Transmissor de potência sem fio articulado: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

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.

1. Verifique os dois esquemas e faça as alterações desejadas.
2. 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.

1. Gerbers da diretoria:.grb
2. BOM:.xlsx (geralmente em um formato ditado pela diretoria; em geral, eles vinculam refdes (números de peça de design de referência) a cada componente.
3. Centroid:.xlsx (Este arquivo mostra a localização e orientação de cada peça com base na origem e referência)
4. Empilhamento de camadas (isso nem sempre é necessário, mas é bom ter)

Etapa 3: peças de impressão

Existem três partes no total para imprimir:

1. Servo Braço Superior
2. Braço Servo Inferior
3. 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.