Forum: HF, Funk und Felder Kontaktlose Kommunikation mit Ladefunktion


von Andreas S. (andymilbe)


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Hallo liebes Forum,

ich arbeite gerade an einem kleine Projekt, bei dem ich ein möglichst 
kleines Gerät mit Akku bauen will, mit dem man unkompliziert 
kommunizieren kann.
Zur Kommunikation würde ich nach meiner Recherche prinzipiell gerne NFC 
nutzen. Dann kann ich via Smartphone mit dem Gerät kommunizieren. Das 
Gerät soll komplett dicht verschlossen sein. Daher möchte ich auch 
kontaktlos laden. Dachte da an NFC mit energy harvesting. Ich habe 
bisher noch keine Ahnung von NFC aber ich denke, der NT3H1101 sieht für 
das Vorhaben gar nicht schlecht aus. Einziges Problem: "At room 
temperature, NTAG I2C could provide typically 5 mA at 2 V on the VOUT 
pin with an NFC Phone." Darüber kann ich natürlich den Akku nicht 
wirklich laden. Jetzt stelle ich mir die Frage, ob sich die 5mA auf 
"with an NFC Phone" beschränken und ich mit einer entsprechenden 
leistungsfähigeren (notfalls selbst gebauten) Ladevorrichtung auch 100mA 
oder noch mehr erreichen könnte. Ich fürchte fast, dass das Wunschdenken 
ist. Aber hier gibt es sicherlich kluge Köpfe, die da genaueres zu 
wissen.

Alternativ könnte ich auch Qi nutzen. Habe gelesen, dass da auch 
Datenkommunikation möglich ist. Allerdings geht das dann nicht mehr so 
komfortabel via Smartphone.

Bin für jeden Tipp und jede Erfahrung dankbar,
Grüße
Andreas

von Dieter (Gast)


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Orientiert an:
Beitrag "Pöbel oder Trolle Teil 1"
wollen wir das mal beantworten.  ;o)

Andreas S. schrieb:
> möglichst
> kleines Gerät mit Akku bauen will, mit dem man unkompliziert
> kommunizieren kann.

Oha, eine Wanze!
Dann packen wir schon mal die Keule der Verantwortung aus.

Dann fehlen hier schon mal viele Angaben.
Da packen wir schon mal die nächste Keule aus.

Kapazität des benötigten Akkus?
Datenrate zur Kommunikation?
Datentransfer in beide Richtungen?

Jetzt ist der TO zubereitet, dass die Trolle den Rest erledigen können.

Ansonsten nimm Bluetoth für die Kommunkation.
Zum Laden einen Royer-Konverter mit zwei BCxxx Transistoren an 
beliebigen 5V. Hinweis wäre, dass einige Smartphones auch 5V an der 
Buchse für USB-Stick und Tastaturen ausgeben können.

von Andreas S. (andymilbe)


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Auf die Thematik Pöbel oder Trolle will ich gar nicht groß eingehen.
Meist hilft es, sich aufs sachliche zu reduzieren. Späße hebe ich mir 
für persönliche Gespräche mit Menschen auf, die wissen, dass ich ihnen 
nichts will. Da läuft man nicht so schnell Gefahr, dass man jemandem 
unbeabsichtigt auf die Füße tritt.
Also zur Sache! Vielen Dank für deine Antwort, Dieter.
Meinst du eine Wanze zum Abhören? Nein, darum geht es nicht. Ich plane 
nichts illegales (zugegebenermaßen kann das jeder behaupten, aber...). 
Es werden keine persönlichen Daten (Bild, Ton, Video oder sonstiges) 
aufgezeichnet und ich kann mit reinem gewissen die volle Verantwortung 
für meine Vorhaben übernehmen.

Zu den fehlenden Angaben:
Die Kapazität des Akkus steht noch nicht final fest. Ich glaube aber 
auch, dass das nichts zu Sache tun dürfte. Was aber sicherlich relevant 
ist, ist, dass es ein LiPo 1S1P, als0 3,7V (4,2V zum Laden) werden wird. 
Der Ladestrom sollte im Bereich 100mA bis 500mA liegen.
Die Datenrate sollte bei etwa 100kBit/s liegen. Etwas weniger wäre nicht 
schlimm, mehr würde aber auch nicht schaden. Der Datentransfer sollte in 
beide Richtungen funktionieren. Halb-Duplex reicht vollkommen.

Über USB zu laden und zu kommunizieren fällt leider raus, da alles 
kontaktlos erfolgen soll, damit das Gehäuse dicht verschlossen werden 
kann.
Bluetooth wäre eher eine Notlösung. Ich persönlich finde die 
Kommunikation via Bluetooth recht kompliziert gestrickt (Services, 
Characteristics etc.) und trotz BLE ist der Stromverbrauch recht hoch. 
Zu Royer-Konvertern habe ich hier auch schon was gelesen. Schaue ich mir 
nochmal an. Hatte mir aber gewünscht, über eine Technologie Laden und 
Kommunizieren zu können und möchte das noch nicht aufgeben. Qi wäre ja 
auch noch eine gute Option, denke ich.

Viele Grüße
Andreas

von Ich A. (alopecosa)


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Andreas S. schrieb:
> Qi wäre ja
> auch noch eine gute Option, denke ich.

Qi scheidet wegen der Datenrate von ~2kBit/s direkt wieder aus :)

von Andreas S. (andymilbe)


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Oh, nur 2kBit/s. Das war mir noch nicht klar. Vielen Dank für den 
Hinweis. Wäre aber eigentlich kein Ausschlusskriterium. Dann dauert es 
eben etwas länger. Wenn der Rest passt, wäre das akzeptabel.

Grüße
Andreas

von Luke (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Zur Kommunikation würde ich nach meiner Recherche prinzipiell gerne NFC
> nutzen. Dann kann ich via Smartphone mit dem Gerät kommunizieren. Das
> Gerät soll komplett dicht verschlossen sein. Daher möchte ich auch
> kontaktlos laden.
>
> Alternativ könnte ich auch Qi nutzen. Habe gelesen, dass da auch
> Datenkommunikation möglich ist. Allerdings geht das dann nicht mehr so
> komfortabel via Smartphone.

Andreas S. schrieb:
> Oh, nur 2kBit/s. Das war mir noch nicht klar. Vielen Dank für den
> Hinweis. Wäre aber eigentlich kein Ausschlusskriterium. Dann dauert es
> eben etwas länger. Wenn der Rest passt, wäre das akzeptabel.

Wie jetzt? Wie stellst du dir das jetzt mit dem Smartphone vor? Willst 
du den Akku deiner Box aus dem Smartphone Akku über OTP laden?

Trenne einfache die beiden Funktionen "Laden" und "Kommunizieren", dann 
kannst du jede davon unabhängig deinen Bedürfnissen anpassen.

von Andreas S. (andymilbe)


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Hallo Luke,

in erster Linie würde ich gerne aus Platzgründen eine Technologie zur 
Kommunikation und zum Laden auf meiner Platine nutzen. Die Kommunikation 
soll zwischen meiner Platine und einem Smartphone stattfinden. Das Laden 
muss nicht über das Smartphone erfolgen. Hierzu könnte man die Platine 
dann auf eine Ladevorrichtung legen. Wenn ich kontaktlose Kommunikation 
und Ladung unabhängig realisieren würde, müsste ich auch 
unterschiedliche Spulen/Antennen verbauen und die eventuell auch noch 
gegenseitig abschirmen. Das erscheint mir recht aufwendig.
Der CRN120 von NXP scheint wohl das zu sein, wonach ich suche. 
Allerdings ist der scheinbar noch sehr neu und schwer zu bekommen.

Grüße
Andreas

von Dieter (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Über USB zu laden und zu kommunizieren fällt leider raus, da alles
> kontaktlos erfolgen soll, damit das Gehäuse dicht verschlossen werden
> kann.

Den wireless Lader- & Kommunkations-Poller wirst Du nicht kontaktlos 
anbinden können und mindestens USB benötigen.

Nicht mehr verfügbar, aber es gab zu Zeiten von COM & USB 1.0/1.1 eine 
galvanische Trennung mit Luftübertrager (zwei gegenüberliegende 
Halbschalen) für 0,1-0,3A und für die Signale mit Magnetfixierung.

> Der Ladestrom sollte im Bereich 100mA bis 500mA liegen.

Dann ist der Akku auch nicht fummelig klein und das Gerät dann natürlich 
auch nicht.

> Bluetooth wäre eher eine Notlösung.

Zigbee, LORAN fielen mir da noch ein.

> unterschiedliche Spulen/Antennen verbauen und die eventuell auch noch
gegenseitig abschirmen.

Im Nahbereich, wenn nur während der Ladung übertragen wird, reicht das 
Chipgehäuse oft als Antenne aus. Sieht man z.B. beim Raspi.

Die meisten wireless Charger sind grottig gebaut. Als Ferrit wird 
dahinter nur ein ferrithaltige Pertianxplatte gesetzt. DAs ist nicht 
befriedigend auch im Hinblick auf die Reichweite und macht das fummelig 
beim anlegen. Erst beim gefühlten fünften Versuch funktioniert das 
Laden. Wird das Gerät aufgelegt und dann der Charger an die 
Spannungversorgung angeschlossen versagen fast alle Geräte. Mit mehr als 
5W werden fast alle Geräte zu warm.

von Mario M. (thelonging)


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Dieter schrieb:
>> Bluetooth wäre eher eine Notlösung.
>
> Zigbee, LORAN fielen mir da noch ein.

Oder GPS. 😂

von mm (Gast)


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NFC wireless charging soll doch bis 1W übertragen.
PCA943X behauptet er kann bis zu 200mA liefern.

von Andreas S. (andymilbe)


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mm schrieb:
> NFC wireless charging soll doch bis 1W übertragen.
> PCA943X behauptet er kann bis zu 200mA liefern.

Hallo mm, danke für deinen Hinweis. Der PCA943X stammt genau so wie der 
von mir bereits erwähnte CRN120 aus der "NFC Wireless Charging" Reihe 
von NXP. Du hast Recht, der wäre ideal für mein Vorhaben. Allerdings 
scheinen die beide ziemlich neu zu sein. Auf der Seite von NXP steht 
beim Data Sheet zum PCA943X "Coming soon". Außerdem sind die momentan 
nirgendwo zu bekommen. Ich fürchte, ich muss mich noch etwas gedulden 
und übergangsweise ein Kabel zum Laden aus dem Gehäuse raus führen, bis 
NXP die Controller "richtig" raus gebracht hat. Für den Prototypen ist 
die Lösung mit dem Kabel auch ausreichend. Habe daher überlegt, anfangs 
den NT3H1101/NT3H1201 zu nehmen.

Viele Grüße an alle und danke für eure Unterstützungen.
Wenn noch jemand Ideen hat, immer gerne :-)

Grüße
Andreas

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