Articulerende draadloze vermogenszender: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Wil je een scharnierende arm om je apparaat zinloos te volgen om op te laden? Dit is het project. I Wireless Power Transmitter en Receiver combo die uw apparaat zal volgen…..zolang het ongeveer vijf centimeter van u verwijderd is.

Benodigdheden:

• Aangepaste printplaten (schema's en lay-outbestanden volgen)
• Aangepaste servo-montages (bestanden volgen)
• 4.95uH transmissiespoel
• 2 x SG90-servo's
• 3.7V LiPo-batterij
• 19V-laptopvoeding
• Polycarbinaat 3in x 5in E

Stap 1: Schema's en PCB's: ontwerpwijziging en maatwerk

Voor dit project heb ik besloten om een kaal bord te bestellen bij een fabricagehuis en de andere te snijden met een LPKF-lasersnijder. Beide werken, maar vanwege de hoeveelheid doorlopende via's zou ik willen voorstellen om de planken te bestellen in plaats van ze zelf te snijden. Beide borden zijn gebaseerd op de ESP32-microcontroller, waardoor verbinding met dit project via wifi of Bluetooth heel eenvoudig is, maar voor dit project zijn ze ingesteld om alleen verbinding met zichzelf te maken wanneer ze worden geactiveerd.

Ik heb Eagle ook gebruikt voor schematische opname en bordlay-out. Omdat Eagle nu eigendom is van Autodesk, kan het goed worden geïntegreerd met hun tekentools zoals Fusion360 en Inventor. Hierdoor kon ik snel en gemakkelijk mechanische passingen vergelijken met bordlay-outs.

1. Bekijk beide schema's en breng de gewenste wijzigingen aan.
2. Als u van plan bent een van de spoelen te vervangen, zorg er dan voor dat de afstemcondensatoren resoneren met de inductantiewaarde van de nieuwe spoel. Zorg er ook voor dat de spoelen een inductantieverhouding van 3: 1 behouden

Circuitbeschrijving: zender

Dit ontwerp heeft twee hoofdonderdelen van het circuit: het eerste is communicatie/controle en het tweede is het resonerende circuit voor de stroomoverdracht van de draden. De WPT-frequentie is gecentreerd op 127 KHz en kan ongeveer 10 W aan. Het transmissiegedeelte is een afgestemd serieresonantiecircuit. Het bord als geheel kan worden gevoed van 18VDC tot 36VDC, dus uw standaard laptopvoeding zal uitstekend werken voor dit project.

Circuitbeschrijving: ontvanger

Dit ontwerp is ook gebaseerd op de ESP32, maar maakt ook gebruik van de LTC4120. Deze chip is speciaal ontworpen als WPT-ontvanger en kan het ontvangercircuit zodanig ontstemmen dat de juiste hoeveelheid stroom aan het systeem wordt geleverd. De chip heeft ook een eencellig LiPo-laadcircuit met verschillende veiligheidsfuncties zoals overstroombeveiliging en oplaadtime-out.

Stap 2: PCB's bestellen

Er zijn verschillende boardhouses waar kale boards gekocht kunnen worden. Als je een student bent, hebben velen van hen ook kortingen zolang je een school-e-mailadres hebt.

• Geavanceerde schakelingen (4PCB)
• Zonnesteen Circuits
• JLC-printplaat
• PCBWay
• Gouden Feniks

Als je je board ook niet met onderdelen wilt vullen, kun je ze voor een klein beetje extra geld voorgevuld. Houd er rekening mee dat veel van deze plaatsen externe bordhuizen gebruiken.

• Schreeuwende circuits
• JLC-printplaat
• CircuitHUB
• Kant-en-klare printplaat

Afhankelijk van het bestuur hebben ze bepaalde bestanden nodig, soms in verschillende formaten. Als u alleen kale planken bestelt, is dit minder een probleem, aangezien gerbers het voorkeursbestand zijn voor de meeste fantastische huizen. Hieronder vindt u een lijst met bestanden die u nodig heeft voor een kant-en-klare oplossing.

1. Bord Gerbers:.grb
2. Stuklijst:.xlsx(Dit is over het algemeen in een formaat dat wordt gedicteerd door het bestuur; in het algemeen koppelen ze refdes (referentie-ontwerponderdeelnummers) aan elk onderdeel.
3. Centroid:.xlsx (Dit bestand noemt de locatie en oriëntatie van elk onderdeel op basis van oorsprong en referenties)
4. Layer Stackup (Dit is niet altijd vereist, maar leuk om te hebben)

Stap 3: Onderdelen afdrukken

Er zijn in totaal drie delen om af te drukken:

1. Bovenste servo-arm
2. Lagere servo-arm
3. Armbasis

Stap 4: Knipperende code

Alle code is geschreven in de Arduino IDE met behulp van de ESP32-bibliotheken van Espressif. Volg deze link om de USB->UART-stuurprogramma's samen met de ondersteuningsbestanden van de kaart te installeren:

Veel van deze code is gebaseerd op Espressiff's ESP32-bibliotheken en hun opmerkingen en suggesties zijn van hen afgeleid, NIET van mij.

Zenderfunctionaliteit

De zender is in deze configuratie eigenlijk de WiFi "slave". Dit komt doordat de ontvanger de scheidsrechter is bij het verzenden van zijn oriëntatie-informatie naar de zenderkaart. Tijdens het opstarten zal het bord zichzelf initialiseren als een draadloos toegangspunt dat wacht op verbinding van de "master" ESP32. Hierna initialiseert het IO en wacht op verbinding. eenmaal verbonden zal een rode LED aangaan en beginnen met gimballen.

Ontvangerfunctionaliteit

Bij het opstarten initialiseert de ontvanger zijn toegangspunt en gaat op zoek naar een "slave". Eenmaal gevonden onderhandelen ze over een "kanaal" om op te opereren en gaan ernaartoe. Eenmaal daar controleert het programma de gegevens van de versnellingsmeter en begint het naar de zenderkaart te leiden. Als er geen "slave"-apparaat kan worden gevonden, blijft het programma de WPA-interface opnieuw initialiseren en blijft het zoeken.