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基于IDT無線充電模塊的旋轉平臺實現

利用IDT的15W無線供電模塊,我們設計了一套已無線充電無供電方式,采用wifi或光電為信號傳輸的旋轉平臺,本方案可使旋轉平臺360度連續旋轉,可替代碳刷結構,并將碳刷供電方式引起的弊端全部解決。

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團隊成員

宋建營 隊長

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項目簡介
利用IDT的15W無線供電模塊,我們設計了一套已無線充電無供電方式,采用wifi或光電為信號傳輸的旋轉平臺,本方案可使旋轉平臺360度連續旋轉,可替代碳刷結構,并將碳刷供電方式引起的弊端全部解決。
硬件說明

1、旋轉平臺的種類及供電方式

目前監控類攝像頭及部分機械手臂等平臺旋轉方式基本為兩種類型,一種為360度非連續旋轉;一種為360度連續旋轉。


對于搜索雷達或者大型旋轉平臺大多為360度連續旋轉。


對于360度非連續旋轉,供電及通訊方式多為線纜直接連接,而對度360度連續旋轉平臺供電多采用回流環實現。而通訊方式的實現可采用無線或者匯流環。


對于線纜連接的旋轉平臺供電,需要設置電氣或機械位置鎖定裝置,且長時間、快速運行線纜極易容易折斷或者脫落。


對于匯流環供電方式中,由于匯流環大多采用碳刷結構,其有兩個非常大的弊端,其一是極易產生積碳,高速旋轉容易產生電火花。其二碳刷需要定期更換,維護不方便。


2、無線充電旋轉平臺設計

針對上述旋轉平臺存在的問題,以及IDT發布的15W無線供電模塊,我們設計了一套已無線充電無供電方式,采用wifi或光電為信號傳輸的旋轉平臺,本方案以旋轉攝像頭為例進行說明

 

2.1 硬件組成

硬件系統組成如圖1.1所示:發射部分電源采用以IDT_9242為核心。 接受部分電源以IDT 9221為核心。

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圖1  硬件組成


伺服控制平臺硬件接口可以為:網口、串口、USB等,完成對伺服電機的角度控制及數據傳輸功能;


IDT_9242后期將集成在伺服控制平臺內;


光電模塊完成旋轉平臺的上下通訊,如:在沒有WIFI的條件下,上下旋轉模塊可采用光電模塊傳輸圖像,聲音,控制等信息。


IDT_9221將集成在工作單元部分的電源內,工作單元可以為攝像頭、雷達發射單元及天線等。


2.1.1發射接收部分線圈改進

為保證旋轉平臺的體積及數據傳輸,我們將發射和接收線圈進行改進,將線圈做在PCB印制板上,發射部分PCB結構如圖2所示,同時添加罐形鐵氧體如圖3所示。接收部分PCB形狀與發射部分相同。

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發射部分PCB結構圖

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圖3 鐵氧體結構

2.2發射部分PCB架構

發射部分PCB包括 網口芯片、USB芯片、主控單元、光電發送接收模塊、IDT_9242無線發射模塊、PCB發射天線。

2.3接收部分PCB架構

接收部分PCB包括 WIFI模塊、光電發送接收模塊、攝像頭模塊(例子),攝像頭主控芯片(例子)、IDT_9221無線接收模塊、PCB接收天線。

 

2.4傳送部分設計

       電機利用皮帶方式或單軸模式帶動接收部分PCB及工作單元旋轉。在攝像頭控制中電機采用步進電機,但在雷達伺服平臺采用交流伺服電機。

      

3無線攝像頭實例說明

3.1硬件組成

無線遠程監控攝像頭硬件采用GM8135S方案,該方案已經成熟。

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圖2.2 GM8135 印制板


軟件說明

軟件組成

軟件直接使用其SDK,同時加入步進電機控制即可。


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