Система обнаружения с беспроводной зарядкой на основе катушки с крестовидной перемычкой и активной системой управления аккумулятором

В статье представлена система обнаружения с беспроводной зарядкой на основе катушки с крестообразной перемычкой. Обычно доступные металлоискатели продаются в виде переносных систем, которые позволяют осуществлять только постепенный, длительный и трудоемкий поиск. Важно отметить, что часть исследуемой зоны, таким образом, может быть легко пропущена, и вероятность того, что металлический объект не будет найден, существенно возрастает. Эта проблема устраняется с помощью автоматического режима отслеживания местоположения, встроенного в решение, полученное в результате наших исследований. Предлагаемая система облегчает одновременное использование катушки с крестообразной перемычкой для беспроводной зарядки и обнаружения металла с помощью импульсной индукции. Топология детектора может излучать переменную длину импульсов, что позволяет устройству обнаруживать больше типов металлов и адаптироваться к проницаемости почвы. Катушка имеет ответвление в соответствующей части обмотки, чтобы уменьшить нежелательные электромагнитные помехи во время зарядки. На передающей стороне топологии включено согласование импеданса для поддержания максимальной изменчивости пространственного зазора. При изменении положения приемной стороны изменяется выходное напряжение, поэтому используется высокоэффективный преобразователь постоянного тока в постоянный. Отдельные элементы батареи демонстрируют различные внутренние сопротивления, что требует применения нового метода для балансировки напряжения элементов. Система может быть использована на самонаводящихся транспортных средствах или беспилотных летательных аппаратах; GPS, успешно отправляющие координаты на многоканальное радио, обеспечивают точное позиционирование. При наличии многоканальной топологии возможно потенциальное сотрудничество между разнообразными системами. В установке используется одна и та же катушка для беспроводной передачи и обнаружения энергии.

1. Valtchev S., Valtchev S. (2019) Control for the Contactless Series Resonant Energy Converter. Emerging Capabilities and Applications of Wireless Power Transfer, 102–140. https://doi.org/ 10.4018/978-1-5225-5870-5.ch005.

2. Valtchev S., Medeiros R., Valtchev S., Klaassens B. (2011) An Instantaneous Regulation for the Wired and Wireless Super-Resonant Converters. IEEE 33rd International Telecommunications Energy Conference (INTELEC), 1–8. https://doi.org/10.1109/intlec.2011.6099875.

3. Gigov G., Krusteva A., Valtchev S. (2016) Experimental Study of Wireless Inductive System for Electric Vehicles Batteries Charging. IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), 290. https://doi.org/10.1109/epepemc.2016.7752012.

4. Electronics World (1920). New York: Ziff-Davis Publishing Company. 998.

5. Mahmood M. F., Mohammed S. L., Gharghan S. K., Al-Naji A., Chahl J. (2020) Hybrid Coils-Based Wireless Power Transfer for Intelligent Sensors. Sensors, 20 (9), 2549. https://doi.org/ 10.3390/s20092549.

6. Gabrlik P., Jelinek A., Janata P. (2016) Precise Multi-Sensor Georeferencing System for Micro UAVs. IFAC-PapersOnLine, 49 (25), 170–175. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.12.029.

7. Gabrlik P. (2015) The Use of Direct Georeferencing in Aerial Photogrammetry with Micro UAV. IFAC-PapersOnLine, 48 (4), 380–385. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.07.064.

8. Janousek J., Marcon P., Pokorny J., Mikulka J. (2019) Detection and Tracking of Moving UAVs. Photonics & Electromagnetics Research Symposium – Spring (PIERS-Spring), 2759–2763. https://doi.org/10.1109/piers-spring46901.2019.9017351.

9. Pokorny J., Marcon P., Janousek J., Kriz T., Dohnal P. (2019) A Wireless Charging Station for Multipurpose Electronic Systems. Photonics & Electromagnetics Research Symposium – Spring (PIERS-Spring), 2093–2097. https://doi.org/10.1109/piers-spring46901.2019.9017278.

10. Grechikhin L. I., Saharuk D. A., Sivashko A. B., Tsanava A. A. (2010) Energy of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Windmill (Theory, Streamlined Airflow). Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of the CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (4), 59–68 (in Russian).

11. Lukovnikov V. I., Rudchenko Y. A., Samovendyuk N. V. (2011) Determination of Small Parameter of Auto-Oscillating “Single-Phase Asynchronous Motor – Linear Elastic Element System”. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of the CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (3), 5–9 (in Russian).

12. Dedek J., Golembiovsky M., Slanina Z. (2017) Sensoric System for Navigation of Swarm Robotics Platform. 18th International Carpathian Control Conference (ICCC), 429–433. https://doi.org/10.1109/carpathiancc.2017.7970438.

13. EZ-PD™ CCG3, USB Type-C Port Controller. Available at: https://www.cypress.com/file/222281/download.

14. Digi XBEE SX 868 Modul. Available at: https://www.digi.com/products/embedded-systems/ digi-xbee/rf-modules/sub-1-ghz-rf-modules/digi-xbee-sx-868.

15. High-Speed ±100V 2.5A Two-or-Three-Level Ultrasound Pulsers. Available at: http://ww1. microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20005570A.pdf.

16. Ultralow Noise VGAs with Preamplifier and Programmable RIN. Available at: https://ma nualzz.com/doc/7930643/ultralow-noise-vgas-with-preamplifier-and-programmable-r---.

17. Complete 10-Bit, 20 MSPS, 80 mW CMOS A/D Converter. Available at: https://manualzz. com/doc/13384652/a-complete-10-bit--20-msps--80-mw-cmos-a-d-converter-ad9200.

18. DC to 6 GHz Envelope and TruPwr RMS Detector. Available at: https://www.analog.com/ media/en/technical-documentation/data-sheets/ADL5511.pdf.

19. Line Mathematics. Britannica. Available at: https://www.britannica.com/science/line-mathematics.