Émetteur de puissance sans fil articulé : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Envie d'un bras articulé pour suivre inutilement votre appareil pour le recharger ? C'est le projet. I Combo émetteur et récepteur d'alimentation sans fil qui suivra votre appareil… tant qu'il est à environ trois pouces.

Fournitures:

• Circuits imprimés personnalisés (schémas et fichiers de mise en page à suivre)
• Supports de servos personnalisés (fichiers à suivre)
• Bobine de transmission 4.95uH
• 2 servos SG90
• Batterie LiPo 3.7V
• Alimentation pour ordinateur portable 19V
• Polycarbinate 3 po x 5 po E

Étape 1: Schémas et PCB: Modification de la conception et personnalisation

Pour ce projet, j'ai décidé de commander une planche nue d'une maison de fabrication et de couper l'autre avec une découpeuse laser LPKF. Les deux fonctionnent, mais en raison de la quantité de vias traversants, je suggérerais de commander les planches au lieu de les couper vous-même. Les deux cartes sont basées sur le microcontrôleur ESP32, ce qui rend la connexion à ce projet via WiFi ou Bluetooth très simple, mais pour ce projet, elles sont configurées pour se connecter uniquement à elles-mêmes lorsqu'elles sont activées.

J'ai également utilisé Eagle pour la capture schématique et la disposition des cartes. Étant donné qu'Eagle appartient désormais à Autodesk, il s'intègre bien à leurs outils de dessin tels que Fusion360 et Inventor. Cela m'a permis de vérifier rapidement et facilement les ajustements mécaniques par rapport à la disposition des cartes.

1. Vérifiez les deux schémas et apportez les modifications souhaitées.
2. Si vous envisagez de changer l'une des bobines, assurez-vous que les condensateurs de réglage résonnent avec la valeur d'inductance de la nouvelle bobine. Assurez-vous également que les bobines maintiennent un rapport d'inductance de 3: 1

Description du circuit: émetteur

Cette conception comporte deux parties principales du circuit: la première étant la communication/contrôle et la seconde étant le circuit résonant pour la transmission de puissance des fils. La fréquence WPT est centrée à 127KHz et peut gérer environ 10W. La partie de transmission est un circuit résonant série accordé. La carte dans son ensemble peut être alimentée de 18VDC à 36VDC, de sorte que votre alimentation standard pour ordinateur portable fonctionnera parfaitement pour ce projet.

Description du circuit: récepteur

Cette conception est également basée sur l'ESP32 mais utilise également le LTC4120. Cette puce est conçue spécifiquement pour être un récepteur WPT et est capable de désaccorder le circuit du récepteur de sorte que la quantité d'énergie correcte soit fournie au système. La puce dispose également d'un circuit de charge LiPo à cellule unique avec plusieurs fonctions de sécurité comme la protection contre les surintensités et le délai de charge.

Étape 2: Commandez des PCB

Il existe plusieurs maisons de planches dans lesquelles des planches nues peuvent être achetées. Si vous êtes étudiant, beaucoup d'entre eux ont également des réductions tant que vous avez une adresse e-mail scolaire.

• Circuits avancés (4PCB)
• Circuits Pierre de Soleil
• PCB JLC
• PCBWay
• Phéonix d'or

Si vous ne voulez pas non plus remplir votre carte avec des pièces, vous pouvez les pré-remplir pour un peu plus d'argent. Gardez à l'esprit que beaucoup de ces endroits utilisent des maisons de conseil externes.

• Circuits hurlants
• PCB JLC
• CircuitHUB
• PCB clé en main

Selon le conseil d'administration, ils auront besoin de certains fichiers parfois dans des formats différents. Si vous ne commandez que des planches nues, c'est moins un problème car les gerbers sont le fichier de choix pour la plupart des maisons fabuleuses. Vous trouverez ci-dessous une liste de fichiers dont vous auriez besoin pour une solution clé en main.

1. Conseil Gerbers:.grb
2. Nomenclature:.xlsx(Ceci est généralement dans un format dicté par la maison du conseil; en général, ils lient les refdes (numéros de pièce de conception de référence) à chaque composant.
3. Centroïde:.xlsx (Ce fichier indique l'emplacement et l'orientation de chaque pièce en fonction de l'origine et de la référence)
4. Layer Stackup (ce n'est pas toujours nécessaire mais agréable à avoir)

Étape 3: Imprimer des pièces

Il y a trois parties au total à imprimer:

1. Bras Servo Supérieur
2. Bras de servo inférieur
3. Base de bras

Étape 4: Code clignotant

Tout le code a été écrit dans l'IDE Arduino à l'aide des bibliothèques ESP32 d'Espressif. Pour installer les pilotes USB->UART ainsi que les fichiers de prise en charge de la carte, veuillez suivre ce lien:

Une grande partie de ce code est basée sur les bibliothèques ESP32 d'Espressiff et leurs commentaires et suggestions en sont dérivés, PAS moi.

Fonctionnalité de l'émetteur

L'émetteur est en fait l'"esclave" WiFi dans cette configuration. Cela est dû au fait que le récepteur est l'arbitre de l'envoi de ses informations d'orientation à la carte émettrice. Au démarrage, la carte s'initialisera en tant que point d'accès sans fil en attente de connexion de l'ESP32 "maître". Après cela, il initialise IO et attend la connexion. une fois connecté, une LED rouge s'allumera et commencera à gimballer.

Fonctionnalité du récepteur

Au démarrage, le récepteur initialise son point d'accès et commence à rechercher un "esclave". Une fois trouvés, ils négocient un "canal" sur lequel opérer et s'y déplacer. Une fois là-bas, le programme vérifie les données de l'accéléromètre et commence à les diriger vers la carte de l'émetteur. Si un périphérique "esclave" est introuvable, le programme continuera à réinitialiser son interface WPA et continuera à chercher.