Leddelt trådløs effektsender: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Vil du have en leddelt arm til meningsløst at følge din enhed for at oplade? Dette er projektet. I Trådløs strømtransmitter og modtagerkombination, der følger din enhed….. så længe den er omkring tre centimeter væk.

Tilbehør:

• Tilpassede printkort (skemaer og layoutfiler, der skal følges)
• Custom Servo Mounts (filer, der skal følges)
• 4,95uH gearkasse
• 2 x SG90 servoer
• 3,7V LiPo batteri
• 19V laptop strømforsyning
• Polycarbinat 3in x 5in E

Trin 1: Skemaer og printkort: Designændring og tilpasning

Til dette projekt besluttede jeg at bestille det ene nøglebræt fra et fabrikationshus og skære det andet med en LPKF laserskærer. Begge fungerer, men på grund af mængden af gennemgående huller vil jeg foreslå at bestille brædderne i stedet for at skære dem selv. Begge kort er baseret på ESP32 -mikrokontrolleren, hvilket gør forbindelse til dette projekt via WiFi eller Bluetooth meget ligetil, men for dette projekt er de indstillet til kun at oprette forbindelse til sig selv, når de er aktiveret.

Jeg brugte også Eagle til skematisk capture og board layout. Fordi Eagle nu ejes af Autodesk, integreres det godt med deres tegningsværktøjer som Fusion360 og Inventor. Dette gjorde det muligt for mig at kontrollere mekaniske tilpasninger mod bordlayouter hurtigt og nemt.

1. Kontroller begge skemaer, og foretag de ønskede ændringer.
2. Hvis du planlægger at ændre en af spolerne, skal tuningskondensatorerne resonere med induktansværdien af den nye spole. Sørg også for, at spolerne opretholder et 3: 1 induktansforhold

Kredsløb Beskrivelse: Transmitter

Dette design har to hoveddele af kredsløbet: den første er kommunikation/kontrol og den anden er resonanskredsløbet for ledningernes kraftoverførsel WPT -frekvensen er centreret ved 127KHz og kan klare omkring 10W. Transmissionsdelen er et afstemt serie resonanskredsløb. Kortet som helhed kan drives fra 18VDC til 36VDC, så din standard bærbare strømforsyning vil fungere godt til dette projekt.

Kredsløb Beskrivelse: Modtager

Dette design er også baseret på ESP32, men bruger også LTC4120. Denne chip er specielt designet til at være en WPT -modtager og er i stand til at afstemme modtagerkredsløbet, så den korrekte mængde strøm leveres til systemet. Chippen har også et enkeltcellet LiPo -opladningskredsløb med flere sikkerhedsfunktioner som overstrømsbeskyttelse og opladningstimeout.

Trin 2: Bestil printkort

Der er flere bestyrelseshuse, hvor bare brædder kan købes. Hvis du er studerende, har mange af dem også rabatter, så længe du har en skolemailadresse.

• Avancerede kredsløb (4PCB)
• Solsten kredsløb
• JLC PCB
• PCBWay
• Guld Pheonix

Hvis du heller ikke vil udfylde dit bræt med dele, kan du ved dem forhåndsbefolket for en lille smule ekstra penge. Husk på, at mange af disse steder bruger eksterne bestyrelseshuse.

• Skrigende kredsløb
• JLC PCB
• CircuitHUB
• TurnKey PCB

Afhængigt af bestyrelsen vil de nogle gange kræve visse filer i forskellige formater. Hvis du bestiller bare nøgne brædder, er dette mindre et problem, da gerbers er den foretrukne fil for de fleste fab huse. Nedenfor er en liste over filer, du skal bruge til en nøglefærdig løsning.

1. Board Gerbers:.grb
2. BOM:.xlsx (Dette er generelt i et format, der er dikteret af bestyrelsen, generelt linker de refdes (referencedesign -varenumre) til hver komponent.
3. Centroid:.xlsx (Denne fil kalder placeringen og orienteringen af hver del baseret på oprindelse og ref des)
4. Layer Stackup (Dette er ikke altid påkrævet, men rart at have)

Trin 3: Udskriv dele

Der er i alt tre dele, der skal udskrives:

1. Øvre servoarm
2. Nedre servoarm
3. Armbase

Trin 4: Blinkende kode

Hele koden blev skrevet i Arduino IDE ved hjælp af ESP32 -bibliotekerne fra Espressif. Følg dette link for at installere USB-> UART-driverne sammen med board-supportfiler:

Meget af denne kode er baseret på Espressiffs ESP32 -biblioteker, og deres kommentarer og forslag stammer fra dem, IKKE mig.

Senderfunktionalitet

Senderen er faktisk WiFi "slave" i denne konfiguration. Dette skyldes, at modtageren er voldgiftsmand for at sende sin orienteringsinformation til senderkortet. Ved opstart initialiserer kortet sig selv som et trådløst adgangspunkt, der venter på forbindelse fra "master" ESP32. Efter dette initialiserer det derefter IO og venter på forbindelse. når den er tilsluttet, tændes en rød LED og begynder at spille gimball.

Modtagerfunktionalitet

Ved opstart initialiserer modtageren adgangspunktet og begynder at lede efter en "slave". Når de er fundet forhandler de en "kanal" for at operere videre og flytte til den. Når det er der, kontrollerer programmet derefter accelerometerdata og begynder at føre det til senderkortet. Hvis en "slave" -enhed ikke kan findes, vil programmet fortsætte med at geninitialisere sit WPA -interface og fortsætte med at kigge.