ワイヤレス給電　その２

ワイヤレス給電で色々ためしてみました。

まずはモーターを試してみました。
ちなみに今回の記事は長いよ～＾＾；お暇なときにどうぞ！

まずは色々とやってみるのに、とりあえずこれ買いましたｗ

右はリッツ線の１ｋｇ巻きですｗこれはオヤイデ電気オンラインショップのこちらで購入。１０ｍのボビン巻きも売っていましたが、色々試すのでこっち買っちゃいましたｗ一生分ありそうｗ
左はLCRメーター。これは秋月のこちらで購入。測定が簡単にできるようにこちらも購入しました。

次に少し説明＾＾；

まずは今回は直径３ｃｍの物を芯としたコイルで試してみます。
チャタラさんに相談したところ、ご丁寧にもコイルの巻き数とそれに対応しそうなコンデンサーの大きさを教えて頂けました。
それに沿って３ｃｍのコイルを作ります。

家にあったこのビンが丁度よさそう！

てなことでこれにリッツ線を巻き付けていきます。

巻き数でそのコイルが何μHになるかを計算するサイトがこちらです。
ここに数字を入力してみます。まずは150回巻き

約176μHですね～。

よし巻いてみよう・・・・上手く巻けないｗもういいや！適当に回数だけ巻こう！
何やらコイルというよりも絡まった銅線の塊みたいなものが出来ましたｗ
測定してみると・・・・・・

うはｗ732μHてｗ

なるほど～計算式では物理的な大きさ入っていないもんね～。てなことで、今回計算に使うサイトはこちらに変更。数値を入力してみると

 

うんｗなんか似た数字出てきたｗこちらの方が使えるかも＾＾。
ただ、手巻きでいい加減ですので、実際の計算よりもインダクタンスは少なめになるようです＾＾；

で、何個か巻いてみてチャタラさんにアドバイス頂いた目的の数字とかありましたが、全然その数字にならないので適当でｗ

コイルのインダクタンスがそれぞれ174μH、220μH、297μH、345μHの4種類です。

次に受信用の共振コンデンサーですが、チャタラさんのアドバイスに従ってフィルムコンデンサーの1000μF、1500μF、2200μF、3300μF、4700μFの5種類を用意しました。

共振コンデンサーもこちらのサイトで計算できます。
例えばコイルのインダクタンスが220μHで、今回のワイヤレス給電の共振周波数は262kHz ですので、

共振コンデンサーは1.677nF=1677pFとなります。そのようなコンデンサーはないので約1500pFてな感じでコンデンサーが決まります。

これで、コイルと共振コンデンサーの準備が整いましたので、次は受信基板の作成。

回路図はこれまたチャタラさんに頂きました。とりあえず2個作ってみましたｗコイルや共振コンデンサーが交換できるようにジャックにしています。

では早速配線をつないでテスト～！

まずはコイル297でコンデンサー1000で

おおっ！動いた～！感動！

次コイルはそのままでコンデンサー1500

少し速くなった＾＾
次はコンデンサー2200

さらに速い！
次はコンデンサー3300

ムチャ速いｗ
次はコンデンサー4700

おっ！少しスピードダウンした！

これは快調だねｗもしかしてコンデンサーなしでは？

おおっ！コンデンサー1000の時よりも少し遅いけど動いているね～！

次にコイルを送信コイルの中央あたりから端の方（送信コイル上）に移動させてみました。
LEDでは端の方に来るにしたがって明るさが増しました。

同じ感じですね。端の方によると回転数が上がっています。

次に持ち上げた場合（物差しの端が表面4㎝くらいから始まっています）

結構持ち上げれますね！

 

モーターで一通り遊んだので、私的にはいよいよ本命のテスト！
arduinoもワイヤレス給電で動くか？？？です！

送信コイルに給電してみました！

コイルは先ほどと同じ297で、コンデンサーは1000。

何とか可動のLEDは光っていますが頼りないｗ

次コンデンサー1500

おおっ！可動のLEDはしっかりと点灯。でもプログラムは動いていない感じです。

次コンデンサー2200

やった！！Blinkのプログラムが可動して点滅しています！

次コンデンサー3300

プログラムも何とか動いている感じｗ

次コンデンサー4700

またプログラムは動いていません。

ではまたarduinoでも送信コイルから持ち上げてみましょう

モーターよりもちょっとシビアかな？
この動画で何か気が付かれました？？？

arduinoが変わっているんですが、実はこのワイヤレス給電でarduinoを２こダメにしちゃいましたｗこれ後で書きますが、いつもの「うっかり」ですｗ

さて、ここまで来たらモーターとarduinoに同時に給電してみたいですよね＾＾
試してみました。

同時にどちらも動いてます！凄いぞワイヤレス給電ｗ！

で、ここまで散々遊んで来てようやくまともにテストする気になったのでｗ電圧測定してみました＾＾

 

１ｋΩの抵抗を使って電圧を測定したものと

モーターのまま電圧と電流を測定したもの

さらに給電コイルから距離をとった時の電圧を表にしてみました。（電圧測定は目測小数点第1位までです＾＾；）

写真なんで分かりにくい場合はすみません。これはあくまでも私の測定ですのでいい加減ですｗ

まずは計算式で出たコンデンサー容量とは全く違うコンデンサーがいい数字を出しているようです。
まっ、コイルや基盤を私が製作したものですから計算道理にはいかないのでしょうｗ

ちょっと驚いたのですが、今回の組み合わせで最大で19Vも出ていました！これがarduino壊れた原因ですｗｗ初めからちゃんと測定してarduino接続しろよ！てな話ですねｗ
ちなみにardunoの推奨電圧が7～12Vということです（実はこれ初めて知りましたｗ５Vで給電するものと思っていましたｗ）ので、結構危険な数字の部分もあります。

赤マス部分はarduinoはアウトです。黄色マスの部分は可動する電圧です。
こうやって見ると結構可動しますね～。

青マス部分はAVRで3.3Vで駆動可能なチップは使えるかもです。

次に送信コイルとの距離と電圧の関係をグラフにしてみました。（おおっｗなんだか真面目人になった気がするｗ）

どのコイルでも5ｃｍ～10ｃｍ辺りでガクッと減り始めるようですね。
ある程度まで減るとそこからの減りは少なくなるようです。

確かにLEDでも消えそうでなかなか消えない状態で意外と離せますからねｗ

コイル174,220ではコンデンサー2200、コイル297,345ではコンデンサー3300が相性がいい様ですね。計算式に近いコンデンサーあまりあてにならない結果となりました。

さらにコイルのインダクタンスが大きければいいと言うわけでもないのですかね？？今回は5種類のコンデンサーしかないですが、もしかしたらドンピシャのコンデンサー容量が有るのかもしれません。

総合的に見て模型のスペースを考えると出来るだけコイルは小さくしたいが、やはり電圧、電流は大きくほしいというのを考えると、今回の場合はコイル174μH－共振コンデンサー3300ｐFの選択になるかな＾＾

ただ、現段階ではこの大きさのコイルと回路入れるスペース有るなら電池入れるわな～ｗてな状況ですが、コイルの形は色々な形にできますので、使い道はあるかもですよ＾＾もう少し小さなコイルでもできるかまた後日試してみたいと思います。

とりあえずはわかった事の報告です＾＾

 

 

 

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