Bộ phát điện không dây khớp nối: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Bạn muốn một cánh tay có khớp nối vô định theo thiết bị của bạn để sạc? Đây là dự án. Tôi kết hợp Bộ phát và Bộ thu không dây sẽ đi theo thiết bị của bạn….. miễn là cách nó khoảng ba inch.

Quân nhu:

• Bảng mạch in tùy chỉnh (các tệp sơ đồ và bố cục để làm theo)
• Gắn kết Servo tùy chỉnh (các tệp để theo dõi)
• Cuộn dây truyền 4,95uH
• 2 x SG90 Servos
• Pin LiPo 3.7V
• Nguồn điện máy tính xách tay 19V
• Polycarbinate 3in x 5in E

Bước 1: Sơ đồ và PCB: Sửa đổi thiết kế và tùy chỉnh

Đối với dự án này, tôi quyết định đặt mua một tấm ván trần từ một nhà chế tạo và cắt tấm còn lại bằng máy cắt laser LPKF. Cả hai đều hoạt động nhưng do số lượng vias lỗ thông, tôi khuyên bạn nên đặt hàng các tấm ván thay vì tự cắt chúng. Cả hai bo mạch đều dựa trên vi điều khiển ESP32 giúp kết nối với dự án này qua WiFi hoặc Bluetooth rất dễ dàng, tuy nhiên đối với dự án này, chúng được thiết lập để chỉ kết nối với chính chúng khi được kích hoạt.

Tôi cũng đã sử dụng Eagle để chụp sơ đồ và bố trí bảng. Vì Eagle hiện thuộc sở hữu của Autodesk nên nó tích hợp tốt với các công cụ vẽ của họ như Fusion360 và Inventor. Điều này cho phép tôi kiểm tra sự phù hợp cơ học so với bố cục bảng một cách nhanh chóng và dễ dàng.

1. Kiểm tra qua cả hai sơ đồ và thực hiện bất kỳ thay đổi mong muốn nào.
2. Nếu bạn định thay đổi một trong hai cuộn dây, hãy đảm bảo các tụ điều chỉnh cộng hưởng với giá trị điện cảm của cuộn dây mới. Đồng thời đảm bảo các cuộn dây duy trì tỷ lệ điện cảm 3: 1

Mô tả mạch: Máy phát

Thiết kế này có hai phần chính của mạch: đầu tiên là giao tiếp / điều khiển và thứ hai là mạch cộng hưởng cho dây dẫn truyền tải điện. Tần số WPT tập trung ở 127KHz và có thể xử lý khoảng 10W. Phần truyền dẫn là một mạch cộng hưởng nối tiếp điều chỉnh. Toàn bộ bo mạch có thể được cấp nguồn từ 18VDC đến 36VDC, vì vậy nguồn điện tiêu chuẩn cho máy tính xách tay của bạn sẽ hoạt động tốt cho dự án này.

Mô tả mạch: Máy thu

Thiết kế này cũng dựa trên ESP32 nhưng cũng sử dụng LTC4120. Con chip này được thiết kế đặc biệt để trở thành bộ thu WPT và có thể ngắt mạch bộ thu sao cho lượng điện chính xác được cung cấp cho hệ thống. Con chip này cũng có một mạch sạc LiPo một cell với một số chức năng an toàn như bảo vệ quá dòng và hết thời gian sạc.

Bước 2: Đặt hàng PCB

Có một số nhà ván trong đó ván trần có thể được mua. Nếu bạn là sinh viên, nhiều người trong số họ cũng được giảm giá miễn là bạn có địa chỉ email của trường.

• Mạch nâng cao (4PCB)
• Mạch Sunstone
• JLC PCB
• PCBWay
• Pheonix vàng

Nếu bạn cũng không muốn điền vào bảng của bạn với các phần, bạn có thể điền trước chúng để kiếm thêm một ít tiền. Hãy nhớ rằng nhiều nơi trong số này sử dụng nhà hội đồng bên ngoài.

• Mạch la hét
• JLC PCB
• CircuitHUB
• TurnKey PCB

Tùy thuộc vào hội đồng quản trị, họ sẽ yêu cầu các tệp nhất định đôi khi ở các định dạng khác nhau. Nếu bạn chỉ đặt hàng ván trần, điều này ít có vấn đề hơn vì ván trượt là loại ván được lựa chọn cho hầu hết các nhà fab. Dưới đây là danh sách các tệp bạn cần cho giải pháp chìa khóa trao tay.

1. Bảng Gerbers:.grb
2. BOM:.xlsx (Đây thường ở định dạng do hội đồng quản trị quy định; nói chung họ liên kết các tham chiếu (số bộ phận thiết kế tham chiếu) với từng thành phần.
3. Centroid:.xlsx (Tệp này gọi ra vị trí và hướng của từng bộ phận dựa trên điểm gốc và điểm tham chiếu)
4. Layer Stackup (Điều này không phải lúc nào cũng bắt buộc nhưng rất tuyệt khi có)

Bước 3: In các bộ phận

Có ba phần tổng thể để in:

1. Cánh tay Servo trên
2. Cánh tay Servo thấp hơn
3. Cơ sở cánh tay

Bước 4: Mã nhấp nháy

Tất cả mã được viết trong Arduino IDE bằng cách sử dụng các thư viện ESP32 từ Espressif. Để cài đặt trình điều khiển USB-> UART cùng với các tệp hỗ trợ bo mạch, vui lòng theo liên kết sau:

Phần lớn mã này dựa trên các thư viện ESP32 của Espressiff và các nhận xét và đề xuất của họ được lấy từ chúng, KHÔNG phải tôi.

Chức năng máy phát

Bộ phát thực sự là "nô lệ" WiFi trong cấu hình này. Điều này là do bộ thu là trọng tài gửi thông tin định hướng của nó đến bảng phát. Khi khởi động, bo mạch sẽ tự khởi tạo như một điểm truy cập không dây đang chờ kết nối từ ESP32 "chính". Sau đó, nó khởi tạo IO và chờ kết nối. sau khi kết nối, đèn LED màu đỏ sẽ bật và bắt đầu gimballing.

Chức năng của máy thu

Khi khởi động, bộ nhận khởi tạo là điểm truy cập và bắt đầu tìm kiếm "nô lệ". Sau khi tìm thấy, họ thương lượng một "kênh" để hoạt động và chuyển sang nó. Khi đến đó, chương trình sẽ kiểm tra dữ liệu gia tốc kế và bắt đầu chuyển nó đến bo mạch máy phát. Nếu không tìm thấy thiết bị "nô lệ", chương trình sẽ tiếp tục khởi động lại giao diện WPA của nó và tiếp tục tìm kiếm.