pluggen als de accu leeg is, dat is een handeling minder. Verder is het een gimmick, een verkoop argument op nieuwe toestellen. Net zoals de Bluetooth oortjes. Groepen gebruikers vinden dat cool om te hebben. Draadjes kunnen kapot er worden vaak lastig gevonden.

In principe is een draadloze oplader goedkoper en betrouwbaarder dan een normale (USB-)oplader. Behuizing telefoon is eenvoudiger. Geen connector in telefoon. Minder kans op draadbreuk of defecte connector. Meer ruimte voor accu. Misschien is het nu een gimmick maar over een paar jaar is het een werelduitvinding.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Als het ware 'voelen' welk vermogen afgenomen wordt, en dan frequentie aanpassen om dat naar een maximum te sturen. Als ik jullie was, zou ik dat lekker vergeten. Een beetje experimenteren & meten, en dan gewoon een vaste frequentie prikken. Tenzij de geavanceerdere manier technisch heel makkelijk te realiseren is.

Ik weet niet wat de skills zijn van de TS Maar een automatische antenne tuner die je in dit geval tuned door de frequentie te variëren lijkt me geen rocketscience.

Het lijkt me wel een noodzakelijk iets, omdat je nooit weet hoe zend en ontvangst spoelen t.o.v. van elkaar geplaatst zijn. Helemaal als de zend en ontvangstpoelen onderdelen vormen van afgestemde kringen. Afgestemde kringen die alleen al door temperatuurvariaties zouden kunnen verlopen.

Ik zie een soort swr meter die door bijvoorbeeld een een arduino wordt uitgelezen en een vermogens oscillator die door die zelfde arduino wordt aangestuurd. En dan een kring bestaande uit de zendspoel en een condensator.

De langegolf band zal dan wel helemaal plat liggen, maar door alle zonnecellen, waardeloze slecht en goedkoop ontworpen schakelvoedingen, internet over lichtnet netwerken enzo is daar toch al niets meer mee te beginnen.

GD en zijn collega's hebben het op dit gebied toch maar mooi laten afweten. Geen piraten maar beroerde apparaten.

Voor telefoons zie ik het (werkelijke) nut van draadloos opladen niet echt. (als je een lompe boer bent en je connectors kapot trekt is dat je eigen schuld)
Ik zie wel een grote toekomst voor het draadloos laden van auto's.
(veel makkelijker als het gedoe met laadkabels; gewoon erboven parkeren en klaar...)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Op 5 juli 2019 00:36:14 schreef Arco:
Ik zie wel een grote toekomst voor het draadloos laden van auto's.
(veel makkelijker als het gedoe met laadkabels; gewoon erboven parkeren en klaar...)

Daar kleven grote problemen aan. Stel je laat zoiets op 150kHz werken. Wat voor stoorzender heb je dan? Als Statteu met 5W z'n telefoon probeert te laden is tot daar aan toe, maar nu met 5kW je auto? En dan: Wat nu als je het rendement op 80% weet te krijgen? Dan pleur je 20% van de brandstof naast je wagen. Lijkt me niet wenselijk. Dat is vergelijkbaar met een 20% opslag op de brandstofprijs. Dan is ook het hele land in rep en roer.

Automatisch, zonder user-handelingen laden lijkt me darentegen wel handig. Ik denk dan aan een "automatisch de stekker in de auto stoppen" systeem. Iets met een soort van RC karretje wat een (lichte!) leader-draad naar de auto brengt, door de leader naar binnen te lieren, trekt de auto dan de grote kabel naar z'n aansluitpunt.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Het lijkt me dat zo'n 150kHz transformator (wat het in feite is) toch wel af te schermen moet zijn. Rendement moet ook wel hoger kunnen.
Er zijn testen geweest waar de laadspoel omhoog kwam uit de grond om direct tegen de ontvangende spoel te drukken.
(iets als een 'automatisch Amsterdammertje... ;) )

https://www.metec.nl/wp-content/uploads/2016/06/Automatisch-inzinkbare-palen-2-300x300.jpg

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Ik heb nu 23 jaar een mobile telefoon en ik heb nog nooit, dan wel een laadkabel, dan wel een connector stuk gekregen van dat spul. Het enige waar ik af en toe tegenaan loop is dat er zaagsel inkomt tijdens een potje motorzagen. En dat is er zo weer uit.
Wat mij tegenstaat is de verspilling.
Nu laten de meeste mensen al de lader in de WCD zitten als er geen telefoon aan hangt (verbruik zal niet heel hoog zijn tegenwoordig denk ik), dat zal bij draadloos laden nog meer het geval zijn. En het punt dat er bij iedereen maar een heel klein beetje verloren gaat, zal er juist toe leiden dat er bij heel veel mensen een beetje verloren zal gaan. En vele kleine maken een grote.
Tuurlijk is het een nieuwtje en een markt met een korte omlooptijd schreeuwt altijd om nieuwtjes.

Misschien is het voor de TS ook juist een leuke andere frisse blik als deze eens de verspilling berekend in zijn werkstuk als we allemaal (wereldwijd) draadloos gaan laden.

zit sinds 2009 in de PV.