Kloubový bezdrátový vysílač energie: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Chcete, aby kloubové rameno nesmyslně sledovalo nabíjení vašeho zařízení? Toto je projekt. I Kombinace bezdrátového vysílače a přijímače, která bude sledovat vaše zařízení….. pokud je vzdálená asi tři palce.

Zásoby:

• Vlastní desky plošných spojů (schémata a soubory rozvržení, které je třeba sledovat)
• Vlastní servo držáky (soubory, které je třeba sledovat)
• Přenosová cívka 4,95uH
• 2 x serva SG90
• 3,7V LiPo baterie
• 19V napájecí zdroj pro notebook
• Polykarbinát 3in x 5in E

Krok 1: Schémata a desky plošných spojů: Úpravy a přizpůsobení návrhu

Pro tento projekt jsem se rozhodl objednat jednu holou desku z výrobního domu a druhou řezat laserovou řezačkou LPKF. Oba fungují, ale vzhledem k množství průchozích otvorů bych doporučil objednat desky místo jejich řezání sami. Obě desky jsou založeny na mikrokontroléru ESP32, díky kterému je připojení k tomuto projektu přes WiFi nebo Bluetooth velmi jednoduché, ale pro tento projekt jsou nastaveny tak, aby se připojovaly pouze k sobě, když jsou aktivovány.

Eagle jsem také použil pro schematické zachycení a rozložení desky. Protože Eagle nyní vlastní Autodesk, dobře se integruje s jejich kreslícími nástroji, jako jsou Fusion360 a Inventor. To mi umožnilo rychle a snadno zkontrolovat mechanické přizpůsobení rozložení desky.

1. Zkontrolujte obě schémata a proveďte požadované změny.
2. Pokud plánujete vyměnit některou z cívek, zajistěte, aby ladicí kondenzátory rezonovaly s hodnotou indukčnosti nové cívky. Zajistěte také, aby cívky udržovaly poměr indukčnosti 3: 1

Popis obvodu: Vysílač

Tento design má dvě hlavní části obvodu: první je komunikace/řízení a druhá je rezonanční obvod pro přenos výkonu drátů. Frekvence WPT je soustředěna na 127 KHz a zvládne asi 10 W. Přenosová část je vyladěný sériový rezonanční obvod. Desku jako celek lze napájet od 18VDC do 36VDC, takže váš standardní napájecí zdroj pro notebook bude pro tento projekt fungovat skvěle.

Popis obvodu: Přijímač

Tento design je také založen na ESP32, ale také používá LTC4120. Tento čip je navržen speciálně jako přijímač WPT a je schopen rozladit obvod přijímače tak, aby bylo do systému dodáno správné množství energie. Čip má také jednobunkový nabíjecí obvod LiPo s několika bezpečnostními funkcemi, jako je ochrana proti proudu a časový limit nabíjení.

Krok 2: Objednejte PCB

Existuje několik deskových domů, ve kterých lze zakoupit holé desky. Pokud jste student, mnoho z nich má také slevy, pokud máte školní e -mailovou adresu.

• Pokročilé obvody (4PCB)
• Obvody slunečního kamene
• JLC PCB
• PCBWay
• Zlatý Pheonix

Pokud také nechcete osadit svou desku součástkami, můžete je předem naplnit za trochu peněz navíc. Mějte na paměti, že mnoho z těchto míst používá externí deskové domy.

• Křičící obvody
• JLC PCB
• CircuitHUB
• TurnKey PCB

V závislosti na správní radě budou vyžadovat určité soubory, někdy v různých formátech. Pokud objednáváte pouze holé desky, je to menší problém, protože gerbery jsou souborem volby pro většinu fab domů. Níže je uveden seznam souborů, které byste potřebovali pro řešení na klíč.

1. Board Gerbers:.grb
2. Kusovník:.xlsx (Toto je obecně ve formátu diktovaném správní radou; obecně spojují refdes (čísla referenčních návrhových dílů) s každou komponentou.
3. Těžiště:.xlsx (Tento soubor volá umístění a orientaci jednotlivých částí na základě původu a doporučení)
4. Stackup Layer (To není vždy nutné, ale je hezké to mít)

Krok 3: Tisk dílů

K vytištění jsou celkem tři díly:

1. Horní servo rameno
2. Spodní rameno serva
3. Základna paže

Krok 4: Blikající kód

Veškerý kód byl napsán v Arduino IDE pomocí knihoven ESP32 od společnosti Espressif. Chcete-li nainstalovat ovladače USB-> UART spolu se soubory podpory desky, použijte tento odkaz:

Velká část tohoto kódu je založena na knihovnách ESP32 společnosti Espressiff a jejich komentáře a návrhy jsou odvozeny z nich, NE mě.

Funkce vysílače

Vysílač je v této konfiguraci vlastně „otrokem“WiFi. To je způsobeno tím, že přijímač je rozhodcem odesílání informací o jeho orientaci na desku vysílače. Při spuštění se deska sama inicializuje jako bezdrátový přístupový bod čekající na připojení z „hlavního“ESP32. Poté inicializuje IO a čeká na připojení. po připojení se rozsvítí červená LED a začne hrát.

Funkce přijímače

Při spuštění se přijímač inicializuje jako přístupový bod a začne hledat „otroka“. Jakmile jsou nalezeni, vyjednají „kanál“, na kterém budou operovat, a přesunou se k němu. Jakmile je tam, program zkontroluje data akcelerometru a začne je připojovat k desce vysílače. Pokud nelze najít „podřízené“zařízení, program bude pokračovat v reinicializaci svého rozhraní WPA a bude pokračovat v hledání.