Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę

19 Sty 2011 00:04 9726 43
  • Poziom 9  
    Problem na poziomie początkującego.

    Mam urządzenie używane w warunkach gdzie narażone jest na stały kontakt z wodą.
    Jest w szczelnej obudowie z aluminium o grubości około 1,5mm.


    Jest to układ z procesorem Microchip-a i jest zasilany z wewnętrznego akumulatora 3,6V 200mAh.

    Otwieranie urządzenia w celu naładowania akumulatora jest kłopotliwe.
    Chcę je przerobić w sposób jak na rysunku by ładowanie mogło odbywać się bez otwierania obudowy.

    Chciałbym także, abym mógł korzystać z prawie dowolnego zasilacza tel. komórkowych.

    Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę


    ZAŁOŻENIA

    1. Jestem świadomy, że duża część zasilaczy ma niższe napięcie niż 3,6V.
    Dlatego na początek przyjmuję założenie, że zasilacz ma więcej niż 3,6V.

    2. Układ ładowarki wewnętrznej (znak ?) musi być jak najbardziej prosty

    3. Procesor wytrzymuje napięcie max 5V.

    4. Jestem w stanie zapewnić, że obie cewki nie zostaną podłączone odwrotnie.

    5. Prąd ładowania AKU 7mA

    Pytania
    P1 - czy taki układ cewek pozwoli mi na osiągnięcie parametrów?
    P2 - z czego musi być rdzeń tych cewek?
    P3 - jak policzyć cewki?
    P4 - a może jakieś inne rozwiązanie?
  • IGE-XAO
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Popatrz sobie, jak to jest zrealizowane w elektrycznych szczoteczkach do zębów.
    Problemem jest aluminiowa obudowa.
  • IGE-XAO
  • Poziom 27  
    Oczywiście w obudowie trzeba będzie wyciąć otwór, w który trzeba wkleić rdzeń z nawiniętą cewką. To samo dotyczy drugiej obudowy i połówki rdzenia. Na początek weź do eksperymentu rdzeń kubkowy bez szczeliny M22/13. Jedna uwaga na koniec, rdzenie wklej tak w obudowy by po złożeniu jednej obudowy z drugą szczelina była jak najmniejsza między połówkami rdzenia, wręcz jej nie było.
  • Poziom 9  
    ronwald napisał:
    Oczywiście w obudowie trzeba będzie wyciąć otwór, w który trzeba wkleić rdzeń z nawiniętą cewką.

    Tak właśnie zrobiłem na rysunku tylko nie napisałem.

    Błażej napisał:
    Popatrz sobie, jak to jest zrealizowane w elektrycznych szczoteczkach do zębów.

    Nie mam takiej szczoteczki - może gdzieś znajdę schemat w sieci.


    ronwald napisał:
    Jedna uwaga na koniec, rdzenie wklej tak w obudowy by po złożeniu jednej obudowy z drugą szczelina była jak najmniejsza między połówkami rdzenia, wręcz jej nie było.

    Tak właśnie chciałem zrobić by się dotykały.

    Tylko jak to policzyć?
  • Pomocny post
    Poziom 27  
    Ze wzoru z1=Uz*ton/ΔB*Ae !
  • Pomocny post
    Poziom 26  
    ronwald napisał:
    Ze wzoru z1=Uz*ton/ΔB*Ae !
    Mogłbyś to opisać jakoś?
  • Poziom 27  
    gdzie; z1-uzwojenie pierwotne, ilość zwojów, Uz- napięcie zasilania' ton - czas przewodzenia klucza, Ae- przekrój poprzeczny rdzenia, ΔB- indukcja.

    ΔB - brać do obliczeń małą :)
  • Poziom 9  
    Niestety nie znam się kompletnie na cewkach.

    ronwald napisał:
    ton - czas przewodzenia klucza

    Tu będę musiał zasięgnąć porady ... czy to okres jednej połówki sinusoidy dla prądu zmiennego?

    ronwald napisał:
    ΔB - brać do obliczeń małą :)

    ???

    Może masz jakiś link do materiałów gdzie mógłbym się dokształcić?
  • Poziom 27  
    Jest to czas przewodzenia podczas jednej połówki przebiegu "prostokątnego".
    Materiałów Ci dostatek w sieci.
  • Moderator
    W związku z wielokrotnymi prośbami autora temat warunkowo przywracam.
    Po pierwsze - chce podziękować za dotychczasową pomoc, po drugie - ma zamiar kontynuować temat, ponieważ:
    po dzisiejszym przeglądaniu sieci na podstawie otrzymanych informacji, mam już kolejne przemyślenia i chciałbym zasięgnąć dalszych opinii doświadczonych elektroników, więc proszę uprzejmie o przywrócenie tematu do w/w działu.

    Rozumiem więc, że ilość zwojów jest już znana, koncepcja wewnętrznej ładowarki również, jak też i przetwornika "ze stałego na zmienne".
    Pozostają zapewne jakieś drobne niejasności.

    Przypominam o obowiązku przestrzegania p.14 i p.16 regulaminu.
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Przez blachę aluminiową nie ma sensu przepuszczać zmiennego pola magnetycznego między sprzężonymi cewkami, gdyż zmienne pole magnetyczne przenikające przez aluminium wzbudzi w nim prądy wirowe (powstanie zwój zwarty). W ten sposób prawie cała dostarczona energia będzie się wytracała w aluminium, tak jak to się dzieje w lutownicy transformatorowej, gdzie 4 zwoje grubego drutu zwartego grotem przejmują całą dostarczoną energię.
    A jeżeli chcesz wiercić otwór i wklejać rdzeń kubkowy, który by zamykał linie sił pola magnetycznego, to znacznie prościej było przecież nawiercić jeden mały otworek i przepuścić przeż niego jeden przewód zasilający. Z uszczelnieniem takiego przepustu nie powinno być żadnego problemu. Drugi przewód przykręcić do obudowy (obudowa może być drugim biegunem zasilania).
  • Poziom 9  
    Dziękuję za dotychczasowe wypowiedzi.

    wieswas napisał:
    A jeżeli chcesz wiercić otwór i wklejać rdzeń kubkowy, który by zamykał linie sił pola magnetycznego, to znacznie prościej było przecież nawiercić jeden mały otworek i przepuścić przeż niego jeden przewód zasilający.

    Niestety takie rozwiązanie jest niemożliwe do zaakceptowania z punktu widzenia użyteczności urządzenia.

    Brałem pod uwagę, wersję z wbudowaniem 2 pinów z pokrytymi np. złotem końcówkami, tak jak w telefonach czasami jest rozwiązane podłączenie pod ładowarkę w podstawkach biurkowych, gdzie wkłada się go od góry, a on ciężarem dociska styki.

    Ale obawiam się, że z powodów warunków użytkowania (morskie, piasek, słona woda) takie połączenie może nie przetrwać kilku lat, a musi.

    Dodatkowy problem jest wtedy taki, że piny te musiały by być izolowane od obudowy i tutaj także obawiam się problemów ze znalezieniem takich pinów i skutecznego izolowania ich (a przynajmniej jednego).


    Łatwiejsze i pozbawione tych problemów jest zrealizowanie tego przy pomocy indukcji. Chcę spróbować, ale nie mam w tym doświadczenia stąd ten temat.


    wieswas napisał:
    Przez blachę aluminiową ...


    Na pewno będą otwory tak jak na rysunku u góry.
    Żeby nie było wątpliwości zamieszczam poniżej wersję 3D.

    Czerwone uzwojenie pierwotne z ładowarki
    Zielone wtórne do układu ładowania aku.

    Obudowa będzie połączona z masą baterii i układu elektronicznego

    I tutaj pytania:

    1. Czy w takim przypadku aluminiowa obudowa będzie przeszkadzać? (wydaje mi się, że nie)

    2. Czy w czasie ładowania może mieć wpływ na pracę mikrokontrolera jeżeli cewka nie będzie ekranowana od środka?
    Mikrokontroler będzie w odległości 2 cm od cewki, a ekran mogę łatwo wykonać.


    Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkęSzczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkęSzczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkęSzczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę





    ŁADOWARKA

    Na razie ładowarkę upraszczam do wersji zasilanej 5V bym nie musiał robić przetwornicy napięć niższych zasilaczy podłączonych do ładowarki (zrobię to w późniejszym etapie).

    Ponieważ do ładowania akumulatora potrzebuję zaledwie 1,5 lub 3 lub 7,5 mA (w zależności od prędkości ładowania), stąd planuję zrobić bardzo prostą przetwornicę wykorzystując mikrokontroler z PWM, na podobnej zasadzie jak to ma miejsce przy sterowaniu piezzo buzzerami, czyli włączeniu uzwojenia pierwotnego pomiędzy 2 piny sterowane w przeciw fazie.

    W ten sposób osiągnę w uzwojeniu pierwotnym maks 20mA lub 40mA (w zależności od układu) prądy przemiennego sinusoidalnego.

    Czy trop jest właściwy?
  • Poziom 23  
    Witam
    Proszę sobie sprawdzić jak realizuje to firma BADDER w maszynach do obróbki ryb. Do układu w jest podłączona wtyczka z gniazdkiem leje się na to słona woda i nic się nie dzieje przez lata. Oczywiście są to wielostykowe gniazdka, ale jeżeli to się da tam myślę że również da się znaleźć na dwa styki. Proszę również sprawdzić gniazdka w krótkofalówkach lub podobnych urządzeniach jakie używają piloci w kanale kilońskim, ja to tylko widziałem, ale jest tego dużo i działa.
    Jerzy
  • Poziom 9  
    Dodam jeszcze, że to urządzenie jest wielkości mniejszej od pudełka zapałek.

    Mam dostęp do ręcznych krótkofalówek morskich i nie tylko i przyglądałem się im. Problem z pinami tak jak w krótkofalówkach jest taki jak opisałem, czyli skąd to brać w małych ilościach oraz uszczelnianie.

    Dlatego nie chcę rozpatrywać tego sposobu.
    Chcę zrobić tak jak w temacie, ale dziękuję za podpowiedzi.
  • Poziom 33  
    Przepuszczanie rdzeni ferromagnetycznych przez blachę aluminiową tak jak jest przedstawione na rysunku jest wykluczone.
    Przecież dookoła każdego bieguna magnetycznego blacha tworzy zwój zwarty o znikomej rezystancji, pobierający 99% dostarczonej energii. Jedyna możliwość ,to wklejenie rdzenia kubkowego, który zamknie linie sił pola magnetycznego wewnątrz.
    Zewnętrzne, rozproszone pole magnetyczne będzie stanowiło kilka procent, więc można je już pominąć.
    A czy obudowa musi być aluminiowa ? Nie może być z tworzywa lub maty z włókna szklanego nasyconego żywicą ?
  • Poziom 27  
    Po co PWM?!
    Podtrzymuję klejenie rdzenia, jest to jedyna droga do rozwiązania problemu.
    Robota jest prosta wszystko na "okragło", wiercenie toczenie.
    Wybór właściwego kleju oraz materiału na mocownie rdzenia jest bardzo ważne.
  • Poziom 9  
    PWM by generować sinusoidę. Niepotrzebnie?

    Kubkowy rdzeń jest trudniejszy do wklejenia i niż rdzeń U :(
  • Poziom 27  
    Nie komplikuj układu! Właśnie klejenie kubka, jego mocowanie jest najmniej problemowe.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 34  
    Temat traktuję jako ciekawostkę którą można rozwiązać. Proponuję praktycznie sprawdzić jakie napięcie indukuje się w uzwojeniu transformatora którego rdzeń jest przedzielony blachą aluminiową o grubości do 1.5 mm. Patrz zamieszczony rys. Przenikalność Al jest około 1, można go traktować jak powietrze. Nie wiem jakim oprzyrządowaniem dysponujesz i jaką masz wiedzę z elektroniki. W każdym bądź razie im większy prąd będzie płynął w uzwojeniu pierwotnym trafo, tym większe będzie natężenie pola magnetycznego. Trzeba oczywiście dysponować odpowiednimi cewkami, kubkami ferrytowymi i generatorem o regulowanej częstotliwości i odpowiedniej mocy.
    https://obrazki.elektroda.pl/2344013400_1296150245.jpg
  • Poziom 9  
    corben napisał:
    ... zamontowanie w środku obudowy koła zamachowego ...
    Niestety nie ma na to miejsca w moim przypadku ponieważ urządzenie jest mniej więcej wielkości pudełka do zapałek. Ale sam pomysł ciekawy z tym, że chyba musiałby zmieniać co jakiś czas kierunek kręcenia bo w końcu koło zamachowe poprzez opory i siły magnetyczne kręciłoby się zamiast stać. Ale nie rozważajmy tego dalej bo to rozwiązanie na pewno nie będzie u mnie możliwe.





    ed-ek napisał:
    Proponuję praktycznie sprawdzić jakie napięcie indukuje się w uzwojeniu transformatora którego rdzeń jest przedzielony blachą aluminiową o grubości do 1.5 mm.

    Rdzeń nie będzie przedzielony blachą. obie połówki rdzenia będą dotykać się w czasie ładowania ponieważ rdzeń wewnętrzny byłby wyprowadzony rzez otwory w obudowie jak na rysunkach.

    Ale jeżeli proponujesz eksperyment to spróbuję. Niestety dopiero we wtorek będę mógł zakupić takie rdzenie + rdzenie kubkowe, i wtedy będę mógł dokonać prób obu wersji rdzenia.

    Mam multimetr i oscyloskop i raczej niewiele wiedzy na temat elektrotechniki. Co innego mikrokontrolery :)

    Generator zrobię na mikrokontrolerze jako PWM. Czy powinna to być SINUSOIDA?





    Dodano po 1 [godziny] 12 [minuty]:

    RDZEŃ KUBKOWY

    Jak już pisałem to trudniejsza dla mnie opcja ponieważ urządzenie będzie produkowane seryjnie a nie jednostkowo.
    Obudowa będzie anodowana lub malowana proszkowo na jakiś ładny kolor.
    Dlatego też powstaje problem czym i jak zalać by powstała ładna ścianka zewnętrzna?
    Kolor może być inny, bo wtedy nie pomylą się podczas wstawiania urządzenia do ładowarki.
    Ale powierzchnia oraz styk krawędzi zalewanej, aluminium i rdzenia musi być ładny.

    Przypominam, że to musi przetrwać warunki morskie - słona woda, zmiany temperatury, itp.

    Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę




    Mogę choć niechętnie ułatwić sobie zalewanie poprzez taką obudowę jak ta poniżej.
    Zalety: łatwe zalewanie i tworzy ekran dla elektroniki wewnętrznej.
    Wady: komplikuje i zwiększa koszty obudowy.

    Szczelna obudowa i ładowanie aku przez cewkę




    Mogę także brać pod uwagę wklejenie rdzenia tak by nie był idealnie z zewnętrzną płaszczyzną obudowy i później zalać tak by nie było widać rdzenia.
    Ale wtedy powstanie szczelina pomiędzy rdzeniem pierwotnym a wtórnym.
    Co powiecie na takie rozwiązanie?
  • Poziom 33  
    A może górna pokrywa pudełka może być łączona z resztą obudowy poprzez przyklejenie przez uszczelkę ?
    Wówczas pudełko aluminiowe byłoby jednym biegunem zasilania a pokrywa drugim.
  • Poziom 9  
    wieswas napisał:
    A może górna pokrywa pudełka może być łączona z resztą obudowy poprzez przyklejenie przez uszczelkę ?
    Wówczas pudełko aluminiowe byłoby jednym biegunem zasilania a pokrywa drugim.

    Hmm. Tak oczywiście mogło by być, ale:
    - obawiam się klejenia bo warunki użytkowania są na tyle trudne, że wolę zaufać wkrętom.
    - pełna obudowa aluminiowa podłączona do masy, oznacza dość dobre ekranowanie od różnych zakłóceń elektrycznych podczas użytkowania urządzenia.

    Stąd raczej dążę do tego aby jednak ładować indukcyjnie.



    Po zastanowieniu od strony technologicznej problemu wklejania rdzenia kubkowego, może jednak nie będzie tak źle i to rozwiązanie nie podniesie, aż tak kosztów, ale mam pytanie:

    PYTANIE:
    Czy taką cewkę w kubku można zalać żywicą taką jak stosowana do pokładów na motorówkach czy jachtach, czyli elastyczna ale bardzo odporna na ścieranie?
  • Pomocny post
    Poziom 33  
    Cewkę można impregnować czymkolwiek. Częstotliwości pracy są niskie, więc nie ma specjalnych wymagań co do właściwości elektrycznych impregnatu.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Pomocny post
    Poziom 27  
    Kolego qwertxx2 dobrze kombinujesz ale nie korzystasz z mojej podpowiedzi, (robota na okrągło) jest wystarczającą podpowiedzią by użyć tokarki do wykonania uchwytu szczelnego dla połówek rdzenia.
    Po co kombinacje z sinusoidą?!! Prostokąt, właściwie trapezoid nie wystarczy?
    Twoja uwaga jest słuszna, że największym problemem jest zdobycie wiedzy, rozwijając dotyczącej materiałów potrzebnych do klejenia , impregnacji, uszczelnienia, etc jednym słowem szczelnego mocowania rdzeni odpornych na wibracje, udary mechaniczne. Tej wiedzy nikt Ci nie przekaże, ostaje się wykonanie naście własnych eksperymentów, po których uzyskasz niezawodny produkt.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Moderator
    qwertxx2 napisał:
    Jak już pisałem to trudniejsza dla mnie opcja ponieważ urządzenie będzie produkowane seryjnie a nie jednostkowo.

    qwertxx2 napisał:
    Mam multimetr i oscyloskop i raczej niewiele wiedzy na temat elektrotechniki.

    Tu widać odpowiedź na pytanie, dlaczego Koledze aż tak bardzo zależało na kontynuacji tematu...
    Nie uważa Kolega, że należało zamieścić ogłoszenie/zlecenie o zaprojektowanie i wykonanie prototypu? Tylko po co, jeśli fachmani na forum wszystko podpowiedzą...