Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Royer Converter Datenübertragung


von Ape (Gast)


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Hi alle,
ich habe einen Royer Converter nach dem vorgestellten Artikel
(http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter) nachgebaut.
Dieser läuft auch so weit, nun möchte ich zusätzlich noch Daten
übertragen. Hab schon im Forum gesucht aber nichts Brauchbares gefunden.
Ist es mit der Schaltung überhaupt möglich irgendwie Daten
aufzumodulieren? Ich hätte jetzt an Amplitudenmodulation gedacht.
Einfach mit einem uC die Versorgungsspannung ändern.... Die Demodulation
stell ich mir nur relativ kompliziert vor, korrekt? Irgendwer noch
andere Ideen? Kann man vllt. den Sinus mit einem uC generieren und so
vllt. Phasen oder Frequenzmodulation bewerkstelligen? Die Frequenz ist
wie in dem Artikel beschrieben. Kann ich damit auf mehrere 10kBit/s
kommen? Ich hab im Moment nicht wirklich einen Ansatz dazu.

von Dennis (Gast)


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von Ape (Gast)


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Hi,
das kenne ich, aber ich wollte das,  falls möglich,  lieber über die 
induktive Kopplung realisieren.

Gruß

von Ape (Gast)


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Zusatz: Es geht mir nicht darum eine möglichst einfache Lösung zu 
finden. Würde das halt gern irgendwie über die induktive Kopplung lösen. 
Find ich ganz interessant und man kann viel lernen :)

von Falk B. (falk)


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@  Ape (Gast)

>Ist es mit der Schaltung überhaupt möglich irgendwie Daten
>aufzumodulieren? Ich hätte jetzt an Amplitudenmodulation gedacht.
>Einfach mit einem uC die Versorgungsspannung ändern....

Ja.

>Die Demodulation
>stell ich mir nur relativ kompliziert vor, korrekt?

Nö, eine einfacher AM.Demodulator besteht aus einer Diode, Kondensator 
und Widerstand. Siehe Detektorradio.

> Irgendwer noch
>andere Ideen? Kann man vllt. den Sinus mit einem uC generieren und so
>vllt. Phasen oder Frequenzmodulation bewerkstelligen?

Dann bleibt nicht viel vom Herrn Royer übrig.

> Die Frequenz ist
>wie in dem Artikel beschrieben. Kann ich damit auf mehrere 10kBit/s
>kommen?

Im ersten Ansatz eher nicht. Bei 100 kHz und einfacher AM kommt man 
vielleicht auf 10kBit/s. Bau das erstmal und bring es sicher zum laufen, 
dann kannst du darauf aufbauen.

> Ich hab im Moment nicht wirklich einen Ansatz dazu.

Betriebsspannung per Leistungstransistor variieren, vielleicht 30%. 100% 
ON/OFF würde ich nicht machen, das Anschwingen dauert schon einige 
(Dutzend?) Schwingungen. Muss man mal messen. Wenn man nicht eine so 
hohe Baudrate braucht, könnte das eine einfacher, effizienter Ansatz 
sein.
Alternativ nicht die Betriebsspannung schalten, sondern die Ansteuerung 
der Transistoren. Muss man aber bischen aufpassen, damit das Ding IMMER 
sauber anschwingt. Ist aber ein lösbares Problem.

von Stone (Gast)


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Es kommt auch drauf an wie dein Royer aufgebaut ist. Für ein Projekt hab 
ich schon Daten übertragen, aber nur mit ~12 Bit/s. Für das Projekt war 
es mehr als ausreichend(ein Byte alle 30s) und es wäre auch etwas Luft 
nach oben gewesen, aber Potenzen weg von 10 kBit/s.
Der Royer wurde mit zwei Ferit-Halbschalenkerne aufgebaut und sehr eng 
gekoppelt nur 1/10mm Abstand der Kerne zueinander. Das System war sehr 
träge von daher die geringe Übertragungsrate. Bei Luftspulen ist das 
bestimmt besser.
Ich hab den Royer digital angesteuert (100%, 0%) das ging sehr 
gut.Unterscheidung zwischen Sync, "1" und "0" wurde über die 
Unterbrechungsdauer gemacht. Auf der Sekundärseite hab ich das Signal 
mit dem ADC abgetastet und auf die Spannungseinbrüche getriggert. Das 
Verfahren ist sehr robust, auch wenn die Kopplung mal schlechter ist. Es 
wird immer ein gleitender Mittelwert über die Spannung gebildet. Wenn 
man von einer konstanten Spannung ausgeht kann man auch statt dem ADC 
einen Komparator verwenden.

Vielleicht hilft dir ja der Ansatz weiter.

Gruß Matthias

von Stone (Gast)


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>~12 Bit/s
Arg, 12Baud also ~100Bit/s mein ich.

von Harald W. (wilhelms)


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Stone schrieb:
>>~12 Bit/s
> Arg, 12Baud also ~100Bit/s mein ich.

1 Baud ist ein Bit pro Sekunde. Du meinst vermutlich Byte pro Sekunde.
Gruss
Harald

von Falk B. (falk)


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@  Harald Wilhelms (wilhelms)

>1 Baud ist ein Bit pro Sekunde.

Nein, ein ZEICHEN pro Sekunde. Wieviele Bits in einem Zeichen stecken, 
hängt von der Kodierung ab. Siehe Baud.

von Peter D. (peda)


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Die beiden Transistoren werden von der PWM des MC versorgt. Vorzugsweise 
ein MC, wo man noch die Totzeit einstellen kann (z.B. ATtiny861).

Und die PWM wird als Manchester-Code erzeugt. Dieser läßt sich einfach 
auf der Gegenseite mit einem Timer wieder dekodieren.

Irgendwo gibts ein Beispiel für ne Propelleruhr damit.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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1 Symbol pro Sekunde ist richtig. 1 Symbol kann binär sein oder 
höherwertig, also mehr Bits enthalten.

Ah, ich sehe schon. Falk hat wieder ganze Arbeit geleistet.

Irgendwann hatte ich auch mal vorgerechnet, wieviel Prozent Fehler 
vorhanden sein können, ohne das es zu Fehlern in der Kommunikation 
zwischen zwei Systemen kommt. Kannste ja noch einbauen.

von Georg W. (gaestle)


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In welcher Richtung sollen die Daten übertragen werden? In Richtung der 
Daten geht es mit ca. 100 Bit/s einfach durch kurzes Abschalten der 
Energiezufuhr. Entscheidend für die Geschwindigkeit ist es dass die 
Schwingung des HF-Generators schnell genug abebbt und sich wieder 
aufbaut. Das geht aber zu lasten der sekundär-seitig verfügbaren 
Leistung.

Anders herum oder mit mehr Datenrate wird es sportlich. Kommerzielle 
Systeme schaffen abhängig von der Frequenz der Energiespeisung bis zu 
einigen MBit/s.

von Falk B. (falk)


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@Georg W. (gaestle)

>Anders herum oder mit mehr Datenrate wird es sportlich. Kommerzielle
>Systeme schaffen abhängig von der Frequenz der Energiespeisung bis zu
>einigen MBit/s.

Nutzen dafür aber meist getrennte Spulen.

von Ape (Gast)


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Die Daten sollen Bidirektional gesendet werden können mit möglichst 
hohen Raten. Werde das heute oder morgen mal aufbauen und dann die 
Betriebspannung schalten. Mal schauen was man damit ereicht. Der Royer 
schwingt mit 129 kHz. Das der Wirkungsgrad wärend der Übertragen 
miserabel ist spielt keine Rolle. Es werden etwa 100 kBit Daten 
übertragen und dann wars das bis zum nächsten einschalten. Das ist so 
eine Art Initialisierung. Ob das jetzt 10 - 20 Sec dauert spielt ja 
soweit erstmal keine Rolle, nur bei 100 Bit/s wär das schon übel ;).
Erster Aufbau wird (Sender): ich schalte die Betriebsspannung mit einem 
Transitor. Aber nicht 100%, wie Falk schon anmerkte.
Empfänger: Über einen Impendanzwandler mit einem uC die Spannung messen. 
Abstasten mit 40 kHz. Also ein Bit hat eine länge von 100us.
Werde dann mal berichten was rauskommt.

Das soweit nur der erste Test. Den Rückkanal mach ich dann über die 
Lastmodulation. Der Einsatzzweck des ganzen System ist noch fraglich, 
aber ich werde schon was finden :). Der Sinn ist eher, da eh eine 
Leistungsübertragung stattfindet, warum sollte ich dann noch extra ein 
weiteres Modul, ob BT, RMF oder was auch immer, dazu frickeln. Kann doch 
einfach den vorhandenen Kanal nutzen :).

von Stefan Heindel (Gast)


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Hallo,

ich habe eine funktionierende Spulenübertragung mit mindestens 115200 
bits/s stabil hingekriegt. Dafür habe ich aber keinen Royer-Konverter 
genommen, sondern ein AVR + eine H-Brücke. Das ganze war an und für sich 
sehr einfach aufgebaut, hat über 10W übertragen und fehlerfrei 
funktioniert. Schaltfrequenz waren im Mittel 60kHz.

Ich habe dazu auch eine Matlab/Simulink-Simulation gemacht:

Beitrag "Simulink-Modell Spulenübertragung"

Wie gesagt, der Hardware ist sehr einfach aufgebaut, der Wirkungsgrad 
sehr gut und die Übertragung stabil.

Grüße,

Stefan

von Georg W. (gaestle)


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Falk Brunner schrieb:
> Nutzen dafür aber meist getrennte Spulen.

Es führen mehrere Wege nach Rom. Bei getrennten Spulen hat man mehr 
voneinander unabhängige Parameter zur Verfügung, muss aber mit einem 
höheren mechanischen Aufwand leben. Ein Mitbewerber macht es mit je nur 
einer Spule. Dann geht aber eine Optimierung der Datenübertragung zu 
Lasten der Energieübertragung und umgekehrt. Der Schaltungsaufwand ist 
dann auch höher.

von Georg W. (gaestle)


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Ape schrieb:
> nur bei 100 Bit/s wär das schon übel ;).

Da ist sicher noch mehr drin, aber für meine Zwecke reicht es momentan 
aus, da nur ein paar wenige Steuerbefehle in dieser Richtung zu 
übertragen sind.

von Ape (Gast)


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Hey,

hab nun geschafft mit der AM eine Datenrate von 25 kbit/s in die primär 
zu sekundär Kommunikation zu bekommen. Jetzt kommt der Rückkanal :). Ich 
hoffe da wird die gleiche Datenrate erreicht. Hierzu wird die 
Lastmodulation verwendet. Gibt es evtl. noch andere Methoden mit 
geringem Aufwand? Wohl kaum oder?

Gruß
Ape

von Falk B. (falk)


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@  Ape (Gast)

>hab nun geschafft mit der AM eine Datenrate von 25 kbit/s in die primär
>zu sekundär Kommunikation zu bekommen.

Glückwunsch! Und wie hast du es gemacht?

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