induktive resonante Kopplung

[Bobross888]

Hallo!

Ich habe mir zum Spaß ein System zur drahtlosen Energieübertragung (wie in zahlreichen Youtube videos zu sehen ist) gebaut.
Es besteht aus einer großen Erregerspule die mit 15 kHz schwingt und einer kleinen Empfängerspule bestehend aus Kondensator und Spule in Resonanz (Schwingkreis). Damit kann ich nun z.B. eine LED zum leuchten bringen, wenn ich sie in der Nähe der Erregerspule plaziere. Soweit so gut.

Jetzt würde ich aber gerne, dass die LED auch noch eine gewisse zeit nachleuchtet, wenn ich sie aus der Erregerspule herausnehme.
Wie kann ich das denn machen? Wenn die Kapazität erhöhe muss ich ja mit der Induktivität runter, um weiterhin in Resonanz zu bleiben. Das möchte ich aber nicht. Kann ich mit irgendeiner cleveren Schaltung einen Teil der Energie aus dem Erregerkreis speichern, und die LED dann damit speisen, wenn der Erregerkreis aus ist?

Vielen Dank schon mal!

[Erfinderlein]

Hallo und willkommen im Forum,

Bob dazu müßtest du schon die Schaltung posten. Aber aus dem hohlen Bauch würde ich vermuten, daß du nur einen kleinen Elko paralell zur LED setzen müßtest. Du hast das in den Bereich Projekte Selbstbau gepostet. Da erwarte ich Projekte, die bis zum Ende dokumentiert sind und keine Anfragen. Es liegt bei dir das so zu handhaben oder bei mir den Beitrag nach Anfragen zur Elektronik zu verschieben.

Gruß Lothar

[BernhardS]

Hallo,

geh mit der Frequenz noch ein bißchen runter. Unterhalb von 9 kHz ist die Energieaussendung nicht begrenzt.

Das mit dem Nachleuchten läuft wohl auf irgend einen Speicher raus. Ein Goldcap, korrekt Doppelschichtkondensator, wäre hier wohl das geeignete.
Die gibts in verschiedenen Größen, lassen sich schnell laden und vertragen viele Zyklen. Was sie nicht vertragen ist zuviel Spannung, aber das ist in dem Fall ja nicht zu befürchten.
Ach ja und kosten auch nicht zuviel.

Bernhard

[Bobross888]

oh okay. tut mir leid, dann verschiebe meinen artikel bitte ins passende forum.

die schaltung ist unspektakulär:
der empfängerkreis sieht besteht aus einem parallelschwingkreis und einer LED (siehe Anhang)
mit C1 = 1,125 µF und L1 = 100 µH --> somit schwingt das ganze bei 15 kHz.
Das ganze wird, wie gesagt, dann in eine erregerspule gehalten, die ein wechselndes Magnetfeld mit 15kHz hat. Somit kommt es zu resonanter induktiver Kopplung und der gezeigte Schwingkreis wird angeregt und die LED leuchtet.
Jetzt soll die LED aber auch noch einige Sekunden 'nachleuchten', wenn ich das erreger-feld ausschalte.
Dachte erst, ich muss einfach die Kapazität erhöhen oder einen zweiten kondensator einbauen, aber dann verändere ich ja den Schwingkreis und muss mit der Induktivität sehr weit runter, um ein 'sekundenlanges' nachleuchten zu erreichen. und dann wird wohl auch nichts mehr schwingen.

Wie könnte ich denn das problem lösen?

[Bobross888]

@ BernhardS: Ja an einen Goldcap dachte ich auch, aber da ändere ich ja wieder die kapazität in meinem Schwingkreis und dann ist dessen Resonanzfrequenz nicht mehr bei 15kHz. Und einen schwingkreis mit einem Kondensator der wirkliches 'sekundenlanges' nachleuchten leisten kann, bekommt man nicht hin denke ich, weil da der Kondensator mindestens im milli-F Bereich sein müsste, und dann ginge meine Induktivität schnell gegen minimale Werte, was ich nicht machen will.

Denke eher an eine automatische Schaltung oder so, aber genaues weiß ich dazu leider nicht...

[der mit den kurzen Armen]

Led mit induktiver Kopplung.GIF

So wie du das machst wird es eh nichts. Betrachte mal deinen Schwingkreis als Wechselspannungsquelle (Trafo)
Wie würdest du dann die LED anschliesen. Die Induktuvität sollte so groß wie möglich sein. Sie entzieht dem Feld die Energie. Die Zdiode sollte bei 5 Volt Goldcap eine 4,7 Volt Diode sein. Der Goldcap speichert Energie, damit die LED einige Zeit weiter leuchtet.

[Bobross888]

okay! vielen Dank!

Aber es funktioniert, so wie ich es bisher habe, auch sehr gut. Wüsste auch nicht, warum es nicht funktionieren sollte.

[der mit den kurzen Armen]

Ich habe das Thema mal verschoben. Hier ist es besser aufgehoben.
Die Problematik bei derartigen Sachen ist das einerseits deine LED mit Wechselspannung versorgt wird und anderseits dein Schwingkreis durch die LED und den Kondensator bedämpft wird. Durch die Gleichrichtung erhält die LED Gleichstrom und der Schwingkreis wird weniger bedämpft. Zudem verhindern die Dioden der Gleichrichtung das der Goldcap über die Induktivität entladen wird.

[Bobross888]

danke für's verschieben.

aber nimmt bei dieser Schaltung der Goldcap nicht auch Einfluss auf die Gesamtkapazität und verändert somit meinen Resonanzfrequenz? oder ist er über den Gleichrichter und die Z-Diode quasi entkoppelt vom anderen Kondensator?

[der mit den kurzen Armen]

Also vereinfacht gesagt besteht ein Schwingkreis ja aus L und C. Diesem Kreis liegt ein R parallel. Dieser Widerstand bedämpft den Kreis. Wenn du nun eine Spule oder einen Kondensator parallel schaltest verstimmst du diesen Kreis unzulässig.(Resonanzfrequenz verschiebt sich) Anders sieht es aus wenn der R veränderlich ist und das erreichst du durch die Gleichrichtung (Dann ändert sich nur die Bandbreite), dann sieht der Schwingkreis quasi nur einen veränderlichen R. Anfänglich einen kleinen R, da ja der Goldcap noch nicht geladen ist. Mit zunehmender Ladung wird der R größer und bedämpft den LC Kreis weniger.(Bandbreite wird geringer)

[anders]

Wie könnte ich denn das problem lösen?

Nur nach einer Gleichrichtung.
Die Güte selbst deines unbelasteten Schwingkreises ist zu niedrig, als das man das Ausschwingen wahrnehmen könnte.
Diese Daten

C1 = 1,125 µF und L1 = 100 µH --> somit schwingt das ganze bei 15 kHz.

allein schon weisen auf eine recht niedrige Schwingkreisgüte hin. Ich schätze, dass die Leerlaufgüte nicht einmal 30 beträgt.
Hohe Schwingkreisgüten erreicht man über ein möglichst hohes L/C-Verhältnis.

Und: Ja der Schwingkreis verstimmt sich bei Belastung.
Der Oszillator sollte das berücksichtigen.
Damit du nicht noch unnötig viel Energie an der Gleichrichterdiode verlierst, solltest du nur eine einzige verwenden, und das sollte dann eine Schottky-Diode sein.

[BernhardS]

aber nimmt bei dieser Schaltung der Goldcap nicht auch Einfluss auf die Gesamtkapazität

Ein Goldcap ist nicht so schnell. Wechselstrommäßig tritt er bei der Frequenz nicht in Erscheinung.

Dazu kommt noch:

ist er über den Gleichrichter und die Z-Diode quasi entkoppelt vom anderen Kondensator

Richtig erkannt.

Und geh unter 9 kHz runter. So ein Forum muss auch darauf hinweisen, daß Du bei 15kHz gegen Vorschriften verstösst.

[Walternate]

daß Du bei 15kHz gegen Vorschriften verstösst.

So wie jedes 50Hz Fernsehgerät mit Bildröhre in den letzten 50 Jahren, dessen Zeilenablenkung bekannterweise bei 15,625kHz läuft.
Und zig NV Halogenleuchten mit elektronischem Trafo an meterlangen Zuleitungen (Seilsystem) und und und...
Typisch deutscher Michel: Alles streng nach Vorschrift. Harmloses Elektronikbasteln wird kriminalisiert (Du pöhser pöhser Schwarzsender!) und in China lacht man sich schlapp, während mit CE Zeichen und im Auftrag deutscher Konzerne die nächste EMV Schleuder (aka Energiesparlampe, Steckernetzteil usw) vom Band läuft, und Jahrelang im Dauerbetrieb LEGAL den Empfang auf LW,MW und KW unmöglich macht.

So ein Forum muss auch darauf hinweisen,

So ein Forum und vor allem ein Moderator sollte FINGERSPITZENGEFÜHL haben und REALISTISCH GESEHEN die Kirche im Dorf lassen.

[anders]

Und zig NV Halogenleuchten mit elektronischem Trafo an meterlangen Zuleitungen (Seilsystem) und und und...

Deshalb gibts auch eine Ausnahmeregelung für Leuchten.
Die gilt natürlich nicht für soetwas:

zum Spaß ein System zur drahtlosen Energieübertragung

Ansonsten sehe ich das aber ähnlich entspannt, denn es ist gar nicht so einfach derartig lange Wellen auch abzustrahlen.
Sogar die gleichen Hüter der Frequenzen, die den Bastler früher sofort in den Karzer geworfen hätten, tolerieren seit der Privatisierung kleinere Schwarzsender im MW-Bereich "solange niemand gestört wird ".
Das mag aber von Fall zu Fall verschieden sein, und bestimmt macht auch da der Ton die Musik.
Man sollte halt zusehen, daß man mit der Grundwelle oder einer der Oberwellen nicht bei 77,5kHz landet, sonst stört man die eigene Funkuhr.