Transmission de puissance sans fil (inductance magnétique)

[invite95a2b456]

Bonjour à tous,

Nous aimerions réaliser (moi ainsi que d'autres étudiants, raison pour laquelle j'utiliserai "nous" dans le reste du post), dans le cadre de nos études, un dispositif de transmission de puissance sans fil. Seulement, nos bases en électronique sont relativement limitées, nous espérons que vous pourrez nous éclairer . Nous remercions d'avance ceux d'entre vous qui prendront la peine de lire ce post jusqu'au bout .

Le but du projet est de créer un dispositif de transmission de puissance sans fil par inductance magnétique.
Capture.PNG
Nous avons donc le primaire, à gauche, et le secondaire à droite (dans lequel R représente le dispositif qui absorbe la puissance transférée, un GSM par exemple). La puissance transférée dépend de la fréquence dans le primaire, et sous savons que la fréquence du primaire à laquelle la puissance transférée est maximale dépend de plusieurs paramètres:

• distance entre les bobines
• orientation entre les bobines
• valeur de la résistance de la charge (dans le secondaire)

Notre but est de concevoir le circuit de sorte à ce que la fréquence du primaire s'adapte de sorte à maximiser la puissance transférée du primaire au secondaire. Imaginons que l'on place le secondaire à une distance de 30 cm, la fréquence du primaire se "déplace" jusqu'à atteindre la fréquence qui maximise la puissance transférée, f30. Supposons que l'on déplace brutalement le secondaire à 1m du primaire, la fréquence du primaire devra s'ajuster pour maximiser la puissance transférée: la fréquence passera de f30 à f100, la fréquence correspondant à une puissance max après le déplacement du secondaire.

Afin de réaliser ce circuit, nous disposons de (et de rien d'autre):

• bobines (inductances)
• résistances
• condensateurs
• amplis ops (et comparateurs)
• diodes
• sources de tensions
• switches
• + materiel de mesure, breadboards etc

Il est important de noter que pour ajuster sa fréquence, le primaire ne peut pas "accéder" au secondaire (pas de fils/pas de messages entre les deux). Pour solutionner ce problème, nous nous sommes aperçus que la puissance transférée est maximale lorsque une des tensions dans le primaire est maximale (la tension aux bornes de l'inductance, il me semble, mais cela n'a pas beaucoup d'importance, on verra par la suite). Le problème est donc le suivant:

Il faut ajuster la fréquence de la source du primaire de sorte à ce que la tension aux bornes de l'inductance du primaire (à vérifier, sinon il sera assez simple de mesurer une autre tension du primaire: nous sommes sûrs qu'une des tensions du primaire est max lorsque la puissance est max.) soit maximale (on parle ici de son amplitude bien sûr, étant donné que c'est une tension alternative). Pour réaliser cela, nous avons une idée relativement précise des différents blocs que nous allons devoir utiliser:

• un oscillateur --> génère un signal sinusoïdal à partir d'une tension continue
• un détecteur d'enveloppe --> afin de pouvoir évaluer l'amplitude de la tension aux bornes de l'inductance du primaire, celle-ci étant une tension alternative
• un comparateur de tensions (réalisé grâce à des amplis ops) --> inverseur ? non inverseur ?
• un intégrateur (également réalisé grâces à des amplis ops) --> à pertes ? pas à pertes ?
• ...

Voilà l'idée du fonctionnement du circuit: la fréquence de la source de tension du primaire fluctue: on la fait augmenter un peu, puis diminuer un peu, puis augmenter etc ... En même temps, on mesure la tension aux bornes de l'inductance et on compare les phases de ces 2 signaux: si lorsque f augmente, V augmente, il faut continuer à augmenter f jusqu'à atteindre le maximum de V. Si lorsque f augmente, V diminue, alors il faut au contraire diminuer f, pour atteindre une tension V maximale, idéale.

Voilà, le but du dispositif ainsi que la façon dont nous aimerions qu'il fonctionne vous sont connus. Malheureusement, nos connaissances en électronique sont relativement limitées: nous n'avons jamais réalisé/conçu de circuit comportant autant de blocs. Bien sûr, nous n'attendons pas que vous nous fournissiez un schéma électrique du système complet, mais toutes vos idées/indications sons les bienvenues.

Voilà le schéma bloc du circuit que nous avons réalisé avec l'aide de nos professeurs. Bien que nous ayons une bonne vue globale de la façon dont le dispositif doit fonctionner, nous avons du mal à comprendre comment sont liés les différents blocs entre eux: nous avons déjà travaillé sur/compris le fonctionnement de chaque bloc, mais nous n'arrivons pas à les "mettre ensemble".

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Merci d'avance pour les idées que vous nous apporterez,

portlan (et ses camarades)
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[invitee05a3fcc]

Sujet à la mode en ce moment : http://forums.futura-sciences.com/el...ction-fil.html

[invite95a2b456]

Bonjour,

Merci pour votre réponse. J'ai consulté le lien que vous avez posté, mais je n'ai pas trouvé d'infos qui pourraient nous aider. Je tiens à préciser qu'avant de poser notre question sur FS, nous avons effectué pas mal de recherches sur google, en français et en anglais, mais cela n'a rien donné, car notre projet est assez spécifique :/ .

Je résume notre problème: nous aimerions que le primaire adapte sa fréquence (fréquence de la source AC, dans notre cas, un oscillateur), et ce afin que la tension aux bornes de l'inductance du primaire soit maximale. C'est un problème d'optimisation: choisir f_optimale de sorte à ce que V_inductance soit max.

Quelqu'un connait-il un dispositif qui utiliserait le même principe, dans un domaine quelconque ? Nous aimerions vraiment trouver de la documentation qui nous permettrait d'avancer dans le conception de notre système.

Merci

[antek]

C'est un problème d'optimisation: choisir f_optimale de sorte à ce que V_inductance soit max.

C'est pas plutôt I_inductance qui vous intéresse ?
Si oui une mesure de courant avec le dispositif adéquat (Rshunt ou capteur hall).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite95a2b456]

Bonsoir antek

Nous sommes limités dans le choix des composants utilisés (la liste est reprise dans le message initial). Il aurait été intéressant d'utiliser des composants tels que ceux que tu as cité mais cela nous impossible . Nos professeurs nous ont donc suggéré de nous intéresser à la tension aux bornes des composants (résistance, inductance) du primaire. En simulant sur LTSpice, il semble la tension aux bornes de l'inductance atteigne son maximum lorsque la puissance transférée est maximum. Notre but est donc d'ajuster la fréquence du primaire en fonction de la tension aux bornes de l'inductance sans utiliser d'autres composants que des amplis ops, switches, résistances, capas ... (voir la liste).

Quelqu'un aurait une idée ? Heeeelp