Trasmettitore di potenza wireless articolato: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Vuoi un braccio articolato per seguire inutilmente il tuo dispositivo per caricare? Questo è il progetto. I Combo trasmettitore e ricevitore di potenza wireless che seguiranno il tuo dispositivo…..fintanto che si trova a circa tre pollici di distanza.

Forniture:

• Circuiti stampati personalizzati (schemi e file di layout a seguire)
• Supporti servo personalizzati (file a seguire)
• Bobina di trasmissione 4.95uH
• 2 x SG90 servi
• Batteria LiPo da 3,7 V
• Alimentatore per laptop da 19 V
• Policarbonato 3 pollici x 5 pollici E

Fase 1: Schemi e PCB: modifica e personalizzazione del design

Per questo progetto ho deciso di ordinare una tavola nuda da una fabbrica e tagliare l'altra con un laser cutter LPKF. Entrambi funzionano ma a causa della quantità di fori passanti suggerirei di ordinare le schede invece di tagliarle da soli. Entrambe le schede si basano sul microcontrollore ESP32 che rende molto semplice la connessione a questo progetto tramite WiFi o Bluetooth, tuttavia per questo progetto sono impostate per connettersi solo a se stesse quando attivate.

Ho anche usato Eagle per l'acquisizione schematica e il layout della scheda. Poiché Eagle è ora di proprietà di Autodesk, si integra bene con i loro strumenti di disegno come Fusion360 e Inventor. Questo mi ha permesso di controllare gli accoppiamenti meccanici rispetto ai layout della scheda in modo rapido e semplice.

1. Controllare entrambi gli schemi e apportare le modifiche desiderate.
2. Se prevedi di cambiare una delle bobine, assicurati che i condensatori di sintonia risuonino con il valore di induttanza della nuova bobina. Assicurati inoltre che le bobine mantengano un rapporto di induttanza 3:1

Descrizione del circuito: trasmettitore

Questo design ha due parti principali del circuito: la prima è la comunicazione/controllo e la seconda è il circuito risonante per la trasmissione di potenza dei cavi. La frequenza WPT è centrata a 127 KHz e può gestire circa 10 W. La porzione di trasmissione è un circuito risonante in serie sintonizzato. La scheda nel suo insieme può essere alimentata da 18 V CC a 36 V CC, quindi il tuo alimentatore standard per laptop funzionerà perfettamente per questo progetto.

Descrizione del circuito: ricevitore

Anche questo design si basa sull'ESP32, ma utilizza anche l'LTC4120. Questo chip è progettato specificamente per essere un ricevitore WPT ed è in grado di desintonizzare il circuito del ricevitore in modo tale da fornire la corretta quantità di energia al sistema. Il chip ha anche un circuito di ricarica LiPo a cella singola con diverse funzioni di sicurezza come la protezione da sovracorrente e il timeout di ricarica.

Passaggio 2: ordinare i PCB

Ci sono diverse pensioni in cui è possibile acquistare tavole nude. Se sei uno studente molti di loro hanno anche sconti purché tu abbia un indirizzo email della scuola.

• Circuiti avanzati (4PCB)
• Circuiti di pietra del sole
• PCB JLC
• PCBWay
• Fenice d'oro

Se anche tu non vuoi popolare la tua scheda con parti, puoi pre-compilarle per un po' di soldi in più. Tieni presente che molti di questi luoghi utilizzano pensioni esterne.

• Circuiti Urlanti
• PCB JLC
• CircuitHUB
• PCB chiavi in mano

A seconda del consiglio di amministrazione, richiederanno alcuni file a volte in formati diversi. Se stai ordinando solo schede nude, questo è un problema minore poiché i gerber sono il file di scelta per la maggior parte delle case favolose. Di seguito è riportato un elenco di file necessari per una soluzione chiavi in mano.

1. Gerber della scheda:.grb
2. BOM:.xlsx (questo è generalmente in un formato dettato dal consiglio di amministrazione; in generale collegano i refdes (numeri di parte del progetto di riferimento) a ciascun componente.
3. Centroid:.xlsx (questo file richiama la posizione e l'orientamento di ciascuna parte in base all'origine e al riferimento)
4. Sovrapposizione di livelli (non è sempre necessario, ma è piacevole da avere)

Passaggio 3: parti di stampa

Ci sono tre parti totali da stampare:

1. Braccio superiore del servo
2. Braccio servo inferiore
3. Base del braccio

Passaggio 4: codice lampeggiante

Tutto il codice è stato scritto nell'IDE Arduino utilizzando le librerie ESP32 di Espressif. Per installare i driver USB->UART insieme ai file di supporto della scheda, seguire questo link:

Gran parte di questo codice si basa sulle librerie ESP32 di Espressiff e i loro commenti e suggerimenti derivano da loro, NON da me.

Funzionalità del trasmettitore

Il trasmettitore è in realtà lo "slave" WiFi in questa configurazione. Ciò è dovuto al fatto che il ricevitore è l'arbitro dell'invio delle sue informazioni di orientamento alla scheda del trasmettitore. All'avvio, la scheda si inizializzerà come punto di accesso wireless in attesa di connessione dall'ESP32 "master". Dopodiché inizializza IO e attende la connessione. una volta connesso un LED rosso si accenderà e inizierà il gimbaling.

Funzionalità del ricevitore

All'avvio, il ricevitore inizializza il suo punto di accesso e inizia a cercare uno "slave". Una volta trovati, negoziano un "canale" su cui operare e vi si spostano. Una volta lì, il programma controlla i dati dell'accelerometro e inizia a collegarli alla scheda del trasmettitore. Se non è possibile trovare un dispositivo "slave", il programma continuerà a reinizializzare la sua interfaccia WPA ea continuare a cercare.