3 o'qli magnit maydon sensori: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Simsiz quvvat uzatish tizimlari an'anaviy simli zaryadlashni almashtirishda yaxshi yo'lga qo'yilgan. Kichik biomedikal implantlardan tortib ulkan elektromobillarni simsiz zaryadlashgacha. Simsiz quvvat tadqiqotining ajralmas qismi magnit maydon zichligini minimallashtirishdir. Ionlashtirmaydigan nurlanishdan himoya qilish bo'yicha xalqaro komissiya (ICNIRP) odamlarni va atrof-muhitni NIR nurlanishining zararli ta'siridan himoya qilish uchun ionlashtirmaydigan nurlanishning (NIR) salomatligi va atrof-muhitga ta'siri bo'yicha ilmiy maslahat va yo'l-yo'riqlar beradi. NIR ultrabinafsha, yorug'lik, infraqizil va radio to'lqinlari kabi elektromagnit nurlanish va infraqizil va ultratovush kabi mexanik to'lqinlarni bildiradi. Simsiz zaryadlash tizimlari o'zgaruvchan magnit maydonlarni ishlab chiqaradi, ular odamlar va hayvonlar uchun zararli bo'lishi mumkin. Bu maydonlarni aniqlash va ularni real sinov sinovlarida minimallashtirish uchun Aaronia SPECTRAN NF-5035 spektral analizatori kabi magnit maydon o'lchash moslamasi kerak. Ushbu qurilmalarning narxi odatda 2000 dollardan oshadi va katta hajmli bo'lib, maydonni o'lchash kerak bo'lgan tor joylarga etib bormasligi mumkin. Bundan tashqari, ushbu qurilmalar, odatda, simsiz quvvat uzatish tizimlarida oddiy maydonni o'lchash uchun kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq xususiyatlarga ega. Demak, dala o'lchash asboblarining kichikroq, arzonroq versiyasini ishlab chiqish katta ahamiyatga ega bo'ladi.

Hozirgi loyiha magnit maydonni aniqlash uchun PCB dizaynini, shuningdek, sezilgan magnit maydon qiymatlarini qayta ishlaydigan va ularni OLED yoki LCD displeyda ko'rsatadigan qo'shimcha qurilma dizaynini o'z ichiga oladi.

1 -qadam: talablar

Qurilma quyidagi talablarga ega:

1. O'zgaruvchan magnit maydonlarni 10 - 300 kHz diapazonida o'lchang
2. 50 uTgacha bo'lgan maydonlarni aniq o'lchash (ICNIRP tomonidan o'rnatilgan xavfsizlik chegarasi 27 uT)
3. Maydonlarni har uch o'qda o'lchang va ularning natijasini ma'lum bir nuqtada haqiqiy maydonni topishga undang
4. Qo'l o'lchagichda magnit maydonini ko'rsatish
5. Agar maydon ICNIRP tomonidan belgilangan standartlardan yuqori bo'lsa, ogohlantirish indikatorini ko'rsatish
6. Qurilma chindan ham portativ bo'lishi uchun batareyaning ishlashini qo'shing

2 -qadam: tizimga umumiy nuqtai

3 -qadam: Komponentlarni tanlash

Bu qadam, ehtimol, eng ko'p vaqt talab qiladigan qadam bo'lib, ushbu loyiha uchun to'g'ri komponentlarni tanlash uchun katta sabr -toqatni talab qiladi. Boshqa elektronika loyihalarida bo'lgani kabi, komponentalarni tanlashda ham barcha komponentlar bir -biriga mos kelishini va barcha operatsion parametrlarning kerakli diapazonida ishlashini tekshirish uchun ma'lumotlar varaqlarini sinchkovlik bilan tekshirish kerak bo'ladi - bu holda magnit maydonlar, chastotalar, kuchlanishlar va boshqalar.

PCB magnit maydon sensori uchun tanlangan asosiy komponentlar biriktirilgan excel varag'ida mavjud. Qo'l qurilmasi uchun quyidagi komponentlar ishlatiladi:

1. Tiva C TM4C123GXL mikrokontroller
2. SunFounder I2C seriyali 20x4 LCD displey
3. Cyclewet 3.3V-5V 4 kanalli mantiqiy darajali konvertor ikki tomonlama o'zgartirish moduli
4. Tugma tugmachasi
5. 2 pozitsiyali kalit
6. 18650 Li-ion 3.7V uyali
7. Adafruit PowerBoost 500 zaryadlovchi
8. Bosilgan elektron platalar (SparkFun biriktirilishi mumkin)
9. Qarama -qarshiliklar
10. Ulanish simlari
11. Sarlavha pinlari

Loyiha uchun zarur bo'lgan uskunalar quyidagilar:

1. Lehimlash moslamasi va ba'zi lehim simlari
2. Matkap
3. Tel kesuvchi

4 -qadam: O'chirish dizayni va simulyatsiyasi

5 -qadam: tenglikni loyihalash

LTSpice -da kontaktlarning zanglashiga olib borilishi tekshirilgandan so'ng, PCB ishlab chiqiladi. Mis samolyotlari magnit maydon sensorlar ishiga xalaqit bermaydigan tarzda yaratilgan. PCB sxemasida ajratilgan kulrang mintaqa tenglikni mis tekisliklarini ko'rsatadi. O'ng tomonda, ishlab chiqarilgan PCB ning 3D ko'rinishi ham ko'rsatilgan.

6 -qadam: Mikrokontrollerni sozlash

Ushbu loyiha uchun tanlangan mikrokontroller - Tiva C TM4C123GXL. Kod Arduino mikrokontrollerlar oilasi uchun mavjud LCD kutubxonalaridan foydalanish maqsadida Energia -da yozilgan. Binobarin, ushbu loyiha uchun ishlab chiqilgan kodni Tiva C o'rniga Arduino mikrokontroler bilan ham ishlatish mumkin (agar siz to'g'ri pinli topshiriqlardan foydalansangiz va shunga mos ravishda kodni o'zgartirsangiz).

7 -qadam: Displeyni ishga tushirish

Displey va mikro-nazorat moslamasi I2C aloqasi orqali ulanadi, unga faqat +5V va erdan boshqa ikkita sim kerak bo'ladi. Arduino mikrokontrollerlar oilasi (LiquidCrystal kutubxonalari) uchun mavjud bo'lgan LCD -kod parchalari Energiyada tashilgan va ishlatilgan. Kod biriktirilgan LCDTest1.ino faylida berilgan.

Ko'rsatish uchun ba'zi foydali maslahatlarni quyidagi videoda topish mumkin:

www.youtube.com/watch?v=qI4ubkWI_f4

8 -qadam: 3D bosib chiqarish

Portativ qurilma uchun quti yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek yaratilgan. Quti taxtalarni joyida va simlarni bezovta qilmaslikka yordam beradi. Qutida simlar o'tishi uchun ikkita kesish, batareyaning indikatorli LEDlari uchun bitta kesish moslamasi va o'tish tugmasi va tugmachasi tugmachasi uchun mo'ljallangan. Kerakli fayllar biriktiriladi.

9 -qadam: Barcha komponentlarni o'zaro bog'lash

Barcha mavjud komponentlarning o'lchamlarini o'lchab, ularni Microsoft Visio kabi grafik asbob yordamida joylashtiring. Barcha komponentlarning joylashuvi rejalashtirilganidan so'ng, yakuniy mahsulotni his qilish uchun ularni o'z joylariga joylashtirish yaxshidir. Har bir yangi komponent qurilmaga qo'shilgandan so'ng, ulanishlarni sinab ko'rish tavsiya etiladi. Ulanish jarayonining umumiy ko'rinishi yuqoridagi rasmlarda ko'rsatilgan. 3D bosilgan quti qurilmaga toza ko'rinish beradi va ichidagi elektronikani ham himoya qiladi.

10 -qadam: Qurilmani sinab ko'rish va namoyish qilish

O'rnatilgan video qurilmaning ishlashini ko'rsatadi. O'tish tugmasi qurilmani yoqadi va tugmachani ikkita displey rejimida almashtirish mumkin.