Drahtlose Energieversorgung für rotierende Disks

Abstract:
Wir präsentieren ein Design für ein drahtloses Energieübertragungssystem mittels zweier induktiv gekoppelter Spulen auf eine rotierende Disk. Die gleichgerichtete und stabilisierte Leistung wird zum Betrieb eines Arduino kompatiblen Mikrokontrollers (myC) verwendet. Dieser befindet sich auf der rotierenden Disk und steuert und überwacht verschiedene Sensoren und Aktoren. Die Plattform wurde für flexibles Prototyping entworfen und zeigt die Machbarkeit einer drahtlosen Energieversorgung und die Verwendung eines Mikrocontrollers für zum Beispiel Lab-on-a-disk Anwendungen. Hierdurch werden keine Schleifkontakte oder Batterien mehr benötigt und es eröffnen sich zahlreiche Freiheiten fur den Aufbau. Die große Anzahl verschiedener Sensoren und Aktoren die verwendet wurden zeigt welche große Bandbreite an Parametern hierdurch einfach überwacht werden konnen, bzw. eingestellt werden können. Alle Bauteile sind über einen I²C Bus mit dem Mikrokontroller verbunden und können dadurch einfach ausgetauscht oder programmiert werden, um eine spezielle Funktion auf der Disk zu erfüllen. Die drahtlose Energieversorgung benötigt wenig Platz und sollte mit einer Vielzahl an bereits existierenden Lab-on-a-disk Plattformen kompatibel sein, als ein einfaches Add-on. Es wird keine Modifikation der Antriebsachse benötigt, und die Spulen können auf die spezifischen geometrischen Anforderungen hin angepasst werden. Induktive Leistungsübertragung ist eine sehr flexible Möglichkeit, da die Spulen so wie benötigt entworfen werden können, die Herstellung erfolgt mittels konventioneller PCB Leiterplatten Technologie. Da Sende- und Empfangsspule konzentrisch angeordnet sind, wird die Leistungsübertragung nicht von der Rotation beeinflusst.