/elektronik

Århus-ingeniører lader håndholdt computer op gennem luften

Det er lykkes Undervisere og studerende fra Århus Ingeniørhøjskole at få en trådløs oplader til at virke på 30 centimeters afstand. Nu skal opladeren testes i det virkelige liv.

Af Julie Ring-Hansen Holt, tirsdag 02. feb 2010 kl. 11:26

En ny trådløs oplader kan gøre livet mere sikkert for ældre mennesker, fordi deres alarmenhed ikke skal lades op i en stikkontakt, men kan blive omkring håndleddet.

Det er undervisere og studerende fra Ingeniørhøjskolen i Århus, der har videreudviklet en teknologi, der kan overføre elektrisk energi gennem luften og lade batteriet op i en alarm eller håndholdt computer.

Opladeren, der foreløbigt er udformet som en ring af kobbertråde med en diameter på 30 centimeter, sender strømmen til en lille spole, der er bygget ind i enheden, der skal lades op.

»Systemet udnytter den såkaldte magnetiske resonans, der også kendes fra akustik. Hvis man holder en vibrerende stemmegaffel ved siden af en anden stemmegaffel, sker der en akustisk kobling, så stemmegaflen begynder at vibrere i takt med den første,« siger lektor i informations- og kommunikationsteknologi Jørgen Nybo.

»I vores oplader er det bare strømmen, der overføres gennem luften fra den ene spole til den anden,« siger han.

Det er tanken, at den store spole skal bygges ind i den ældres seng, så håndledscomputeren kan lades op, mens vedkommende sover.

14 øre for otte timer
Teknologien er ikke ny, men de eksempler, man kender fra kommerciel anvendelse, indskrænker sig til opladning af mobiltelefoner med en elektrisk "musemåtte" som telefonen lægges på, og køkkenudstyr, der står på en bordplade, hvor spolen er bygget ind i.

Teknologien kræver dog, at genstanden, der lader op, er i tæt fysisk kontakt med spolen.

Hvorvidt der er en sundhedsfare ved at bygge en trådløs oplader ind i en seng, er stadig usikkert.

»Magnetfeltet omkring vores oplader er cirka 0,5 Tesla ved 100 kHz. Vi kender endnu ikke de eventuelle sundhedsskadelige virkninger i det frekvensområde. Der findes dog undersøgelser ved 50 Hz, der ikke umiddelbart kan dokumentere sundhedsrisiko,« siger lektor Jørgen Nybo.

Prototypen på den trådløse oplader kan indtil videre overføre en strømstyrke på 300 mA, hvilket er nok til at lade en lille håndholdt computer op i løbet af en nat.

Ladestrømmen er proportional med magnetfeltet, når modtagespoleaksen følger feltet. Magnetfeltet følger koncentriske cirkler med lederen som centrum. Magnetfeltet er størst tæt på lederen og cirka det halve i centrum af spolen, når sende- og modtagespole har samme akse.

I en afstand af cirka 30 cm over spolen er ladestrømmen faldet til cirka 0 mA.

»Opladeren har en virkningsgrad på 11 procent. Det er ikke meget, men effektforbruget er heller ikke særligt stort. Otte timers opladning koster 14 øre, hvis timeprisen for en kilowatt er 1,75 kroner,« har Jørgen Nybo regnet sig frem til.

Oplagt til PDA'en
Opladeren er i første omgang bygget til en håndledsbåret computer til ældre mennesker, der er udviklet i regi af Ingeniørhøjskolens videnscenter Sundhedsteknologier i Hjemmet.

Lektor Jørgen Nybo fortæller, at systemet virker og er demonstreret, men at han og de studerende stadig mangler at afprøve teknologien i praksis i løbet af foråret. Forhåbentlig vil teknologien kunne anvendes i både andre applikationer til sundhedssektoren og forbrugerelektronik.

»Flere producenter af mobiltelefoner eksperimenterer allerede med teknologien, og det vil også være oplagt at oplade PDA’er og bærbare pc’er trådløst,« siger Jørgen Nybo, der også ser opladning af elbiler gennem luften som en mulighed.

»Eksempelvis kan offentlige parkeringspladser have specielle båse i form af dockingstationer, hvor elbiler kan lades op trådløst,« siger han.



02. feb 2010 kl 11:47

Claus Hillker

Effektivitet


11% kan sikkert gå an til applikationer som f.eks. de ældres alarmdims, men forslaget om opladning af elbiler i specielle P-båse er nok lidt langt væk fra virkeligheden med den effektivitet. Kølebehovet må blive massivt når effekten skrues op til elbilniveau, de resterende 89% af energien forsvinder jo ikke bare - de bliver til varme i spolens og dens omgivelser.


02. feb 2010 kl 11:59

avatar

Martin Zacho

Pacemaker ?

Hvordan mht. påvirkning af pacemakere eller anden indopereret udstyr ?

Martin.


02. feb 2010 kl 12:03

avatar

Thomas Wittenburg

Re: Effektivitet

Hvis man udnytter den varme til andre formål, eksempelvis opvarmning af indkøbscentret eller kontorbygningen ved siden af parkeringspladsen, kunne det måske alligevel være en god ide...
Man har jo set lignende koncepter, hvor varmen fra servercentre anvendes til opvarmning af kontorbygninger. I Helsinki bruger man det endda i hele bydele.

Så længe man tænker i helheder er der mange interessante perspektiver.


02. feb 2010 kl 12:13

Sonny Andersen

Re: Effektivitet

Ja, vi lavede en RFID reader for nogen år siden til Infíneon's halvleder fabrik i Dresden. De ville have trådløs ladning da de ikke kunne tolerere gnister eller andre partikler i fabrikken. Med 125KHz samt tæt kobling (~5mm) havde vi omkring 60mA med ved 7V Spolerne var ikke særlig optimalt placeret, så der var nogen pænt store tab. Vores lå vel omkring 4%. Så jeg nægter at tro at de 11% var i større afstand end NUL. Og så er der 300mA i den størrelse spole og de antal vindinger ... Det falder vist godt og vel ud over regelsættet givet i ETSI standarden.


02. feb 2010 kl 12:15

avatar

Martin Zacho

Re: Re: Effektivitet

Man har jo set lignende koncepter, hvor varmen fra servercentre anvendes til opvarmning af kontorbygninger. I Helsinki bruger man det endda i hele bydele.

Så længe man tænker i helheder er der mange interessante perspektiver.

Blot ikke i DK, da den type helhedstænkning vil straffe virksomheden, da el brugt til driften er fritaget (delvist ?) for afgift, hvilket ikke er tilfældet hvis spildvarmen bliver brugt til rumopvarmnings.

Så meget for CO2 venlig politik.

Martin.


02. feb 2010 kl 12:24

Frithiof Andreas Jensen

Re: Re: Effektivitet

Sendespolen er stor i forhold til modtageren - det gør det meget nemmere at koble de to spoler.


02. feb 2010 kl 13:17

avatar

Peter Andersen

Re: Pacemaker ?

Hvordan mht. påvirkning af pacemakere eller anden indopereret udstyr ?

Martin.

Der er godt afskærmede,det kan jo ikke ga at man får et mindre hjerteanfald hver gang man går forbi eks, rfid tagger


02. feb 2010 kl 13:26

Preben Rose

Men åbenbart ikke ret godt?

Det er lykkes Undervisere og studerende fra Århus Ingeniørhøjskole at få en trådløs oplader til at virke på 30 centimeters afstand.

I en afstand af cirka 30 cm over spolen er ladestrømmen faldet til cirka 0 mA.

I hvilken afstand er virkningsgraden 11%?

Bliver der ikke problemer med at overholde reglerne for emision?






02. feb 2010 kl 14:58

Svend Ferdinandsen

Re: Men åbenbart ikke ret godt?

Effektiviteten afhænger først og fremmest af Q'et de kan opnå i spolen/spolerne. Ved de frekvenser tabes næsten ingenting i udstrålet felt, så det felt der kan opnåes for en given effekt i senderen er proportionalt med Q'et i kredsen, og kan derfor blive meget stort. Ved rimelig tæt kobling kan overførslen derfor blive rigtig god.
Jeg har arbejdet med RFID tags og senderen var på ca 200mW og pakket i en mobiltelefon, som aftog det meste af effekten, men alligevel kunne den levere nok til at aktivere elektronikken i en tag.
Overskriften gør det bemærkelsesværdigt, og det er det ikke. Det er ret simpel ingeniørkunnen, eller også har der været andre ubeskrevne begrænsninger i opgaven.


02. feb 2010 kl 15:45

Sonny Andersen

Re: Re: Men åbenbart ikke ret godt?

En ting er at aktivere et tag. En anden er at lade et batteri.
Tags har et meget lavt energiforbrug. HF tags sender ved at modulere feltet med relativ lille last.. 200mW ind, og et forbrug i størrelsesordenen mindre end 2mW.


02. feb 2010 kl 15:55

avatar

Kurt Vandkjær

Re: Pacemaker ?

Er der en læge til stede?
Vi ved at en mobiltelefon skal holdes mindst 20 cm fra pacemakeren, men hvad med andet indop. udstyr (medicindosering)
Mange handicappede og ældre bærer en nødhjælpsknap om halsen, Hvor tæt må denne komme til eks. pacemaker. Nødhjælpsknappen har en rækkevidde på ca 40 - 50 m


02. feb 2010 kl 20:38

Søren Nielsen

Re: Re: Effektivitet

Hvis man udnytter den varme til andre formål, eksempelvis opvarmning af indkøbscentret eller kontorbygningen ved siden af parkeringspladsen, kunne det måske alligevel være en god ide...
Man har jo set lignende koncepter, hvor varmen fra servercentre anvendes til opvarmning af kontorbygninger. I Helsinki bruger man det endda i hele bydele.


Så længe man tænker i helheder er der mange interessante perspektiver.

Aldrig mere is og sne på Ellert pladser :-)


02. feb 2010 kl 20:39

Søren Nielsen

Total kortslutning

Hvad skar der så, når den "ældre" har metal armbånd, ringe og halskæder på ?


02. feb 2010 kl 21:03

Chris Bagge

Re: Re: Re: Effektivitet

Hvis man udnytter den varme til andre formål, eksempelvis opvarmning af indkøbscentret eller kontorbygningen ved siden af parkeringspladsen, kunne det måske alligevel være en god ide...
Man har jo set lignende koncepter, hvor varmen fra servercentre anvendes til opvarmning af kontorbygninger. I Helsinki bruger man det endda i hele bydele.
Så længe man tænker i helheder er der mange interessante perspektiver.

Det virker helt hen i vejret at lave løsninger med så lav virkningsgrad når vi taler om at spare energi. Hvis der er specielle krav p.g.a. gnistfri atmosfære vandtæthed e.l. Men hvis der er for at spare os for at sætte et stik i, så er det ude på overdrevet. Dette står i grel kontrast til f.eks. det ny EU-direktiv om maksimalt 1 W tomgangstab.


02. feb 2010 kl 22:02

Jens Peter Koch

Virkningsgrad på 11% ?

Hvordan hænger det lige sammen med at alle fjernsyn o.lign. i fremtiden skal have et meget lavt stand-by forbrug, under 1 Watt for at få Svanemærket?. Samsung har et 40" LED tv som bruger 0.1. Watt stand-by, og har Svanemærket.

Er det ikke "mission impossible" med den oplade virkningsgrad. Og så snakkes der også om at gøre det ved opladning af el-biler! - Tåbeligt er vel ordet.

Det vil ganske vist medfører, at alle ladestationer vil være snefrie uanset vintervejr, men men.


03. feb 2010 kl 11:55

Jørgen Nybo

Re: Effektivitet

Virkningsgraden på 11% skylden den "løse" kobling mellem sendespole og modtagespole. Ved andre anvendelser, hvor sender og modtager er koblet tættere kan der, som det bla. fremgår af forsøg ved MIT, opnås væsentlig større virkningsgrad.


03. feb 2010 kl 12:03

Jørgen Nybo

Re: Effektivitet

Virkningsgraden på 11% skylden den "løse" kobling mellem sendespole og modtagespole. Ved andre anvendelser, hvor sender og modtager er koblet tættere kan der, som det bla. fremgår af forsøg ved MIT, opnås væsentlig større virkningsgrad.


08. feb 2010 kl 14:20

Søren Ploug

Re: Effektivitet

Hvad sker der med de sidste 89 % ?
Og er det overhovedet tilladt at igangsætte en 100 kHz radiosender hvad dette jo retteligt er ?
Som om æteren ikke var forurenet nok !


11. feb 2010 kl 15:07

Lars Tørnes Hansen

Re: Re: Effektivitet

Hvad sker der med de sidste 89 % ?
Og er det overhovedet tilladt at igangsætte en 100 kHz radiosender hvad dette jo retteligt er ?
Som om æteren ikke var forurenet nok !

De 89% bliver vel til varme, da energi ikke kan forsvinde, men kun omsættes fra en form til en anden form.

Ja det er tilladt, da apparatet ikke er en radiosender!
Den er ikke en radio-sender, da den ikke laver et elektro-magnetisk felt, men kun et magnetisk felt.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.