Kĺbový bezdrôtový vysielač energie: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Chcete, aby kĺbové rameno nezmyselne sledovalo nabíjanie vášho zariadenia? Toto je projekt. Kombinácia bezdrôtového vysielača a prijímača, ktorá bude nasledovať vaše zariadenie ….. pokiaľ je vzdialený asi tri palce.

Zásoby:

• Vlastné dosky plošných spojov (schémy a súbory rozloženia, ktoré je potrebné sledovať)
• Vlastné servo držiaky (súbory na sledovanie)
• Prevodová cievka 4,95uH
• 2 x servo SG90
• 3,7 V LiPo batéria
• Napájanie notebooku 19V
• Polykarbinát 3 x 5 palcov E

Krok 1: Schémy a dosky plošných spojov: Úpravy a prispôsobenie dizajnu

Pre tento projekt som sa rozhodol objednať jednu holú dosku z výrobného domu a druhú rezať laserovou rezačkou LPKF. Oba fungujú, ale vzhľadom na množstvo priechodných otvorov by som odporučil objednať dosky namiesto ich rezania sami. Obe dosky sú založené na mikrokontroléri ESP32, vďaka ktorému je pripojenie k tomuto projektu prostredníctvom WiFi alebo Bluetooth veľmi jednoduché, ale pre tento projekt sú nastavené tak, aby sa k sebe pripájali iba vtedy, keď sú aktivované.

Eagle som použil aj na schematické zachytenie a rozloženie dosiek. Pretože Eagle je teraz vo vlastníctve spoločnosti Autodesk, dobre sa integruje s ich nástrojmi na kreslenie, ako sú Fusion360 a Inventor. To mi umožnilo rýchlo a ľahko skontrolovať mechanické prispôsobenie rozloženiu dosiek.

1. Prezrite si obe schémy a vykonajte požadované zmeny.
2. Ak plánujete zmeniť ktorúkoľvek z cievok, zaistite, aby ladiace kondenzátory rezonovali s hodnotou indukčnosti novej cievky. Uistite sa tiež, že cievky udržujú pomer indukčnosti 3: 1

Popis obvodu: Vysielač

Tento dizajn má dve hlavné časti obvodu: prvou je komunikácia/ovládanie a druhou rezonančný obvod na prenos výkonu drôtov Frekvencia WPT je sústredená na 127 KHz a zvládne približne 10 W. Prenosová časť je vyladený sériový rezonančný obvod. Dosku ako celok je možné napájať 18 V až 36 V DC, takže váš štandardný napájací zdroj pre laptop bude pre tento projekt fungovať skvele.

Popis obvodu: Prijímač

Tento dizajn je tiež založený na ESP32, ale používa aj LTC4120. Tento čip je navrhnutý špeciálne ako prijímač WPT a je schopný rozladiť obvod prijímača tak, aby bolo do systému dodané správne množstvo energie. Čip má tiež jednobunkový nabíjací obvod LiPo s niekoľkými bezpečnostnými funkciami, ako je ochrana pred prúdom a časový limit nabíjania.

Krok 2: Objednajte si DPS

Existuje niekoľko doskových domov, v ktorých je možné kúpiť holé dosky. Ak ste študent, mnohé z nich majú tiež zľavy, ak máte školskú e -mailovú adresu.

• Pokročilé obvody (4PCB)
• Okruhy slnečného kameňa
• JLC PCB
• PCBWay
• Zlatý Pheonix

Ak tiež nechcete, aby bola vaša doska osadená časťami, môžete ich vopred vyplniť za trochu peňazí navyše. Majte na pamäti, že mnohé z týchto miest používajú externé doskové domy.

• Kričiace obvody
• JLC PCB
• CircuitHUB
• TurnKey PCB

V závislosti od predstavenstva budú vyžadovať určité súbory, niekedy v rôznych formátoch. Ak objednávate iba holé dosky, je to menší problém, pretože gerbery sú výberom väčšiny fabových domov. Nasleduje zoznam súborov, ktoré by ste potrebovali na riešenie na kľúč.

1. Rada Gerbers:.grb
2. Kusovník:.xlsx (Toto je spravidla vo formáte diktovanom predstavenstvom; vo všeobecnosti spájajú refdes (referenčné čísla súčiastok) s každým komponentom.
3. Ťažisko:.xlsx (Tento súbor volá umiestnenie a orientáciu jednotlivých častí na základe pôvodu a odkazu)
4. Zásobník vrstiev (nie je to vždy potrebné, ale je pekné to mať)

Krok 3: Vytlačte diely

Na tlač sú celkom tri diely:

1. Horné servo rameno
2. Spodné rameno serva
3. Základňa ramena

Krok 4: Blikajúci kód

Celý kód bol napísaný v Arduino IDE pomocou knižníc ESP32 od spoločnosti Espressif. Ak chcete nainštalovať ovládače USB-> UART spolu so súbormi podpory dosky, kliknite na tento odkaz:

Väčšina tohto kódu je založená na knižniciach ESP32 spoločnosti Espressiff a ich komentáre a návrhy sú odvodené od nich, nie odo mňa.

Funkčnosť vysielača

Vysielač je v tejto konfigurácii vlastne „otrokom“WiFi. Je to spôsobené tým, že prijímač je rozhodcom odosielania informácií o jeho orientácii na dosku vysielača. Pri bootovaní sa doska sama inicializuje ako bezdrôtový prístupový bod čakajúci na pripojenie z „hlavného“ESP32. Potom inicializuje IO a čaká na pripojenie. po pripojení sa rozsvieti červená LED dióda a začne sa hazardovať.

Funkčnosť prijímača

Pri štarte sa prijímač inicializuje ako prístupový bod a začne hľadať "otroka". Akonáhle ich zistia, vyjednajú „kanál“, na ktorom budú fungovať, a presunú sa k nemu. Akonáhle je tam, program potom skontroluje údaje akcelerometra a začne ich spájať s doskou vysielača. Ak zariadenie „slave“nemožno nájsť, program bude pokračovať v reinicializácii svojho rozhrania WPA a bude pokračovať v hľadaní.