Artikulierender drahtloser Leistungstransmitter - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Möchten Sie, dass ein Gelenkarm Ihrem Gerät beim Aufladen sinnlos folgt? Dies ist das Projekt. I Wireless-Power-Sender und -Empfänger-Kombination, die Ihrem Gerät folgt…..solange es ungefähr drei Zoll entfernt ist.

Lieferungen:

• Kundenspezifische Leiterplatten (Schaltpläne und Layoutdateien folgen)
• Benutzerdefinierte Servohalterungen (Dateien folgen)
• 4.95uH Übertragungsspule
• 2 x SG90-Servos
• 3,7 V LiPo-Akku
• 19V Laptop-Netzteil
• Polycarbinat 3 Zoll x 5 Zoll E

Schritt 1: Schaltpläne und PCBs: Designänderung und Anpassung

Für dieses Projekt beschloss ich, eine blanke Platine von einem Fertigungshaus zu bestellen und die andere mit einem LPKF-Laserschneider zu schneiden. Beides funktioniert, aber aufgrund der Menge an Durchgangslöchern würde ich vorschlagen, die Platinen zu bestellen, anstatt sie selbst zu schneiden. Beide Boards basieren auf dem ESP32-Mikrocontroller, der die Verbindung zu diesem Projekt über WLAN oder Bluetooth sehr einfach macht. Für dieses Projekt sind sie jedoch so eingestellt, dass sie sich nur bei Aktivierung mit sich selbst verbinden.

Ich habe Eagle auch für die Schaltplanerfassung und das Platinenlayout verwendet. Da Eagle jetzt im Besitz von Autodesk ist, lässt es sich gut in ihre Zeichenwerkzeuge wie Fusion360 und Inventor integrieren. Dadurch konnte ich schnell und einfach mechanische Passungen gegen Platinenlayouts überprüfen.

1. Überprüfen Sie beide Schaltpläne und nehmen Sie die gewünschten Änderungen vor.
2. Wenn Sie eine der Spulen austauschen möchten, stellen Sie sicher, dass die Abstimmkondensatoren mit dem Induktivitätswert der neuen Spule mitschwingen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Spulen ein Induktivitätsverhältnis von 3:1 beibehalten

Schaltungsbeschreibung: Sender

Dieses Design besteht aus zwei Hauptteilen des Schaltkreises: Der erste ist die Kommunikation/Steuerung und der zweite ist der Resonanzkreis für die Stromübertragung der Drähte. Die WPT-Frequenz ist bei 127 kHz zentriert und kann etwa 10 W verarbeiten. Der Übertragungsteil ist ein abgestimmter Serienresonanzkreis. Das Board als Ganzes kann von 18VDC bis 36VDC mit Strom versorgt werden, so dass Ihr Standard-Laptop-Netzteil für dieses Projekt hervorragend funktioniert.

Schaltungsbeschreibung: Empfänger

Dieses Design basiert ebenfalls auf dem ESP32, verwendet aber auch den LTC4120. Dieser Chip ist speziell als WPT-Empfänger konzipiert und kann die Empfängerschaltung so verstimmen, dass dem System die richtige Strommenge zugeführt wird. Der Chip verfügt auch über eine Einzelzellen-LiPo-Ladeschaltung mit mehreren Sicherheitsfunktionen wie Überstromschutz und Ladezeitüberschreitung.

Schritt 2: Leiterplatten bestellen

Es gibt mehrere Boardhouses, in denen blanke Boards gekauft werden können. Wenn Sie ein Student sind, haben viele von ihnen auch Rabatte, solange Sie eine Schul-E-Mail-Adresse haben.

• Erweiterte Schaltkreise (4PCB)
• Sonnenstein-Routen
• JLC-Leiterplatte
• PCBWay
• Goldener Pheonix

Wenn Sie Ihr Board auch nicht mit Teilen bestücken möchten, können Sie diese für etwas mehr Geld vorbestücken. Denken Sie daran, dass viele dieser Orte externe Boardhouses verwenden.

• Schreiende Schaltkreise
• JLC-Leiterplatte
• SchaltungHUB
• TurnKey-Platine

Je nach Boardhouse werden bestimmte Dateien manchmal in unterschiedlichen Formaten benötigt. Wenn Sie nur nackte Bretter bestellen, ist dies weniger problematisch, da Gerbers die Datei der Wahl für die meisten Fab-Häuser sind. Nachfolgend finden Sie eine Liste der Dateien, die Sie für eine schlüsselfertige Lösung benötigen.

1. Vorstand Gerber:.grb
2. BOM:.xlsx (Dies ist im Allgemeinen ein vom Vorstand vorgegebenes Format; im Allgemeinen verknüpfen sie refdes (Referenzdesign-Teilenummern) mit jeder Komponente.
3. Schwerpunkt:.xlsx (Diese Datei gibt die Position und Ausrichtung jedes Teils basierend auf Ursprung und Referenz an)
4. Layer Stackup (Dies ist nicht immer erforderlich, aber schön zu haben)

Schritt 3: Teile drucken

Es gibt insgesamt drei Teile zu drucken:

1. Oberer Servoarm
2. Unterer Servoarm
3. Armbasis

Schritt 4: Blinkcode

Der gesamte Code wurde in der Arduino-IDE mit den ESP32-Bibliotheken von Espressif geschrieben. Um die USB->UART-Treiber zusammen mit den Board-Support-Dateien zu installieren, folgen Sie bitte diesem Link:

Ein Großteil dieses Codes basiert auf den ESP32-Bibliotheken von Espressiff und ihre Kommentare und Vorschläge werden von ihnen abgeleitet, NICHT von mir.

Senderfunktionalität

Der Sender ist in dieser Konfiguration eigentlich der WLAN-„Slave“. Dies liegt daran, dass der Empfänger der Arbiter ist, seine Orientierungsinformationen an die Senderplatine zu senden. Beim Booten initialisiert sich das Board selbst als drahtloser Zugangspunkt, der auf eine Verbindung vom "Master" ESP32 wartet. Danach initialisiert es IO und wartet auf Verbindung. Sobald die Verbindung hergestellt ist, leuchtet eine rote LED auf und beginnt mit dem Gimballing.

Empfängerfunktionalität

Beim Booten initialisiert der Receiver seinen Zugangspunkt und beginnt mit der Suche nach einem "Slave". Sobald sie gefunden wurden, verhandeln sie einen "Kanal", auf dem sie operieren und zu ihm wechseln können. Dort überprüft das Programm dann die Beschleunigungsmesserdaten und beginnt mit der Weiterleitung an die Senderplatine. Wenn kein "Slave"-Gerät gefunden werden kann, fährt das Programm damit fort, seine WPA-Schnittstelle neu zu initialisieren und weiter zu suchen.