Akku Laden [Induktiv]

Hallo,

ich habe vor eine Kabellose Ladestation für meinen Roboter (Lego Mindstorms) zu entwerfen. Da es da noch ein paar ungeklärte fragen gibt wollte ich euch um euren rat bitten.

Konzept siehe Bild.

Erst einmal würde ich gerne wissen was ihr von dieser Idee/Konzept haltet?

Dann würde ich gerne wissen wie ich den ersten Test Aufbau am besten realisieren sollte.
Habe da nämlich einfach dran gedacht zwei Spulen zu wickeln einen Sinus Generator (eventuell einen Verstärker noch dazu) drauf setzen und auf der Sekundären Seite einen Verbraucher anzuschließen um zu sehen wie viel Leistung übertragen werden kann. Es müssen nämlich ca. 40 – 50 Watt übertragen werden um das Akku Pack zu laden (das sehe ich doch richtig, oder? [Akku 12 V und ca. 3 – 4 Ah das macht max. 48 Watt]). Der Akku sollte so schnell wie möglich aufgeladen werden. Mein großes Problem ist das der Mobile Part ziemlich klein sein muss da mein Roboter (RCX) nicht gerade groß ist.

Hier noch mal eine Auflistung der Verbraucher:

1 RCX (6 x 1,2V 750mAh)
1 Funkmodul (5V, 23mA)
1 FunkCam (8V, 200mA)

Würde mich über Ratschläge verbessurgen sehr freuen.
Bedanke mich schon mal im voraus.

Gruss
Pinguin

also sinusgenerator kannste dir schenken wenn du den strom für die ladestation direkt von netz nimmst. das problem wird halt die entsprechende spule zu baun, aber je nachdem was des für n akku is glaub ich ned dass du den wirklich mit 3A laden kannst.(z.b. n blei akku normalerweise 1/10 der kapazität also 300mA)

@pinguin:

Die Idee finde ich gut, wenngleich sie nicht neu ist (Zahnbürste, Fördertechnik, etc.)
Ich habe sowas mal vor einigen Jahren mit Vahle u.a. für VW gemacht.

So schnell wie möglich laden, bedeutet normalerweise mit 2-3 C laden. D.H. du müsstest etwa 150 W übertragen.

Das würde nur funktionieren, wenn du eine sehr gute magnetische Koppelung realisierst und die Frequenz so hoch wie möglich wählst.
Etwa 50 bis 100 kHz.

@stevy

Wieso kann ich mir den Sinus Generator schenken? Das soll erstmal zum testen dienen. Das Problem ist die Spule, dafür brauch ich paar Ansätze von euch. Habe nämlich damit nicht viele Erfahrungen. Für einen Akku habe ich mich noch nicht entschieden, ich weiß aber dass es schnell Lade Akkus gibt und geben muss. Denke aber das ich so ein Akku Pack von Conrad nehmen werde, also so ein Teil für RC Modelle. Aber für diese Aufgabe habe ich mich für den CCS Controller entschieden, der wird sich um das Laden kümmern.

Aber wie du auch schon gesagt hast die Spule ist das Problem.

Hier mal der Link
http://www.bticcs.com/

@UlliC

Ich weiß die Idee ist nicht neu, da gibt es ja auch die Induktive PC Maus.
Bei http://www.reichelt.de/ Bestellnr A4TECH NB-30
Ich weiß da werden sehr kleine Energie Mengen übertragen aber das Prinzip muss man doch nutzen können.
So sollte das bei mir auch aussehen. Der Roboter fährt auch eine Matte und wird dann dort geladen. Diese Matte Idee ist auch nicht neu dazu gibt es auch langsam neue Entwicklungen, Handys werden damit geladen und sogar Laptops. Ich finde aber gerade den Link nicht.

Oh mit 2 - 3 C Laden .... das wird aber ein großes Problem werden. Wie kriege ich den soviel Energie übertragen. Da du es ja schon gemacht hast könntest du mir dann mal ein paar Tipps geben.
Wäre dir wirklich dankbar.

Gute Magnetische Koppelung würde ja heißen (daran habe ich als erstes gedacht) 2 U-Kerne, einen in der Ladestation und den anderen auf dem Roboter. Das wiederum bringt erheblichen Gewicht Zusatz und dann muss ja die beiden U-kerne (sehr) dicht zusammen gebracht werden.
Was ist den so der max. Abstand. Man kann ja auch Luftspalt sagen.

Ich würde mich wirklich über deine Hilfe freuen habe da sehr wenig Erfahrung mit.

gruss
pinguin

Ich würde es mit Ferrit E-Kernen versuchen. Ein E-Kern mit Wicklung auf der Primärseite und ein zweiter mit Wicklung auf der Sekundärseite. Je höher die Frequenz desto kleiner und leichter wird der Übertrager. Bei 50W und 50kHz muss der Kern etwa E25 Grösse haben.
Eine Schaltung wie ein Schaltnetzteil. Vielleicht kann man den Strom einprägen, damit der Großteil der Schaltung auf der Primärseite ist. Der Roboter kann ja selbst messen wann der Akku voll ist und wieder wegfahren.

Gruß Waste

@waste

Wenn ich jetzt z.B einen E-Kern Typ nehmen würde, wie weit dürfen die beiden Kerne von einander Entfernt sein? E25 ist ziemlich klein und mit der Frequenz hast du vollkommen Recht. Habe nicht dran gedacht. Gut ich könnte auf der Primär Seite einen Wandler Typ verwenden (mit einem Schalttransistor). Das Problem was ich habe ist halt das sich die beiden Kerne also das die Primär und Sekundär Seite sich ziemlich nahe kommen müssen. Das wird das Problem sein, wenn es paar cm sein könnten wäre es kein Problem denke ich. Das dürfen aber bestimmt nur mm sein, oder?

Dank des Controller wird das Akku exakt geladen darüber mache ich mir keine sorgen.

Hast du da vielleicht noch einen Tipp für mich.

gruss
pinguin

Als Übertrager sollte der Kern keinen Luftspalt haben. Andererseits wird bei Speicherdrosseln ein Luftspalt verwendet, das weiss ich. Inwieweit man das kombinieren kann, bin ich mir jetzt nicht sicher. Induktivitäten sind mit das komplizierteste in der Elektronik, für mich jedenfalls.
Vielleicht kann das ein Anderer beantworten.

Gruß Waste

@waste

Wenn er als Überträger keinen Luftspalt haben darf dann kann ich doch damit nichts anfangen. Ich will/muss die Primär und Sekundär Seiten trennen. Die Sekundärseite muss sich ja auf dem Roboter befinden.
Dann muss ich dafür Luftspulen verwenden. Hm....
Die eine in der Ladestation und die andere auf dem RCX. Hat da jemand einen Test Aufbau parat?

Oh ja die Induktivitäten ist das Komplizierteste, das stimmt!

gruss
pinguin

@pinguin

Wie heisst es so schön: Probieren geht über Studieren!

Also einfach mal testen. Bau Dir einen Übertrager aus 2 U- oder E-Kernen (was du in deiner Bastelkiste findest). Messe die Primär- und die Sekundär-Leistung und variier dabei den Luftspalt. Aus den Ergebnissen ist dann hoffentlich zu schliessen ob es noch geignet ist.

Gruß Waste

@waste

Das stimmt ..... werde es wohl tun müssen.
Würde mich aber wirklich freuen wenn mir einer noch Tipps geben könnte.

Ah ja ... schaut euch das mal an .... Wie machen die das denn wohl ....??

Es muss also gehen.

Hier der Link
http://www.splashpower.com/solution/overview.html

gruss
pinguin