Шарнирный беспроводной передатчик мощности: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Хотите, чтобы шарнирно-сочлененная рука бессмысленно следовала за вашим устройством при зарядке? Это проект. I Комбинация беспроводного передатчика и приемника, которая будет следовать за вашим устройством….. пока оно находится на расстоянии примерно трех дюймов.

Запасы:

• Изготовленные на заказ печатные платы (схемы и файлы макетов для последующего использования)
• Пользовательские крепления сервоприводов (файлы для подражания)
• Катушка передачи 4.95uH
• 2 сервопривода SG90
• Литий-полимерная батарея 3,7 В
• Блок питания для ноутбука 19 В
• Поликарбинат 3 дюйма x 5 дюймов E

Шаг 1. Схемы и печатные платы: модификация и настройка

Для этого проекта я решил заказать одну голую доску на заводе-изготовителе и вырезать другую с помощью лазерного резака LPKF. Оба работают, но из-за большого количества переходных отверстий я бы посоветовал заказать платы, а не вырезать их самостоятельно. Обе платы основаны на микроконтроллере ESP32, что упрощает подключение к этому проекту через Wi-Fi или Bluetooth, однако для этого проекта они настроены на подключение только к самим себе при активации.

Я также использовал Eagle для схематического изображения и макета платы. Поскольку Eagle теперь принадлежит Autodesk, он хорошо интегрируется с их инструментами для рисования, такими как Fusion360 и Inventor. Это позволило мне быстро и легко проверить соответствие механических характеристик макету платы.

1. Проверьте обе схемы и внесите необходимые изменения.
2. Если вы планируете заменить одну из катушек, убедитесь, что настроечные конденсаторы резонируют со значением индуктивности новой катушки. Также убедитесь, что катушки поддерживают соотношение индуктивности 3: 1.

Описание схемы: передатчик

Эта конструкция имеет две основные части схемы: первая - это связь / управление, а вторая - резонирующий контур для передачи энергии по проводам. Частота WPT центрирована на 127 кГц и может выдерживать около 10 Вт. Передающая часть представляет собой настроенный последовательный резонансный контур. Плата в целом может питаться от 18 В до 36 В постоянного тока, поэтому ваш стандартный блок питания ноутбука отлично подойдет для этого проекта.

Описание схемы: приемник

Эта конструкция также основана на ESP32, но также использует LTC4120. Эта микросхема разработана специально для работы в качестве приемника БПЭ и способна расстроить схему приемника таким образом, чтобы в систему подавалось правильное количество энергии. Чип также имеет одноэлементную схему зарядки LiPo с несколькими функциями безопасности, такими как защита от перегрузки по току и тайм-аут зарядки.

Шаг 2: Заказ печатных плат

Есть несколько домов из досок, в которых можно купить голые доски. Если вы студент, многие из них также имеют скидки, если у вас есть школьный адрес электронной почты.

• Расширенные схемы (4PCB)
• Цепи Sunstone
• Печатная плата JLC
• PCBWay
• Золотой Феоникс

Если вы также не хотите заполнять свою доску частями, вы можете их предварительно заполнить за небольшую дополнительную плату. Имейте в виду, что во многих из этих мест используются внешние домики из досок.

• Кричащие схемы
• Печатная плата JLC
• CircuitHUB
• Печатная плата TurnKey

В зависимости от того, где находится доска объявлений, им потребуются определенные файлы, иногда в разных форматах. Если вы заказываете только голые доски, это не проблема, так как герберы - это выбор для большинства фабричных домов. Ниже приведен список файлов, которые вам понадобятся для решения «под ключ».

1. Доска Gerbers:.grb
2. Спецификация:.xlsx (обычно это формат, определяемый советом директоров; как правило, они связывают refdes (ссылочные номера деталей дизайна) на каждый компонент.
3. Центроид:.xlsx (в этом файле указывается расположение и ориентация каждой части на основе происхождения и ссылки)
4. Слой слоев (это не всегда требуется, но желательно иметь)

Шаг 3: Распечатайте детали

Всего нужно напечатать три части:

1. Верхний сервопривод
2. Нижний рычаг сервопривода
3. Основание руки

Шаг 4: мигающий код

Весь код был написан в среде Arduino IDE с использованием библиотек ESP32 от Espressif. Чтобы установить драйверы USB-> UART вместе с файлами поддержки платы, перейдите по этой ссылке:

Большая часть этого кода основана на библиотеках Espressiff ESP32, и их комментарии и предложения основаны на них, а не на мне.

Функции передатчика

В этой конфигурации передатчик фактически является «подчиненным» WiFi. Это связано с тем, что приемник является арбитром при отправке информации о своей ориентации на плату передатчика. При загрузке плата инициализируется как беспроводная точка доступа, ожидающая подключения от «главного» ESP32. После этого он инициализирует ввод-вывод и ждет соединения. после подключения загорится красный светодиод и начнет шарнирное соединение.

Приемник Функциональность

При загрузке ресивер инициализирует точку доступа и начинает поиск «подчиненного». Обнаружив, они договариваются о «канале» для работы и переходят к нему. После этого программа проверяет данные акселерометра и начинает подключать их к плате передатчика. Если «подчиненное» устройство не может быть найдено, программа продолжит повторную инициализацию своего интерфейса WPA и продолжит поиск.