ส่งสัญญาณไร้สายที่ชัดแจ้ง: 4 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

ต้องการแขนที่ประกบเพื่อติดตามอุปกรณ์ของคุณอย่างไม่มีจุดหมายเพื่อชาร์จหรือไม่? นี่คือโครงการ I Wireless Power Transmitter and Receiver คำสั่งผสมที่จะติดตามอุปกรณ์ของคุณ…..ตราบใดที่มันอยู่ห่างออกไปประมาณสามนิ้ว

เสบียง:

• แผงวงจรพิมพ์แบบกำหนดเอง (ตามไฟล์แผนผังและเลย์เอาต์)
• Custom Servo Mounts (ไฟล์ที่จะตามมา)
• คอยล์ส่ง 4.95uH
• 2 x SG90 เซอร์โว
• 3.7V LiPo แบตเตอรี่
• แหล่งจ่ายไฟแล็ปท็อป 19V
• โพลีคาร์บิเนต 3in x 5in E

ขั้นตอนที่ 1: แผนผังและ PCBs: การปรับเปลี่ยนการออกแบบและการปรับแต่ง

สำหรับโครงการนี้ ฉันตัดสินใจสั่งบอร์ดเปล่าหนึ่งอันจากโรงแปรรูปแล้วตัดอีกอันด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ LPKF ทั้งสองใช้งานได้ แต่เนื่องจากปริมาณของ Vias ทะลุผ่าน ฉันขอแนะนำให้สั่งแผงแทนที่จะตัดเอง บอร์ดทั้งสองนี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 ซึ่งทำให้การเชื่อมต่อกับโปรเจ็กต์นี้ผ่าน WiFi หรือบลูทูธตรงไปตรงมามาก อย่างไรก็ตาม สำหรับโปรเจ็กต์นี้ บอร์ดเหล่านี้ถูกตั้งค่าให้เชื่อมต่อกับตัวเองเมื่อเปิดใช้งานเท่านั้น

ฉันยังใช้ Eagle ในการจับภาพแผนผังและเลย์เอาต์ของบอร์ดด้วย เนื่องจากตอนนี้ Eagle เป็นเจ้าของโดย Autodesk จึงทำงานร่วมกับเครื่องมือวาดภาพอย่าง Fusion360 และ Inventor ได้เป็นอย่างดี สิ่งนี้ทำให้ฉันตรวจสอบความพอดีของกลไกกับเลย์เอาต์ของบอร์ดได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย

1. ตรวจสอบแผนผังทั้งสองและทำการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการ
2. หากคุณวางแผนที่จะเปลี่ยนคอยล์ตัวใดตัวหนึ่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุปรับคลื่นสะท้อนกับค่าความเหนี่ยวนำของคอยล์ใหม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคอยส์รักษาอัตราส่วนการเหนี่ยวนำ 3: 1

คำอธิบายวงจร: เครื่องส่ง

การออกแบบนี้มีสองส่วนหลักของวงจร: ส่วนแรกคือการสื่อสาร/การควบคุม และส่วนที่สองคือวงจรสะท้อนสำหรับการส่งกำลังของสายไฟ ความถี่ WPT อยู่กึ่งกลางที่ 127KHz และสามารถรองรับได้ประมาณ 10W ส่วนการส่งสัญญาณเป็นวงจรเรโซแนนซ์ซีรีย์ที่ปรับจูนแล้ว บอร์ดโดยรวมสามารถขับเคลื่อนจาก 18VDC ถึง 36VDC ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟแล็ปท็อปมาตรฐานของคุณจะทำงานได้ดีสำหรับโครงการนี้

คำอธิบายวงจร: ตัวรับ

การออกแบบนี้มีพื้นฐานมาจาก ESP32 แต่ยังใช้ LTC4120 ด้วย ชิปนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเป็นเครื่องรับ WPT และสามารถกำหนดวงจรตัวรับเพื่อให้มีการจ่ายพลังงานให้กับระบบในปริมาณที่ถูกต้อง ชิปยังมีวงจรชาร์จ LiPo เซลล์เดียวพร้อมฟังก์ชันความปลอดภัยหลายอย่าง เช่น การป้องกันกระแสเกินและหมดเวลาการชาร์จ

ขั้นตอนที่ 2: สั่งซื้อ PCBs

มีบ้านกระดานหลายหลังที่สามารถซื้อกระดานเปล่าได้ หากคุณเป็นนักเรียน หลายคนมีส่วนลดเช่นกันตราบใดที่คุณมีที่อยู่อีเมลของโรงเรียน

• วงจรขั้นสูง (4PCB)
• ซันสโตนเซอร์กิต
• JLC PCB
• PCBWay
• โกลด์ ฟีนิกซ์

หากคุณไม่ต้องการใส่ชิ้นส่วนต่างๆ ลงในบอร์ด คุณสามารถทำได้โดยใส่ค่าล่วงหน้าสำหรับเงินเพิ่มเล็กน้อย โปรดทราบว่าสถานที่เหล่านี้หลายแห่งใช้บอร์ดเฮาส์ภายนอก

• วงจรกรีดร้อง
• JLC PCB
• CircuitHUB
• เทิร์นคีย์ PCB

ขึ้นอยู่กับบอร์ดเฮ้าส์ พวกเขาต้องการไฟล์บางไฟล์ในบางครั้งในรูปแบบที่แตกต่างกัน หากคุณกำลังสั่งซื้อเพียงกระดานเปล่า นี้ไม่เป็นปัญหาเนื่องจาก gerbers เป็นไฟล์ทางเลือกสำหรับบ้าน fab ส่วนใหญ่ ด้านล่างนี้คือรายการไฟล์ที่คุณต้องการสำหรับโซลูชันแบบเบ็ดเสร็จ

1. บอร์ดเกอร์เบอร์:.grb
2. BOM:.xlsx (โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบที่คณะกรรมการกำหนด โดยทั่วไปจะลิงก์ refdes (หมายเลขชิ้นส่วนการออกแบบอ้างอิง) กับแต่ละองค์ประกอบ
3. Centroid:.xlsx (ไฟล์นี้เรียกตำแหน่งและการวางแนวของแต่ละส่วนตามที่มาและการอ้างอิง)
4. Layer Stackup (ไม่จำเป็นเสมอไป แต่ก็ดีที่มี)

ขั้นตอนที่ 3: พิมพ์ชิ้นส่วน

มีทั้งหมดสามส่วนที่จะพิมพ์:

1. แขนเซอร์โวตอนบน
2. แขนเซอร์โวล่าง
3. ฐานแขน

ขั้นตอนที่ 4: รหัสกะพริบ

รหัสทั้งหมดเขียนใน Arduino IDE โดยใช้ไลบรารี ESP32 จาก Espressif ในการติดตั้งไดรเวอร์ USB->UART พร้อมกับไฟล์สนับสนุนบอร์ด โปรดไปที่ลิงก์นี้:

รหัสนี้ส่วนใหญ่มาจากไลบรารี ESP32 ของ Espressiff และความคิดเห็นและข้อเสนอแนะมาจากพวกเขา ไม่ใช่ฉัน

ฟังก์ชั่นเครื่องส่งสัญญาณ

ตัวส่งจริงเป็น "ทาส" ของ WiFi ในการกำหนดค่านี้ เนื่องจากผู้รับเป็นผู้ชี้ขาดในการส่งข้อมูลการวางแนวไปยังบอร์ดส่งสัญญาณ ในการบู๊ต บอร์ดจะเริ่มต้นตัวเองเป็นจุดเชื่อมต่อไร้สายที่รอการเชื่อมต่อจาก "มาสเตอร์" ESP32 หลังจากนี้จะเริ่มต้น IO และรอการเชื่อมต่อ เมื่อเชื่อมต่อแล้ว ไฟ LED สีแดงจะเปิดขึ้นและเริ่มเล่นกิมบอล

ฟังก์ชันตัวรับ

ในการบู๊ต เครื่องรับจะเริ่มต้นเป็นจุดเชื่อมต่อและเริ่มมองหา "ทาส" เมื่อพบว่าพวกเขาเจรจา "ช่องทาง" เพื่อดำเนินการและย้ายไปที่นั้น จากนั้นโปรแกรมจะตรวจสอบข้อมูลมาตรความเร่งและเริ่มวางท่อไปยังบอร์ดส่งสัญญาณ หากไม่พบอุปกรณ์ "ทาส" โปรแกรมจะเริ่มต้นอินเทอร์เฟซ WPA ใหม่และดำเนินการค้นหาต่อไป