3 осьті магнит өрісінің сенсоры: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сымсыз қуат беру жүйелері кәдімгі сымды зарядтауды алмастыруда жақсы жолға қойылған. Кішкентай биомедициналық имплантанттан үлкен электромобильдерді сымсыз зарядтауға дейін. Сымсыз қуат зерттеулерінің ажырамас бөлігі магнит өрісінің тығыздығын азайту болып табылады. Ионданбайтын сәулеленуден қорғау жөніндегі халықаралық комиссия (ICNIRP) адамдар мен қоршаған ортаны NIR зиянды әсерінен қорғау үшін иондаушы емес сәулеленудің (NIR) денсаулығы мен қоршаған ортаға әсері туралы ғылыми кеңестер мен нұсқаулар береді. NIR ультракүлгін, жарық, инфрақызыл және радио толқындар сияқты электромагниттік сәулеленуді, инфрақызыл және ультрадыбыс сияқты механикалық толқындарды білдіреді. Сымсыз зарядтау жүйелері айналадағы адамдар мен жануарларға зиянды болуы мүмкін ауыспалы магнит өрістерін шығарады. Бұл өрістерді анықтау және оларды шынайы сынақ кезінде азайту үшін магниттік өрісті өлшейтін Aaronia SPECTRAN NF-5035 спектрлік анализаторы қажет. Бұл құрылғылардың бағасы әдетте 2000 доллардан асады және көлемді және өрісті өлшеу қажет тар кеңістікке жете алмауы мүмкін. Бұған қоса, бұл құрылғылар әдетте сымсыз қуат беру жүйелерінде өрісті қарапайым өлшеу үшін қажет болғаннан гөрі көбірек мүмкіндіктерге ие. Демек, далалық өлшеу құралдарының кішірек, арзан нұсқасын жасау үлкен құндылыққа ие болады.

Ағымдағы жобада магниттік өрісті сезуге арналған ПХД дизайны, сонымен қатар магнит өрісінің сезілетін мәндерін өңдей алатын және оларды OLED немесе СКД дисплейінде көрсететін қосымша құрылғының дизайны қарастырылған.

1 -қадам: талаптар

Құрылғыға келесі талаптар қойылады:

1. Айнымалы магнит өрісін 10 - 300 кГц диапазонында өлшеңіз
2. Өрістерді 50 uT дейін дәл өлшеңіз (ICNIRP орнатқан қауіпсіздік шегі - 27 uT)
3. Өрістерді барлық үш осьте өлшеңіз және олардың нәтижесін берілген нүктеде нақты өрісті табыңыз
4. Қол магнит өрісінде магнит өрісін көрсетіңіз
5. Өріс ICNIRP орнатқан стандарттардан асып кетсе, ескерту индикаторын көрсетіңіз
6. Құрылғы шынымен портативті болуы үшін батареяның жұмысын қосыңыз

2 -қадам: жүйеге шолу

3 -қадам: компоненттерді таңдау

Бұл қадам, бәлкім, бұл жобаның қажетті компоненттерін таңдау үшін үлкен шыдамдылықты қажет ететін ең көп уақытты қажет ететін қадам болып табылады. Электрониканың басқа да жобалары сияқты, компоненттерді таңдау барлық компоненттердің бір -бірімен үйлесімді болуын және барлық жұмыс параметрлерінің қажетті диапазонында жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін мұқият қарауды талап етеді - бұл жағдайда магниттік өрістер, жиіліктер, кернеулер және т.

PCB магнит өрісінің сенсоры үшін таңдалған негізгі компоненттер excel парағында берілген. Портативті құрылғы үшін келесі компоненттер қолданылады:

1. Tiva C TM4C123GXL микроконтроллері
2. SunFounder I2C сериялық 20x4 СКД дисплейі
3. Cyclewet 3.3V-5V 4 арналы логикалық деңгей түрлендіргіші екі бағытты ауыстыру модулі
4. Түймені ауыстыру
5. 2 позиция ауыстыру қосқышы
6. 18650 Li-ion 3.7V ұяшық
7. Adafruit PowerBoost 500 зарядтағыш
8. Баспа платалары (SparkFun қосылатын)
9. Қарсылықтар
10. Қосылатын сымдар
11. Тақырып түйреуіштері

Бұл жобаға қажетті жабдықтар келесідей:

1. Дәнекерлеу құрылғысы және кейбір дәнекерлеу сымы
2. Бұрғылау
3. Сым кескіш

4 -қадам: схеманы жобалау және модельдеу

{«контекст»: {«орналасуы»: {«href»: «https://www.instructables.com/editInstructable/edit/EMGJXE1JFUAH4P7», «шығу тегі»: «https://www.instructables.com», « хаттама «:» https: «,» host «:» www.instructables.com «,» hostname «:» www.instructables.com «,» port «:» «,» pathname «:»/editInstructable/edit/EMGJXE1JFUAH4P7 «,» іздеу «:» «,» хэш «:» «},» jQuery110209470777035602441 «: 1,» b «: {» jQuery110209470777035602441 «: 20},» h «: {}},» селектор «:»#өңдегіш -Объект-28 «}

5 -қадам: ПХД жобалау

LTSpice -те тізбектің жұмысы тексерілгеннен кейін ПХД жасалады. Мыс ұшақтары магнит өрісінің сенсорларының жұмысына кедергі жасамайтындай етіп жасалған. ПХД орналасу диаграммасында бөлінген сұр аймақ ПХД мыс жазықтықтарын көрсетеді. Оң жақта жобаланған ПХД -ның 3D көрінісі де көрсетіледі.

6 -қадам: Микроконтроллерді орнату

Бұл жоба үшін таңдалған микроконтроллер - Tiva C TM4C123GXL. Код Arduino микроконтроллерлер тобына арналған СКД кітапханаларын пайдалану үшін Energia -да жазылған. Демек, бұл жобаға арналған кодты Tiva C орнына Arduino микроконтроллерімен де қолдануға болады (егер сіз түйреуіштерді дұрыс тағайындасаңыз және сәйкесінше кодты өзгертсеңіз).

7 -қадам: Дисплейді жұмысқа қосу

Дисплей мен микроконтроллер I2C байланысы арқылы интерфейске қосылады, оған а +5В кернеуі мен жерге қосудан басқа екі сым қажет. Arduino микроконтроллерлер отбасы үшін қол жетімді СКД код үзінділері (LiquidCrystal кітапханалары) Энергияда тасымалданып, қолданылды. Код қоса берілген LCDTest1.ino файлында берілген.

Көрсетуге арналған кейбір пайдалы кеңестерді келесі бейнеден табуға болады:

www.youtube.com/watch?v=qI4ubkWI_f4

8 -қадам: 3D басып шығару

Портативті құрылғыға арналған қорап жоғарыдағы суретте көрсетілгендей жасалған. Қорап тақталарды орнында ұстауға көмектеседі және сымдар кедергісіз. Қорап сымдардың өтуі үшін екі кесуге арналған, аккумулятордың индикаторлық жарық диодтары үшін бір, ал қосқыш пен басқыш түймесінің қосқышы үшін бір. Қажетті файлдар қоса беріледі.

9 -қадам: барлық компоненттердің интерфейсі

Барлық қол жетімді компоненттердің өлшемдерін өлшеңіз және оларды Microsoft Visio сияқты графикалық құралдың көмегімен орналастырыңыз. Барлық компоненттердің орналасуы жоспарланғаннан кейін, түпкілікті өнім туралы түсінік алу үшін оларды өз орындарына қою жақсы. Қосылымдарды құрылғыға әрбір жаңа компонент қосылғаннан кейін тексеру ұсынылады. Интерфейс процесіне шолу жоғарыдағы суреттерде көрсетілген. 3D басып шығарылған қорап құрылғыға таза көрініс береді, сонымен қатар ішіндегі электрониканы қорғайды.

10 -қадам: құрылғыны тестілеу және көрсету

Ендірілген бейнеде құрылғының жұмысы көрсетілген. Ауыстыру қосқышы құрылғыны қосады және басу түймесін дисплейдің екі режимінде ауысу үшін пайдалануға болады.