Hallo,
ich arbeite momentan an einem Projekt, bei dem ich eine autarke
Sensorplattform entwickle. Diese wird über einen LiPo mit Strom
versorgt, der wiederrum kabellos über ein QI-Ladegerät aufgeladen werden
kann. Der nötige Receiver hierfür wurde selbst entwickelt und die
Empfangsspule befindet sich auf einem kleinen Extra-PCB. Nun möchte ich
die Hauptplatine, den LiPo und die Spulen-Platine gerne so kompakt wie
möglich in ein Gehäuse verpacken. Der Aufbau soll dabei so sein, dass
die Spulen-Platine direkt auf dem Boden des Gehäuses aufliegt. Direkt
darüber möchten ich den Akku platzieren und darüber die Hauptplatine.
Laut den QI-Spezifikationen sollte oberhalb der Spule eine Abschirmung
aus Ferrit-Material platziert werden. Dieses Material ist jedoch sehr
teuer und würde den Aufbau noch höher machen. Bei vielen der
nachrüstbaren QI-Empfänger für Handys sieht es außerdem so aus, als wäre
keine entsprechende Schirmung vorhanden. Da hierbei ja ein sehr
ähnlicher Aufbau aus Spule, Akku und Platine entsteht, frage ich mich,
ob ich diese Abschirmung auch einfach guten Gewissens weg lassen kann?
Der Akku wird mit maximal 100mA geladen, weshalb das Feld des Ladegeräts
nicht all zu stark sein dürfte. Bei meinen bisherigen Tests hat immer
alles funktioniert, der LiPo ist lediglich ein bisschen warm geworden
(was aber auch von der aufgewärmten Spule darunter kommen kann).
Hat jemand evtl. Erfahrungen auf dem Gebiet und kann mir sagen, ob es
ohne die besagte Schirmung zu Problemen mit dem LiPo oder der Platine
darüber kommen kann?
Vielen Dank und viele Grüße,
Marc
hallo Marc,
auch spiele mit dem Gedanken meinen Sensor mit einer QI Lademöglichkeit
zu versehen.
Kennst Du dieses Dokument von Würth
"Funkprodukte_flexibel_geschirmt_WE-FSFS.pdf".
Dort sind die Antworten zu deinen Frage zu finden.
Wie kompakt ist denn deine Schaltung mit Spule ?
Noch einen schönen Tag
Sieges
@ Marc (Gast)
>darüber möchten ich den Akku platzieren und darüber die Hauptplatine.>Laut den QI-Spezifikationen sollte oberhalb der Spule eine Abschirmung>aus Ferrit-Material platziert werden.
Logisch.
>Dieses Material ist jedoch sehr>teuer
Wie teuer? Die Ferritplatten kosten unter einem Euro.
Beitrag "Re: Dimensionierung Spule ~ 30 - 100W"Beitrag "Re: RFID Spulen für Leistungsübertragung?">und würde den Aufbau noch höher machen. Bei vielen der>nachrüstbaren QI-Empfänger für Handys sieht es außerdem so aus, als wäre>keine entsprechende Schirmung vorhanden.
Das täuscht. Es ist eher sehr clever getarnt.
> Da hierbei ja ein sehr>ähnlicher Aufbau aus Spule, Akku und Platine entsteht, frage ich mich,>ob ich diese Abschirmung auch einfach guten Gewissens weg lassen kann?
Nein. größere Kupferflächen wirken wie ein Induktionskochfeld.
>Der Akku wird mit maximal 100mA geladen, weshalb das Feld des Ladegeräts>nicht all zu stark sein dürfte. Bei meinen bisherigen Tests hat immer>alles funktioniert, der LiPo ist lediglich ein bisschen warm geworden>(was aber auch von der aufgewärmten Spule darunter kommen kann).
Hmmm. Und dessen Hülle? Ist die leitfähig?
Falk B. schrieb:>>und würde den Aufbau noch höher machen. Bei vielen der>>nachrüstbaren QI-Empfänger für Handys sieht es außerdem so aus, als wäre>>keine entsprechende Schirmung vorhanden.>> Das täuscht. Es ist eher sehr clever getarnt.
Jepp,
Auch bei den billigsten China-Aufklebe-Adaptern ist noch eine Ferrit
Platte hinter der Spule. Zwar Superdünn und durch Ritzungen auch
Flexibel, aber es ist definitiv Ferrit Vorhanden! ISt praktisch ein
etwas dickerer Aufkleber.
Wenn Platz ein Problem ist, dann könnte solch eine Minimal"Platte" evtl.
eine Lösung sein. Bezugsquelle für Kleinstückzahlen habe ich aber nicht.
Gruß
Carsten
Hallo,
erstmal Danke für die Antworten!
@Oscar K.: Danke für den Hinweis auf das Dokument. Das kannte ich noch
nicht und ich werde es mir auf jeden Fall durchlesen.
Ich habe die Schaltung, mit kleinen Veränderungen, direkt aus dem Anhang
A1 der QI-Spezifikation
(http://www.wirelesspowerconsortium.com/developers/specification.html)
übernommen. Das größte Element dabei ist die Spule mit ca. 45x30mm. Die
restliche Schaltung ist mit den anderen Komponenten auf meiner
Hautplatine. Ohne den Mikrocontroller könnte man diese sicherlich auf
eine Größe von 1,5 x 1,5cm oder noch weniger reduzieren. Vorrausgesetzt
man verwendet SMD-Bauteile und eine mindestens zweilagige Platine.
@Falk Brunner und Carsten Sch.: Ihr habt recht. Auch bei den
Nachrüst-QI-Empfänger ist eine Ferritschicht vorhanden. Ich habe mir
einen bestellt und beim Auseinandernehmen festgestellt, dass eine
entsprechender Aufkleber auf der Spule klebt. Jetzt wäre natürlich
interessant zu wissen, wo es diese Aufkleber zu kaufen gibt. Ich konnte
bisher aber leider nichts im Netz finden.
@Falk Brunner: Die verlinkten Ferrit-Platten sind tatsächlich nicht so
teuer. Ich hatte bisher nur die in der QI-Spezifikation vorgeschlagen
angeschaut, welche preislich weitaus höher liegen. Trotzdem ist der
Preis der Würth-Platten im Vergleich zu den anderen verbauten
Komponenten leider noch sehr hoch. Hinzu kommt, dass alle der verlinkten
Platten zu klein sind und die größeren WE-FSFS-354-Platten von Würth,
dann schon wieder richtig teuer sind. Gibt es hier evtl. noch ein
günstigere Alternative? Vielleicht von einem anderen Hersteller? Oder
sogar ein anderes Material?
Bezüglich des Akkus handelt es sich um einen normalen LiPo. Ich vermute
die Umhüllung besteht aus einem PVC-Material. Ganz sicher kann ich es
aber nicht sagen. Falls die Hülle nicht leitfähig ist, kann es dann
trotzdem zu Schwierigkeiten mit LiPo kommen? Falls nicht, wäre durch den
Akku ein Abstand von mindestens 0,5 - 1cm zwischen Lade-Spule und der
Platine gegeben. Reicht das evtl. schon, sodass sich die Platine nicht
mehr zu stark aufheizt?
Vielen Dank und viele Grüße,
Marc
@ Marc (Gast)
>Hautplatine. Ohne den Mikrocontroller könnte man diese sicherlich auf>eine Größe von 1,5 x 1,5cm oder noch weniger reduzieren. Vorrausgesetzt>man verwendet SMD-Bauteile und eine mindestens zweilagige Platine.
Wer oder was hindert dich daran?
>Komponenten leider noch sehr hoch. Hinzu kommt, dass alle der verlinkten>Platten zu klein sind
Die kann man wie Kacheln aneinanderreihen. Der kleine Luftspalt
dazwischen ist OK.
>Bezüglich des Akkus handelt es sich um einen normalen LiPo. Ich vermute>die Umhüllung besteht aus einem PVC-Material.
Die sind doch meist so silbrig, das ist möglicherweise
aluminiumbeschichteter Kunststoff.
> Ganz sicher kann ich es>aber nicht sagen. Falls die Hülle nicht leitfähig ist, kann es dann>trotzdem zu Schwierigkeiten mit LiPo kommen?
Kein Ahnung. Ein einfacher LiPo sollte da wenig Probleme machen, wenn
dort aber Lade- und Schutzelektronik drin ist, kann das schief gehen.
> Falls nicht, wäre durch den>Akku ein Abstand von mindestens 0,5 - 1cm zwischen Lade-Spule und der>Platine gegeben. Reicht das evtl. schon, sodass sich die Platine nicht>mehr zu stark aufheizt?
Nein. Als Abstand ohne Schirmung braucht man mindestens den halben
Spulendurchmesser, ggf. mehr.
@Falk Brunner: Die Angaben zur Größe waren nur auf die Frage von Oscar
bezogen, wie klein man die reine QI-Schaltung aufbauen kann. Bei mir
bestimmen andere Bauteile maßgeblich die Größe der Platine und die
QI-Schaltung befindet sich auf einer rechteckigen, freien Fläche am
Rand. Außerdem ist die Platine noch in einem frühen Stadium und daher
mit so großen Abständen designed, dass man die SMD-Bauteile zur Not auch
von Hand auflöten kann.
Danke für deine weiteren Antworten. Ich denke, dann werde ich wohl um
die Abschirmung nicht herum kommen. Ich werde nochmal schauen ob ich
diese dünnen flexibeln Ferrit-Aufkleber aus dem Nachrüst-Patch irgendwo
her bekomme. Falls nicht, werde ich, wie du schreibst, mehrere der
Würth-Platten aneinander reihen. Reicht es hier wenn ich nur die
eigentliche Spulen-Fläche abschirme oder muss ich die Hauptplatine auf
der kompletten Fläche schirmen?
Auf jeden Fall werde ich die Schirmung direkt zwischen Spule und Akku
aufbringen. Dann bin ich auch bezüglich des LiPos aus dem Schneider.
Danke und Grüße,
Marc
@ Marc (Gast)
>Würth-Platten aneinander reihen. Reicht es hier wenn ich nur die>eigentliche Spulen-Fläche abschirme
Ja.
>oder muss ich die Hauptplatine auf>der kompletten Fläche schirmen?
Nein.
