På havets botten
-
PROTOTYPEN ÄR KLAR!!!
Hela systemet är äntligen färdigt! Energiöverföringen fungerar som den ska, batteriet laddas som det ska och informationen skickas trådlöst! Vi har haft en del problem utmed projektets gång som nu äntligen är rättade! Framförallt med själva batteriladdningen, men nu har vi tack vare hjälp från Mats Hellberg på Linear Technology (LT) fått igång laddningen klockrent!
Efter tester av systemet i luft och vatten har vi lyckats uppnå en total verkningsgrad på 68,6% i luft respektive 66,8% i saltvatten. Detta resultatet är förvånandsvärt bra för hela systemet då spänningen måste gå igenom en H-brygga, spolarna och sist spänningsregulatorn. För att göra tester under saltvatten har vi lackat våra spolar med hammarlack och är den svarta pinnen som syns i bilden. Längst till vänster i bilden kan man se batteriregulatorn som LT har försett oss med! Nu återstår bara endast utförliga tester för vilka strömmar vi kan komma upp i och andra roliga mätningar beroende på frekvenser, saltvatten och annat smått och gått som är viktigt att visa som resultat.
_ -
Kommunikationen
Den datan som ska överföras trådlöst mellan de båda sidorna av systemet medför en del problem just i saltvatten. Ett möjligt sätt att gå tillväga är ultraljud men då det finns så lite modeller för just detta så känns RF-kommunikation som ett bättre alternativ då det finns ett flertal färdiga moduler för just det. Det finns dessutom många fördelar med RF-frekvenser, de stör inte liv under vatten, det blir snabbare datahastighet, det är väldigt billigt, det är inte lika känsligt för smutsigt vatten m.m. Nackdelarna med RF jämfört med ultraljud i saltvatten är dock att avståndet som informationen kan skickas blir extremt kort. Ultraljud kan fungera upp till hundratals meter medans RF enligt våra beräkningar kommer att fungera på endast ett par centimeter. Detta är inte helt optimalt för vårt system men efter att ha vägt för- och nackelar så får vi utgå från detta problem och försöka gå runt det genom att konstruera systemet på ett sådant sätt att sändaren och mottagaren hamnar tillräckligt nära varanadra.
-
Spolarna är Färdiga
Primärspolen är lindad runt en ferritstav för att få så högt och riktakt magnetfält som möjligt. Sekundärspolen har vi lindat runt ett VP-rör för att passa runt primärspolen. Detta är egentligen inte optimalt för att uppnå högsta verkningsgrad då VP-röret är lite mer än 1mm tjockt men för tillfället får detta räcka för tester.
Resultatet av spänningsöverförinigen blev förvånandsvärt bra. Vår sekundärsida skulle få en spänningshöjning för att kunna ladda det kommande batteriet och som planerat blev det en spänningshöjning från 12VDC på primärsidan upp till 18VDC på sekundärsidan. Enligt våra beräkningar skulle vi har hamnat på ca 16,5VDC men med tanke på att vi överför en fyrkantsvåg istället för en sinusformad våg så ökade den resulterade spänningen ännu mer.
Efter ett test med ett litet effektmotsånd lyckades vi överföra en ström på 0,85A. Detta ser lovande ut då målet ligger på cirka dubbla den resulterade strömmen för att kunna ladda batteriet så snabbt som möjligt. Mer nogranna mätningar kommer att göras för systemet samt optimering av spolarna för att få så bra överföring som möjligt mellan dom.
-
Projektet är igång!
Syftet med projektet är att med hjälp av induktion ladda "små" sensorstationer på havets botten. Dessa sensorstationer ska under en viss tid ha samlat data som våran krets ska ta emot samtidigt som en laddningsprocess sätts igång. När laddningen av batterierna är klar ska detta också skickas som data så man vet när man ska åka och ladda nästa station.
I början av detta projektet har vi till en start mestadels fokuserat på att få igång induktionen för vårt projekt då huvudmålet är att uppnå så bra verkningsgrad som möjligt.
Våran krets kan delas upp i två huvuddelar, sekundär- och primärsida där primärsidan är den sidan som vi matar spänning ifrån. Vi ska mata kretsen med en DC-spänning på 12 volt. Men för att energi ska kunna överföras mellan spolarna måste denna DC-spänningen omvandlas till AC med hög frekvens (i vårt fall har vi valt 100kHz). Till detta använder vi en H-brygga som är anpassad för Arduino så att man enkelt kan ändra frekvens om så skulle behövas. På Sekundärsidan behövs doch en likriktare och det har vi enkelt gjort med en helvågslikriktare.
På oscillatorn i bilden kan man se vågen som vi skapat i H-bryggan samt DC-spänningen efter helvågslikriktaren.
Nästa steg i projektet blir att tillverka spolarna och att justera eventuella ändringar som behöver göras efter detta för att uppnå så bra verkningsgrad som möjligt.
-
Nu är det igång!
På havets botten är ett examensarbete som fokuserar på induktionsladdning och trådlös kommunikation under havsytan
