Bezprzewwodowe zasilanie robota

[Bulion]

Witam

Mam w planie zbudowanie robota femtosumo i zastanawia mnie jedna kwestia. Czy w regulaminie któryś zawodów jest wspomniane, że robot musi mieć system zasilania "na pokładzie"? Interesuje mnie to ponieważ chciałbym zrobić ring który byłby jednocześnie anteną nadawczą z, której robot odbierał by energię. Ewentualnie jakąś podkładkę pod ring która dawała by możliwość bezprzewodowego zasilania.

Jakby co to na razie są to tylko przemyślenia w jaki sposób by miał działać taki system. Nie są one podparte żadnymi eksperymentami 🙂.

Pozdrawiam:

Bulion

[Treker (Damian Szymański)]

Zależy pewnie o jakiej kategorii mówimy. Jeśli o Freestyle, to nie powinno być przeszkód.

W innych kategoriach pewnie można by było podciągać takie zasilanie pod punkty:

- o autonomiczności i samowystarczalności robota

- o komunikacji z robotem podczas jego działania

- zakłócanie pracy przeciwnika (?)

Jednak to tylko moje przypuszczenia 😉

[OldSkull]

A czy zastanawiałeś się ile energii byłbyś w stanie w tak małym robociku odebrać z zewnątrz? Jak twoja elektronika reagowała by na tak silne pole zakłócające? I jak sobie wyobrażasz, że ktoś by Ci pozwalał walki prowadzić zawsze tylko na własnym ringu?

[Bulion]

Tak jak mówiłem są to tylko moje przemyślenia na temat konstrukcji a nie przetestowane prze zemnie rozwiązania. Sporo poczytałem w internecie na temat samego bezprzewodowego zasilania urządzeń zanim napisałem tutaj post i wiem z czym to się mniej więcej wiąże.

Co do ilości energii którą będzie w stanie odebrać to już by wszystko wyszło podczas testów.

Zastanawiała mnie właśnie kwestia regulaminu czy czasem takie rozwiązanie nie naruszało by jego postanowień. Dzięki Treker za opinię 🙂.

Co do pierwszego przytoczonego punktu to wydaje mi się, że do puki robot jeździ na polu jest w pełni autonomiczny. Dopiero po wyjechaniu z niego przestaje mieć możliwość manewrowania. To trochę jakby powiedzieć, że taka standardowa konstrukcja bez baterii też nie jest w stanie sama podejmować decyzji (co jakby nie patrzeć jest prawdą 🙂).

Drugi punkt też myślę, że jest trochę podany na wyrost, ponieważ wiele konstrukcji jeździ z modułami bluetooth lub radiowymi i nikt raczej nie sprawdza czy komunikują się z jakimś laptopem schowanym za szafą 😃.

A sprawa zakłócania przeciwników to już wyszło by podczas testów jakie oddziaływanie na konstrukcje przeciwnika ma zastosowana antena.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[MirekCz]

Na zawodach tego nie użyjesz, ponieważ ringi dostarcza organizator i tyle.

[Bulion]

A gdyby zastosować obręcz wokół ringu z nawiniętymi zwojami, która nie wystaje ponad obrys lub podkładkę?

[OldSkull]

Co do pierwszego przytoczonego punktu to wydaje mi się, że do puki robot jeździ na polu jest w pełni autonomiczny. Dopiero po wyjechaniu z niego przestaje mieć możliwość manewrowania. To trochę jakby powiedzieć, że taka standardowa konstrukcja bez baterii też nie jest w stanie sama podejmować decyzji (co jakby nie patrzeć jest prawdą

Są różne stopnie autonomii. Platforma z czujnikami i mostkami H na bluetooth, ale z "mózgiem" w postaci stacjonarnego PC też jest na swój sposób autonomiczna, ale jednak nie można stosować takich rozwiązań.

A sprawa zakłócania przeciwników to już wyszło by podczas testów jakie oddziaływanie na konstrukcje przeciwnika ma zastosowana antena.

Nie ma to znaczenia, bo tak silne pole będzie wpływać na pracę każdego układu. Przecież nikt elektroniki nie zamyka w klatce Faradaya. Powiedzmy sobie wprost: każdy system, który by z miejsca oblał testy EMC lub mógłby uszkodzić elektronikę z miejsca odpada. Zresztą sam się zastanów, jak być ochronił własną elektronikę.

[Treker (Damian Szymański)]

A ja jeszcze raz dopytam. Pytasz o kwestię kategorii Freestyle czy liczysz na "oficjalne" rozgrywki femtosumo?

[Grabki]

A gdyby zastosować obręcz wokół ringu z nawiniętymi zwojami, która nie wystaje ponad obrys lub podkładkę?

A ja jeszcze raz dopytam. Pytasz o kwestię kategorii Freestyle czy liczysz na "oficjalne" rozgrywki femtosumo?

Mój punkt widzenia:

Pamiętaj że w regulaminie są określone maksymalne wymiary konstrukcji, więc to nie przejdzie w (tak jak to ujął Treker) "oficjalnych" rozgrywkach femtosumo, bo ta obręcz będzie przekraczała wymiary twojej konstrukcji.

[Bulion]

No chodziło mi oczywiście o jakiegoś rodzaju oficjalne rozgrywki bo we freestyle wiadomo, że ogólnie pojęte reguły nie istnieją 🙂. No ale nic, dzięki wszystkim za odpowiedź. Może z tego powodu powstaną 2 konstrukcje? Kto wie 🙂

[OldSkull]

Bulion, nawet we freestyle przy takim sianiu powinieneś powiesić tabliczkę ostrzegającą o zakłóceniach w przypadku zasilania taką cewką indukcyjną. Bo nie będziesz miał do śmiechu jak Ci ktoś każe zapłacić rachunek np. za naprawę telefonu - albo co gorsza komuś bypassy zaszwankują.

[Harnas]

OldSkull, nie wiem o czym mówisz. Od jakiegoś czasu można ładować telefony komórkowe bezprzewodowo (QI), i jakoś nie psują się po położeniu 3mm powyżej cewki.

Według mnie jedynym problemem autora jest umieszczenie cewek nadawczych na prawdziwych zawodach.

[OldSkull]

Harnas, ale jest różnica o zasilaniu z cewki o niskiej mocy paru W gdy oba urządzenia są dobrze sprzężone magnetycznie i mają zbliżone wymiary, a zasilaniu czymś o około 100x większej powierzchni i mocy pewnie bliższej 1kW - w dodatku nie z paru mm, a co najmniej 1.5cm. Kolejna sprawa jest taka, że taka samoróbka nadająca w paśmie 20-100kHz (bo tyle mniej więcej mają ładowarki indukcyjne) może zarżnąć innym osobom w pobliżu całą komunikację radiową <1MHz (czyli większość komunikacji tanimi modułami). A problemy mogą być nawet sporo większe dla wszelkich urządzeń dookoła. To naprawdę nie jest zabawa przy takim nadajniku. A na niskich częstotliwościach ciężko będzie osiągnąć odpowiednią moc i sprawność jeszcze spadnie.

[marek1707]

Harnas, jeżeli nie wiesz o czym OldSkul mówi, to może najpierw poczytaj albo chociaż zapytaj. Wyciągasz ruskie wnioski ze swoich obserwacji albo przynajmniej nie umiesz ich ekstrapolować na inną sytuację. Na szczęście fizyka jest jedna.

W systemie ładowania telefonu cewka nadawcza i odbiorcza są (bo muszą być) ze sobą ściśle sprzężone magnetycznie. Cewka odbiornika ma po stronie telefonu warstwę dobrze przewodzącą pole magnetyczne właśnie w celu zamknięcia strumienia po tamtej stronie i zaekranowania magnetycznego reszty elektroniki. Możesz to sobie wyobrazić jak pokrywka z opuszczonymi brzegami. Strumień wchodzi więc przez środek, zawija się na pokrywce i wychodzi brzegami - zupełnie jak w bardzo płaskim kubkowym rdzeniu ferrytowym.

Zanim wprowadzono ten standard, przeprowadzano wiele badań i symulacji. Jednym z nich był wpływ przesunięcia (mimośrodu) jednej cewki względem drugiej i wyszło, że sprawność przekazywania spada wręcz tragicznie z rozsuwaniem środków. 3mm nie robi przy cewkach o średnicy np. 30mm - ta z resztą jest tak dobrana, by właśnie można było jakąś - przynajmniej pozorną - swobodę położenia uzyskać.

Układ ładowania (nadajnik) to skomplikowany procesor na bieżąco kontrolujący zachowanie się własnego obwodu rezonansowego i na podstawie pewnych wielkości rozpoznający np. obecność "ciał obcych" w zasięgu pola. Inaczej nasze żony miałyby poparzone ręce od pierścionków a my od obrączek. W przypadku ładowarki o większej powierzchni nadajnik ma kilka cewek częściowo się pokrywających i zanim włączy cokolwiek, sprawdza (i robi to ciągle) która z nich ma najlepszy kontakt z odbiornikiem od którego i tak musi na bieżąco odbierać informacje o dostarczanej na tamtą stronę energii, bo sam nie ma o tym pojęcia i nie jest w stanie kontrolować przekazywanej mocy.

W przypadku dużej cewki nadawaczej i małej odbiorczej umieszczonej wewnątrz niej nie jesteś w stanie zapewnić, że cokolwiek położone w zasięgu pola nie będzie odbierało dokładnie tak samo energii jak "cel". Sprzężenie magnetyczne będzie marne i moim zdaniem nie zasilisz w bezpieczny sposób jakiegokolwiek swojego silnika nie uszkadzając przy tym reszty obcych wojsk. Sam powinieneś zapewnić jak najlepsze sprzężenie swojej cewce a jak to chcesz zrobić, skoro pole będzie przenikać całą konstrukcję z góry do dołu i w znakomitej większości będzie przechodzić przez powietrze. Jak chcesz je zmusić do tego, by indukowało prądy w Twojej cewce odbiorcczej, skoro bez problemu i łatwiej ominie ją bokiem? Przecież właśnie po to w systemach bezprzewodowego przekazywania mocy stosuje się ferryty w kształcie kubków lub szpulki wkładane w płaszcz by "zmusić" pole do przechodzenia przez cewkę odbiorczą. Inaczej nic z tego nie będzie.

OldSkull, z tymi zakłóceniami to bym nie przesadzał. System indukcyjny bazujący na obwodach rezonansowych, przełączający tranzystory "na miękko" (ZVS) i pracujący na 100kHz praktycznie nie generuje zakłóceń radiowych. To wciąż tylko pole magnetyczne o zasięgu porównywalnym ze średnicą cewki nadawczej i sprawność tego w nadawaniu fali EM jest żadna. Problemem może być sam driver bo tam już na pewno będą szybkie dv/dt ale z tym można sobie poradzić zwykłym ekranowaniem i odkłócaniem zgodnym z regułami EMC. Z drugiej strony taki system też można skopać - jak wszystko - i będzie siał, ale na radio w pasmach ISM czy jeszcze wyżej (2.4G) wpływu mieć nie będzie. Moduły radiowe chodzą raczej tak od 400MHz wzwyż.

Pomijam to wszystko, co w samym polu wielkiej cewki będzie zanurzone. Tam to tylko dym, a już na pewno żadna elektronika.

[Marooned]

1kW?! Panowie, nie przesadzacie?

Co prawda małej mocy, ale koło dużych cewek ludzie chodzą z telefonami, bypassami i żyją. Mowa o RFID do ochrony przed kradzieżami w sklepach.

System ładowania telefonu jest znów mały, ale obstawiam, że ma większą moc niż te powyżej. Też nic się nie dzieje elektronice.

Jasne, trzeba być świadomym, ale nie można przesadzać 🙂