ワイヤレス給電　その3

ワイヤレス給電また少し弄っていました～！

まずは以前も紹介しましたが、チャタラさんの回路図を元に、必要な部分だけ取り出してとりあえず自分で送信側の回路作ってみました。

チャタラさんの共振周波数は262kHzですが、私のプログラミング能力ではなるべく寄せても約265kHzでしたｗ

これでもコイルに接続するとちゃんと光ってくれましたが、チャタラさんの基板より少し弱いですねｗ

ところが共振コンデンサーがアホ程熱を持ちますｗ

この部分はチャタラさんの回路を見ると

なんか大きな茶色のコンデンサーが付いている・・・・・

てなことでチャタラさんに質問するとワイヤレス給電の原理であるLC共振では相当な電圧がかかるとか！そのため耐圧の高いコンデンサーでないといけないらしいのです。

でこの茶色のコンデンサーの耐圧が1.25kVですｗ  「kV」なんて単位初めて見ましたがｗ

なるほど～私が使っていたのが５０Vでしたので発熱してくるはずです＾＾；

早速ネットの共立エレショップに行き探し出してポチッと＾＾で、ここで模型博の準備に入りましたのでそのままにしていました。

で、模型博当日に開場まで暇でしたので日本橋の共立エレショップに行って、ここでもコンデンサーを含めてお買い物＾＾

この時何を思ったのか、この高耐圧のコンデンサーの2200ｐF、3300ｐF、4700ｐFの3種を購入していたのですが、これが後でとてもナイスなことにｗ

この後模型博でチャタラさん本人とお会いできて、色々とお話しを聞くことが出来ました。
その時にワイヤレス給電で考えもしなかったLEDの光り方のヒントをもらいました。

光り方と言えば、チャタラさんの基板に搭載されているローターリースイッチでジンワリ点灯モードにしてLEDの位置を変えてやると

順次点灯のようになります。
これはコイルに近いほど磁界が強いからですね。

そして今回貰ったヒントがこちら＾＾

単なる交互点滅じゃない～！と思われるかもしれませんが、本来ワイヤレス給電の場合その場にあるLED全部が同じように光るのが当たり前ですよね。
でもこの動画では交互点滅のような感じで光っています。
これ何をやっているかというと共振周波数と共振コンデンサーを切り替えてそれぞれの共振状態に合った共振コンデンサーをLEDに取り付けています。そのため自分に合わない周波数の時には消灯して、自分に合う周波数の時のみ点灯しています。ラジオとかのチューニングとかと同じ原理らしいです。

同じ送信コイルで同じ位置にLEDを置いても、arduino等を受信側に仕込まなくても、このように光らせ方を変えることが出来るのです。この話聞いた時ちょっとゾクッてしましたｗ

周波数の変更でゆっくり点灯、ゆっくり消灯とかできるのはチャタラさんの基盤でわかっていました。これはつまりLC共振の周波数が外れていくと共振自体が無効になっていくので受信側の電力が落ちます。共振自体が無くなるとどんなコンデンサーを付けたLEDでも点灯しません。
でもこの時にLED側のコンデンサーを変えて新たな共振状態を作ってやると、それ用に作ったLEDは発光するということは思いつきませんでした＾＾；

まっ、説明が下手なのでｗ何言ってんだよこいつｗとお思いの方もいると思いますので実際の過程を紹介＾＾

まずはチャタラさんの元の物送信側は

送信機的には259kHzですが、実際には262kHzです。このためLED側には785pFの共振コンデンサーが使われています。この下の四角内の条件によって効率よくLEDが発光するようになっています。（多少違っても発光しますがｗ）この条件から離れると発光しません。

次に周波数とコンデンサーを変えてもう一種類のLEDを作るために計算。

その前に、LC共振ですが私もあまりよく理解できてないのですがｗ簡単に言えば、L（コイル）とC（コンデンサー）が有る回路である周波数を流してやると抵抗が０になって高い電圧が発生する現象です。この周波数を共振周波数といいます。

てなことで、LC共振を作り出すために周波数を変えるには送信側のコンデンサーを変えないといけません。
で、手元にあるのが、あの何となく買ったコンデンサー達ｗまずは３３００ｐFから。

まず上の四角から、コンデンサーの容量を3300ｐF（コイルは同じものを使用するので同じ数字です）にすることによって共振周波数が約310kHzになります。こうなると下の四角でLEDのコンデンサーの容量が564ｐFとなります。
丁度５６０ｐFのチップコンデンサーが有りますのでこれを使用しました。

 

基板の方はこのように2個のコンデンサーが切り替えられるようにスイッチ付きに改造ｗ

（この基板、スイッチがコンデンサーのむき出しの脚に近すぎて、スイッチの切り替えをするときにたまにコンデンサーの足に触って感電してしまうというかなり危険な基板ですｗｗ）

で、試してみたのですがこれは失敗ｗ
LED側のコンデンサーの容量がまだ比較的近いからか周波数262kHzでも点灯しちゃいましたｗ

それならもっと離してみようと、この組み合わせで

 

共振周波数を約380ｋHzまで変更（チャタラさんの話では３００ｋHz辺りが効率が良いらしいのですが、はるかに超えちゃったｗ）
これですとLED側のコンデンサーは約370ｐF。ちょっと離れていますが390ｐFのコンデンサーで作成＾＾；

これなら262ｋHzの時には消灯しています＾＾このようにして製作したものがこの動画です（再度掲載ｗ）

動画の上の方のコイルに近い辺りでは磁界が強いからどちらの場合でも点灯していますがねｗ

 

で、実はコレ私の作った基板ではこうなるのですが、チャタラさんの基板では周波数380kHz用に作ったLEDでも点灯しちゃいますｗそのくらいチャタラさん製作の基板は効率がいいのです。

ただ面白いのは受信側のLEDの効率が違っているので、ゆっくり点灯モードだとこんな感じで点灯のタイミングにズレが生じています。

これゆっくりと周波数変わっていますのである程度の周波数にすると今回作成したLED達は消灯できるということですよね～。

なんかすごく面白いですよね～！

 

あっ、それと話は変わりますが、モーター駆動ですが簡単なコイルとして秋月のワイヤレス給電の送信用のコイル使ってみました。

インダクターは28.9μHですので

コンデンサーは約13ｎF、13000ｐFもしくは0.001μF・・・・・どれも持っていないｗ

てなことでとりあえず4700ｐFでｗ

うほｗなんかゆっくりだけど動いてるｗコンデンサー変えてやるともう少し動くかもですね。

ちなみにこの二つ

220μHくらいあるのですが全く動かずです。

やはりチャタラさんの言われていたように直径が関係しているようです。直径の面積が狭いので、磁界の範囲も狭くなっているのが原因かな。

てな感じで今回のワイヤレス給電の報告終わりｗまた何かありましたら報告します＾＾
だいぶ使い方が分かってきた気がします。これ使って何かできないかな～＾＾

 

関連すると思われる記事：

None Found