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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58
Deseja um braço articulado para seguir seu dispositivo inutilmente para carregar? Este é o projeto. I Combinação de transmissor e receptor de energia sem fio que seguirá seu dispositivo … desde que esteja a cerca de sete centímetros de distância.
Suprimentos:
- Placas de circuito impresso personalizadas (esquemas e arquivos de layout a seguir)
- Montagens servo personalizadas (arquivos a seguir)
- Bobina de Transmissão 4,95uH
- 2 x servos SG90
- Bateria LiPo 3,7 V
- Fonte de alimentação para laptop de 19 V
- Policarbinato 3in x 5in E
Etapa 1: Esquemas e PCBs: Modificação e Personalização do Projeto
Para este projeto, decidi pedir uma placa nua de uma fábrica e cortar a outra com um cortador a laser LPKF. Ambos funcionam, mas devido à quantidade de vias através dos furos, eu sugiro que você peça as placas em vez de cortá-las você mesmo. Ambas as placas são baseadas no microcontrolador ESP32, o que torna a conexão a este projeto por WiFi ou Bluetooth muito simples, no entanto, para este projeto, elas são configuradas para se conectar apenas a si mesmas quando ativadas.
Eu também usei o Eagle para captura esquemática e layout de placa. Como o Eagle agora é propriedade da Autodesk, ele se integra bem com suas ferramentas de desenho, como Fusion360 e Inventor. Isso me permitiu verificar os ajustes mecânicos em relação aos layouts das placas de maneira rápida e fácil.
- Verifique os dois esquemas e faça as alterações desejadas.
- Se você planeja mudar qualquer uma das bobinas, certifique-se de que os capacitores de sintonia ressoem com o valor de indutância da nova bobina. Além disso, certifique-se de que as bobinas mantenham uma relação de indutância de 3: 1
Descrição do circuito: transmissor
Este projeto tem duas partes principais do circuito: a primeira sendo comunicação / controle e a segunda sendo o circuito ressonante para a transmissão de energia dos fios. A frequência WPT é centralizada em 127KHz e pode lidar com cerca de 10W. A parte de transmissão é um circuito ressonante em série sintonizado. A placa como um todo pode ser alimentada de 18 VCC a 36 VCC, então a fonte de alimentação padrão de seu laptop funcionará muito bem para este projeto.
Descrição do circuito: receptor
Este projeto também é baseado no ESP32, mas também usa o LTC4120. Este chip é projetado especificamente para ser um receptor WPT e é capaz de desafinar o circuito do receptor de forma que a quantidade correta de energia seja fornecida ao sistema. O chip também possui um circuito de carregamento LiPo de uma única célula com várias funções de segurança, como proteção contra sobrecarga de corrente e tempo limite de carregamento.
Etapa 2: solicitar PCBs
Existem várias casas de pensão nas quais as placas simples podem ser compradas. Se você é estudante, muitos deles também têm descontos, desde que você tenha um endereço de e-mail escolar.
- Circuitos avançados (4PCB)
- Circuitos de Pedra do Sol
- JLC PCB
- PCBWay
- Gold Pheonix
Se você também não quiser preencher sua placa com peças, você pode fazê-las pré-preenchidas com um pouco mais de dinheiro. Lembre-se de que muitos desses lugares usam casas de pensão externas.
- Circuitos gritando
- JLC PCB
- CircuitHUB
- TurnKey PCB
Dependendo da casa da diretoria, eles exigirão certos arquivos, às vezes em formatos diferentes. Se você está solicitando apenas placas vazias, isso não é um problema, pois os gerbers são o arquivo de escolha para a maioria das casas de fabricação. Abaixo está uma lista de arquivos que você precisa para uma solução pronta para uso.
- Gerbers da diretoria:.grb
- BOM:.xlsx (geralmente em um formato ditado pela diretoria; em geral, eles vinculam refdes (números de peça de design de referência) a cada componente.
- Centroid:.xlsx (Este arquivo mostra a localização e orientação de cada peça com base na origem e referência)
- Empilhamento de camadas (isso nem sempre é necessário, mas é bom ter)
Etapa 3: peças de impressão
Existem três partes no total para imprimir:
- Servo Braço Superior
- Braço Servo Inferior
- Base do braço
Etapa 4: Código piscando
Todo o código foi escrito no IDE do Arduino usando as bibliotecas ESP32 do Espressif. Para instalar os drivers USB-> UART junto com os arquivos de suporte da placa, siga este link:
Muito desse código é baseado nas bibliotecas ESP32 do Espressiff e seus comentários e sugestões são derivados delas, NÃO de mim.
Funcionalidade do transmissor
O transmissor é na verdade o "escravo" WiFi nesta configuração. Isso ocorre porque o receptor é o árbitro de envio de suas informações de orientação para a placa do transmissor. Na inicialização, a placa se inicializará como um ponto de acesso sem fio aguardando a conexão do ESP32 "mestre". Depois disso, ele inicializa o IO e aguarda a conexão. uma vez conectado, um LED vermelho acenderá e começará a gimballing.
Funcionalidade do receptor
Na inicialização, o receptor inicializa seu ponto de acesso e começa a procurar por um "escravo". Uma vez encontrados, eles negociam um "canal" para operar e se moverem para ele. Uma vez lá, o programa verifica os dados do acelerômetro e começa a canalizá-los para a placa do transmissor. Se um dispositivo "escravo" não puder ser encontrado, o programa continuará a reinicializar sua interface WPA e continuará procurando.