Induktion Stromübertragung basteln für Ikea-Tradfri-Dimmer

  • Da liegst du völlig richtig, in der Ladestation ist intern ein Wechselstrom Generator und auch so eine Spule.

    Das ist vom Prinzip die Primärspule eines Transformators aber mit viel höherer Frequenz.

    Die Empfängerspule legt man dann einfach drauf, alles andere darum ist Design Schnickschnack.

  • Also, da kräuseln sich ja ein wenig die Fußnägel, wenn man den Thread hier verfolgt... Vielleicht sollte man da mal etwas systematischer dran gehen.


    Erste Frage wäre mal, was die Elektronik in dem Dimmer eigentlich verträgt. Vor allem müsste man dazu wissen, welcher Mikrocontroller in dem Dimmer verbaut ist und wie die Spannungsversorgung von der Batterie aufgebaut ist. Wie weit kann man mit der Spannung nach unten gehen, bis das Ding nicht mehr funktioniert. Und was ist die maximale Spannung, die man anlegen kann, ohne das Teil zu himmeln. Und kreigt man überhaupt die Ladespannung an den Akku oder hat die Elektronik ne Schutzbeschaltung, die alles über 3V in den Orkus schickt - dann wird es schwierig.


    -Ein LIR2032-Akku hat eine Nennspannung von 3,7 Volt und ungefähr eine maximale Ladespannung von 4,2 Volt und einen Ladestrom von 17 bis maximal 35 mA. Der untere Entladepunkt ist bei 3 Volt. Nach unten ist das Ganze also unkritsch, weil der Akku eh nicht unter 3 V kommen darf. Evtl. braucht man aber eine Schutzschaltung, um Tiefentladung zu verhindern. Was die Schaltung nach oben verträgt, ist offen. Gut wäre es, wenn man das genau weiß. Nach unten kann man es ja gefahrlos testen... nach oben könnte der Test einen Dimmer als Opfer fordern. Deshalb wäre es besser, den Schaltungsaufbau und die Datenblätter der Komponenten zu kennen. Sonst muss man es halt ausmessen.


    Im Wesentlichen geht es darum, die mit den Ladespulen induzierte Spannung anzupassen. Hinter die Empfänger-Spule würd ich erst mal einen Gleichrichter setzen, dann Kondensatoren zur Glättung. Ideal wäre es, wenn die Spannung dann zwischen 3,7 und 4,2 Volt liegt. Ist der Akku "voll", wird keine weitere Energie mehr von der Spule abgenommen. Ggf. muss man noch den Ladestrom begrenzen. Ein Widerstand wäre da die einfachste Lösung. Das müsste man aber erst mal ausmessen. Wenn die Ladespannung nicht zu hoch ist, kann man - hoffe ich - auf einen Überladeschutz verzichten.

    Wenn die Ladeschale oder was immer man da baut, so gemacht ist, dass der Dimmer immer ideal drin liegt, kann man vieleicht eine halbwegs konstante Spannung erreichen.


    Ist die Spannung höher, muss man schauen, dass die zulässige Ladespannung und ggf. die maximale Betriebsspannung der Dimmer-Elektronik nicht überschritten wird. Ein LDO LQC Spannungsregler würde hier schon reichen. Hat aber den Nachteil, dass überschüssige Spannung einfach verbrannt wird. Die Ladespulen sollten also besser möglichst optimal ausgelegt sein. Bei den geringen Energiemengen, um die es hier geht, ist das aber nicht entscheidend.


    Also: Spule - Gleichrichter - Kondensator - Spannungsregler. Das wäre eigentlich alles - vorausgesetzt, der Dimmer macht das mit.


    Das größte Problem wird sein, eine passende Kombination von Spulen zu finden. Ich hab mal ne elektrische Zahnbürste zerlegt - da sieht man ganz gut, wie das aufgebaut ist. Die Empfängerspule ist ziemlich klein. Das "Sendeteil" hab ich nicht auseinandergebaut. Auch welche Frequenzen da eingesetzt werden, weiß ich nicht. Generell braucht man hier ja nur wenig Leistung - maximal ca. 100 mW - also bei Weitem nicht das, was induktive Handyladegeräte bringen, sogar deutlich weniger als die elekrische Zahnbürste.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

    Edited 2 times, last by Gnom ().

  • Bei einer elektr. Zahnbürste ist die Ladestation i.d.R. ein offener Trafo, welcher mit 230V / 50Hz läuft. Bei den meisten anderen Induktionsladesystemen ist das Prinzip ähnlich, jedoch wird da kaum ein Fe / Ferrit Kern bzw. geringere Spannung u. höhere Frequenz verwendet.


    Ich würde statt dem ständigem Laden per Induktion, eher auf ein anderes größeres Gehäuse setzen und dort einen Akku mit ausreichender Kapazität einbauen. Aber für eine vernünftige Einschätzung, müsste man erst einmal ein Paar mehr Details wie Spannung und Strombedarf des Senders kennen.

  • Hi Frank,


    bin gerade auf den Thread gestoßen.

    Ich selbst habe mal mit wireless charging sogar entwickelt, und ehrlich gesagt finde ich es im Grunde Schwachsinn.

    Da gehen mal 60-70% der Energie überhaupt in eine Handy, der Rest in Wärme und EMV-Strahlung, die auch mächtig stören kann.

    Und sowas dann im Auto, aber Hauptsache kabellos...


    Zu deinem Vorhaben. Die Idee ist ja ganz nett. Aaaaber.

    Die Arbeit die du da reinstecken müsstest um funktionierendes und auch optisch ansprechendes System zu haben, dafür kannst du hunderte Male die CR2032 Batterie wechseln.

    Aber wenn du es trotzdem machen willst:

    Das System was sich auf dem Markt etabliert hat heißt Qi (Tschi ausgesprochen)

    Es gibt von Ikea ja auch drahtlose Ladesysteme. Einfach mal nach Qi suchen.

    Und als Gegenstelle (=Spannungsquelle) für den Dimmer kann man eine Qi Handyhülle nehmen und die resultieren 5V mit einem LDO auf 3.3 begrenzen.

    Eigentlich reicht bei dem Strom auch ein Widerstand und eine Zenerdiode.

    Aber das dann in eine schönes Gehäuse zu bauen ist glaube ich die größte Kunst, es sei denn du hast einen 3D Drucker und kannst damit umgehen.

    Eine andere Möglichkeit wäre eine alte elektrische Zahnbürste zu nehmen.

    Die verrecken sowieso alle 2 Jahre, da hier Wasser reinkommt und die Elektronik korrodiert.

    Das könnte man dazu Zweckentfremden.

  • Ich will dir nicht die Hoffnung nehmen, aber ...

    ... wie es aussieht sind doch schon so einige Dinge bei so einem Projekt zu berücksichtigen. Würde mich aber freuen u. habe ja auch Spaß daran, wenn ich dennoch eine Konfiguration geplant bekomme die ich umsetzen kann u. die gut funktioniert.

  • Wenn Du es ohne "QI" Standart machen möchtest, geht das auch. Aus diskreten Bauteilen: Eine (selbstgewickelte) Spule aus Kupferdraht, Kondensator, eine Diode, einen Speicher-Kondensator (am besten SuperCap) und eine Zehnerdiode (mit 3.3V) zur Spannungsbegrenzung könnten schon reichen. Wenn man Spule und Kondensator (= Schwingkreis) richtig dimensioniert, z.B. auf 50 Hz oder 100 Hz, dann kann man die Energie auch aus der Luft ernten. Man muss dann aber sehr sorgfältig bei der Auswahl der Teile sein. Es könnte aber ein spannendes Projekt werden.

    Von welcher Energiequelle möchtest Du denn die Energie anzapfen? Anstelle von 50 Hz kann man nämlich auch die 2.4 GHz nehmen, die DECT Telefone, WLAN Router etc. so aussenden. Aber hier muss man dann darauf achten, dass man nicht versehentlich einen Störsender baut. Das mit den 50Hz hatte ich vorgeschlagen, weil viele Schaltnetzgeräte und Trafos dies als Störwellen so aussenden, und man da problemlos "erten kann". Die IKEA Ladeschalen kann man aber natuerlich auch verwenden, oder die von der Zahnbürste. Hier muss man die Frequenz rausfinden, wo die senden. Meist allerdings nur im Nahfeld.

  • Die Induktions Ladegeräte, in der Zahnbürste ist auch nix anderes drin, arbeiten fast alle im Langwellen Bereich (80-200 kHz) und können bis etwa 20W übertragen. Erreicht wird das durch eine speziell konstruierte Senderspule, die ein sehr hohes elektromagnetisches Streufeld auf einer kleinen Fläche erzeugt.