Induktives Laden

Ich habe einen kleinen Dreiradroboter mit einem Arduino Mega gebaut, um das Ding anzutreiben. Ich möchte diesen Bot so mobil wie möglich halten, ohne mit ihm zum Aufladen usw. interagieren zu müssen.

Im Moment verwende ich eine Sammlung normaler AA-Batterien als Stromquelle. Ich möchte dies durch einen geeigneten Akku und eine Art Ladeschaltung ersetzen.

Also bin ich hinter zwei Dingen her.

1. Informationen zu Ladekreisen. Ich habe das Gefühl, dass ich nach dem Falschen suche und mir nichts Nützliches einfallen lasse.

2. Induktives Laden. Ich würde wirklich gerne in der Lage sein, den Roboter auf einer Ladestation zu parken und dort zu lassen und ihn einfach von der Basis abfahren zu lassen, wenn er fertig ist. Die meisten Artikel, die ich finden kann, sagen, dass man dafür eine elektrische Zahnbürste zerreißen soll. Aber ich würde es gerne selbst machen.

Induktive Ladestationen sind eine sehr nette Idee, und ich hoffe, Sie können mit Ihrer Roboterplattform durchziehen.

Obwohl ich selbst noch nie ein induktives Ladegerät gebaut habe, habe ich mehrere hausgemachte RFID-Geräte von Grund auf neu zusammengestellt. Ich habe gelernt, dass der Schlüssel zu einer guten Kopplung zwischen der Primärspule der Ladestation und der eingeschalteten Aufnehmerspule liegt Ihr Roboter verfügt über ein gut abgestimmtes (High-Q) Resonanznetzwerk auf der Primärseite. Ich denke, Sie sollten dies am besten mit einer nicht resonanten Aufnehmerspule am Roboter koppeln. Auf diese Weise hat die vom Roboter eingebrachte Last nur minimale Auswirkungen auf die Resonanz Ihrer Primärspule.

Lesen Sie dieses Dokument: Oberflächenbasierte drahtlose Energieübertragung und bidirektionale Kommunikation für autonome Roboterschwärme

Sie haben ein Basissystem zusammengestellt, das alle Teile enthalten sollte, die Sie zum Aufladen Ihres Roboters benötigen. Auf der Basis verwenden sie einen Zwei-Spulen-Aufbau, wobei eine primäre Treiberspule von einem Leistungs-MOSFET angetrieben wird, der mit einer resonanten sekundären Spule gekoppelt ist. Da die Sekundärspule vom Treiber elektrisch isoliert ist, können sie die Resonanz erhalten und die Güte des Sekundärsystems besser verbessern, als wenn sie es nur direkt ansteuern würden.

Auf der Empfängerseite verwenden sie eine nicht resonante Aufnehmerspule (im Grunde genommen gewickelter Draht), die an einen Kaskadenvervielfacher angeschlossen ist der die von der Spule aufgenommene Spannung auf ein Niveau erhöht, das sie an ihren Robotern verwenden können. Ich habe ähnliche Tonabnehmer für die RFID-Projekte gebaut und sie funktionieren überraschend gut mit der richtigen Kombination von Schottky-Dioden und Kondensatorwerten (Keramik funktioniert hier am besten).

Ich denke, die Herausforderung in Ihrem Fall wäre es, die Ausgangsspannung hoch genug zu halten, um den von Ihnen verwendeten Akku zu laden. Da ich nicht weiß, ob Sie LiPo, NiMH oder sogar Bleisäure verwenden, kann ich nicht sagen, ob dies sicher funktionieren würde. Ich stelle mir vor, dass Sie mit genügend Optimierungen leicht 4-5 V aus dieser Art von Setup herausholen können, und das sollte für LiPo oder NiMH ausreichen.

Ich habe in einer Firma gearbeitet, in der wir eine elektrische Zahnbürste mit induktivem Laden entwickelt und schließlich hergestellt haben. Ihr Kommentar zum Zerreißen einer Zahnbürste erregte meine Aufmerksamkeit. Es ist zu beachten, dass die meisten (alle?) Induktiven Ladesysteme für elektronische Zahnbürsten sehr ineffizient sind. Sie laden die Batterien auf. Sie müssen nur die Batterien so weit aufladen, dass eine LED-Ladeanzeige mit Strom versorgt wird, und die Bürste etwa vier Minuten am Tag laufen lassen. Die Schaltung ist im Allgemeinen recht einfach, insbesondere auf der Zahnbürstenseite, die nur aus einem Vollweggleichrichter, einer Spule und einem Ferrit besteht. Oft wird eine LED als eine der Dioden des Gleichrichters verwendet, so dass sie als Ladeanzeige eine doppelte Funktion hat. Ich bezweifle, dass die Zahnbürste etwas enthält, das Sie nicht einfach selbst zusammenstellen können. Die Ladestationen sind etwas komplexer, aber immer noch ziemlich einfache Schwingkreise, die oft nicht sehr gut optimiert sind. Chinesische Unternehmen verwenden Ladegerätedesigns häufig mit geringer Empfindlichkeit für die Maximierung der Effizienz wieder.

Wenn Sie den Drang bekommen, eine Zahnbürste auseinanderzunehmen, denken Sie daran, dass das Zerlegen der meisten elektrischen Zahnbürsten schwieriger ist als erwartet. Sie werden normalerweise mit Ultraschall verschweißt, daher müssen Sie sie aufschneiden. Rohrschneider sind dafür ein gutes Werkzeug.

Stellen Sie einen schönen fetten NiMH-Akku her und verwenden Sie einen MAX712-Schnellladeregler (http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1666/t/al). Nicht sicher über induktives Laden; Stellen Sie sich vor, Sie könnten Ihren Roboter so programmieren, dass er für eine Aufladung den Weg zurück zur Ladestation findet! Das wäre cool :)

Auch heute darauf gestoßen , könnte es von Interesse sein: http://www.cse.unsw.edu.au/~acra2005/proceedings/papers/emami.pdf http://ratslam.itee.uq.edu.au/

Schauen Sie hier: http://www.instructables.com/id/Low-Power-Wireless-Charging/

Viele Referenzen auch.

Ich habe etwas Ähnliches recherchiert und bin auf dieses Papier gestoßen, das hilfreich sein könnte

http://www.araa.asn.au/acra/acra2006/papers/paper_5_18.pdf

Die Jungs von seeedstudio verkaufen ein fertiges induktives Sender / Empfänger-Paar , das speziell zum Laden von Batterien entwickelt wurde.

Ich habe keine Erfahrung damit, aber bei 9,50 $ könnte es einen Versuch wert sein.