CN109888934A - 一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，其包括固定端电路模块和转动端电路模块，所述的固定端电路模块包括MSP430微处理器a、开关驱动模块、谐振补偿模块a、发射线圈模块、HC05蓝牙模块a、稳压模块a，所述的转动端电路模块包括接收线圈模块、谐振补偿模块b、整流滤波模块、稳压模块b、MSP430微处理器b、HC05蓝牙模块b。在无触点滑环固定端的电能通过磁耦合谐振式无线电能传输电路，实现无触点滑环的电能传输，无触点滑环通过蓝牙通讯实现固定端电路模块与转动端电路模块的信号双向传输，并通过MSP430微处理器b的串口输出，实现了滑环旋转结构间的无电气触点的电能和信号同时传输。
Description
技术领域
本发明涉及新型旋转结构间的导电滑环领域，尤其涉及一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路。
背景技术
传统的导电滑环一般为有刷导电滑环，即导电滑环的固定端与转动端之间的传输是依靠电刷与滑环之间的相互接触完成的，存在易磨损、易变形、传输电流和信号易失真、受环境影响干扰大和成本高等问题。在仪器设备的旋转结构中，导电滑环在传递电能与信号的过程中不可或缺，且仍存在对工作环境要求苛刻的缺陷。除此之外，导电滑环的成本高和信号无线传输的不精确也制约着导电滑环的发展。
发明内容
本发明的目的：提出一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，该电路采用磁耦合谐振式无线电能传输技术、短距离低功耗蓝牙通讯技术和电源管理技术解决了导电滑环传输电能和信号不稳定、信号传输辨识度低和受环境影响干扰大等问题，实现了电能及信号传输稳定、集成度高和应用范围广的无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路。
为实现本发明的目的，技术方案为：
一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，包括固定端电路模块和转动端电路模块，所述的固定端电路模块包括MSP430微处理器a、开关驱动模块、谐振补偿模块a、发射线圈模块、HC05蓝牙模块a、稳压模块a，转动端电路模块包括接收线圈模块、谐振补偿模块b、整流滤波模块、稳压模块b、MSP430微处理器b、HC05蓝牙模块b，MSP430微处理器a接收到串口发送的信号后，发送矩形波至开关驱动模块，并通过串口通讯发送数据给HC05蓝牙模块a，开关驱动模块处理MSP430微处理器a发送的矩形波控制电路通断，将电信号传递谐振补偿模块a，谐振补偿模块a将补偿后的电信号发送给发射线圈模块，发射线圈模块和接收线圈模块通过产生磁场共振强耦合，将信号传递至接收线圈模块，接收线圈模块将接收的信号传递到谐振补偿模块，谐振补偿模块b将补偿后的电信号传输到整流滤波模块，整流滤波模块将电信号处理后传递至稳压模块b，稳压模块b将稳定后的电能一部分输出给MSP430微处理器b和HC05蓝牙模块b供电，另一部分输出。稳压模块a处理输入电能，一部分给开关驱动模块供电，另一部分给MSP430微处理器a和HC05蓝牙模块a供电，HC05蓝牙模块b接收HC05蓝牙模块a发送的信号，MSP430微处理器b通过串口通讯读取HC05蓝牙模块b接收到的信号，并由串口输出，实现了滑环旋转结构间的无电气触点的电能和信号同时传输，保证了电能和信号传递的稳定性与信号传递的精确性。
本发明的有益效果：
1.集成度高：设计结构简单，多个模块集成于一块电路板上。
2.稳定性强：通过两个线圈产生磁场共振强耦合实现无线传递电能，通过短距离低功耗蓝牙通讯，实现无触点滑环旋转结构间的没有电气触点的电能和信号同时稳定传输。
3.功耗低：采用MSP430微处理器、短距离低功耗蓝牙通讯模块等低功耗模块，加入稳压模块b，使转动端无需外接电源即可持续供电，提高了电路的工作效率，进一步降低耗能。
4.适用范围广泛：电能和信号无触点传输，避免了水蒸汽、温度、振动等恶劣环境因素的干扰。
附图说明
图1为发明一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路的结构示意图；
图2为发明一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路的固定端电路模块的硬件简图；
图3为发明一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路的转动端电路模块的硬件简图；
其中1：固定端电路模块；2：转动端电路模块；3：MSP430微处理器a；4：开关驱动模块；5：谐振补偿模块a；6：发射线圈模块；7：HC05蓝牙模块a；8：稳压模块a；9：接收线圈模块；10：谐振补偿模块b；11：整流滤波模块；12：稳压模块b；13：MSP430微处理器b；14：HC05蓝牙模块b。
具体实施方式
一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，包括固定端电路模块（1）和转动端电路模块（2），其中固定端电路模块包括MSP430微处理器a（3）、开关驱动模块（4）、谐振补偿模块a（5）、发射线圈模块（6）、HC05蓝牙模块a（7）、稳压模块a（8），转动端电路模块包括接收线圈模块（9）、谐振补偿模块b（10）、整流滤波模块（11）、稳压模块b（12）、MSP430微处理器b（13）、HC05蓝牙模块b（14）。MSP430微处理器a（1）接收到串口发送的信号后，发送矩形波至开关驱动模块（4），并通过串口通讯发送数据给HC05蓝牙模块a（7）。开关驱动模块（4）处理MSP430微处理器a（1）发送的矩形波控制电路通断，将电信号传递谐振补偿模块a（5）。谐振补偿模块a（5）将补偿后的电信号发送至发射线圈模块（6）。发射线圈模块（6）和接收线圈模块（9）通过产生磁场共振强耦合，将信号传递至接收线圈模块（9）。接收线圈模块（9）将接收的信号传递到谐振补偿模块b（10）。谐振补偿模块b（10）将补偿后的电信号传输到整流滤波模块（11），整流滤波模块（11）将转化后的电信号传递至稳压模块b（12）。稳压模块b（12）将稳定后的电能一部分给MSP430微处理器b（13）和HC05蓝牙模块b(14)供电，另一部分输出。HC05蓝牙模块b（14）接收HC05蓝牙模块a（7）发送的信号。MSP430微处理器b（13）通过串口通讯读取HC05蓝牙模块b（14）接收到的信号，并由串口输出。稳压模块a（8）处理输入电能，一部分给开关驱动模块（4）供电，另一部分给MSP430微处理器a（3）HC05蓝牙模块a（7）供电。
工作原理：在无触点滑环固定端的电能通过磁耦合谐振式无线电能传输电路。稳压模块a（8）处理输入的电能后，一部分给MSP430微处理器a（3）和HC05蓝牙模块a（7）供电，另一部分通过磁耦合谐振式无线电能传输到转动端电路模块（2），实现无触点滑环的电能传输。在无触点滑环固定端的信号通过短距离低功耗蓝牙通讯电路，将信号传输到转动端电路模块（2），并通过MSP430微处理器b（13）的串口输出。转动端电路模块（2）接收的电能一部分为MSP430微处理器b（13）和HC05蓝牙模块b（14）供电，另一部分电能输出。实现了滑环旋转结构间的没有电气触点的电能和信号同时传输。
固定端电路模块（1）包括：电阻R1，电容C1，电感L1，IRF640场效应管N1，HC05蓝牙模块a（7），MSP430微处理器a（3），稳压模块a（8）。电阻R1一端接MSP430微处理器a（3）的GPIO1脚，另一端接NMOS管N1的栅极。电容C1一端接稳压模块a（8）的VCC脚，另一端接GND。电感L1一端接稳压模块a（8）的VCC，另一端接GND。IRF640场效应管N1的漏极接稳压模块a（8）的VCC脚，源极接GND。MSP430微处理器a（3）的RxDb脚接HC05蓝牙模块a（7）的TxDa脚， TxDb脚接HC05蓝牙模块a（7）的RxDa脚， VCC_5V脚接稳压模块a（8）的VCC_5V脚，GND脚接GND。HC05蓝牙模块a（7）的VCC脚接稳压模块a（8）的VCC_5V脚，GND脚接GND。
工作原理：固定端电路模块（1）的MSP430微处理器a（1）接收到串口发送的信号后，发送矩形波至开关驱动模块（4），并通过串口通讯发送数据给HC05蓝牙模块a（7）。开关驱动模块（4）处理MSP430微处理器a（1）发送的矩形波控制电路通断，并将电信号传递谐振补偿模块a（5）。谐振补偿模块a（5）将补偿后的电信号发送至发射线圈模块（6）。发射线圈模块（6）和接收线圈模块（9）通过产生磁场共振强耦合，将信号传递至接收线圈模块（9）。同时稳压模块a（8）处理输入电能，一部分给开关驱动模块（4）供电，另一部分给MSP430微处理器a（3）和HC05蓝牙模块a（7）供电。
转动端电路模块（2）包括：电容C2，电容C3，电感L2，1N5819二极管D1，1N5819二极管D2，1N5819二极管D3，1N5819二极管D4，稳压模块b（12），MSP430微处理器b（10）、HC05蓝牙模块b（14）。电容C2一端接1N5819二极管D1的负极，另一端接1N5819二极管D3负极。电感L2一端接1N5819二极管D1 负极，另一端接1N5819二极管D3负极。1N5819二极管D1正极接1N5819二极管D3正极，负极接1N5819二极管D2正极。1N5819二极管D2的负极接1N5819二极管D4负极。1N5819二极管D4正极接1N5819二极管D3负极，负极接稳压模块b（12）的A点。1N5819二极管D3正极接稳压模块b（12）的B点。电容C3一端接稳压模块b（12）的A点，另一端接稳压模块b（12）的B点。稳压模块b（12）的OUT_VDD脚接电源输出口。MSP430微处理器b（10）的TxDc脚接HC05蓝牙模块b（14）的RxDd脚， RxDc脚接HC05蓝牙模块b（14）的TxDd脚，VDD脚接稳压模块b（12）的VDD脚，GND_Ref脚接稳压模块b（12）的GND_Ref脚。HC05蓝牙模块b（14）的VDD脚接稳压模块b（12）的VDD脚，GND_Ref脚接稳压模块b（12）的GND_Ref脚。
工作原理：转动端电路模块（2）的接收线圈模块（9）将接收的信号传递到谐振补偿模块b（10）。谐振补偿模块b（10）将补偿后的电信号传输到整流滤波模块（11）。整流滤波模块（11）将转化后的电信号传递至稳压模块b（12）。稳压模块b（12）将稳定后的电能一部分给MSP430微处理器b（13）和HC05蓝牙模块b(14)供电，另一部分输出。HC05蓝牙模块b（14）接收HC05蓝牙模块a（7）发送的信号。MSP430微处理器b（13）通过串口通讯读取HC05蓝牙模块b（14）接收到的信号，并由串口输出。
Claims (3)
1.一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，其特征在于包括固定端电路模块（1）和转动端电路模块（2），所述的固定端电路模块（1）包括MSP430微处理器a（3）、开关驱动模块（4）、谐振补偿模块a（5）、发射线圈模块（6）、HC05蓝牙模块a（7）、稳压模块a（8），所述的转动端电路模块（2）包括接收线圈模块（9）、谐振补偿模块b（10）、整流滤波模块（11）、稳压模块b（12）、MSP430微处理器b（13）、HC05蓝牙模块b（14），，所述的稳压模块a（8）处理输入电能，一部分给开关驱动模块（4）供电，另一部分给MSP430微处理器a（3）和HC05蓝牙模块a（7）供电，所述的MSP430微处理器a（1）输出方波信号至开关驱动模块（4）实现无线电能发送，所述的MSP430微处理器a（1）接收到串口发送的信号后，通过另一个串口通讯发送数据给HC05蓝牙模块a（7），所述的开关驱动模块（4）处理MSP430微处理器a（1）发送的方波控制电路通断，将电信号传递到谐振补偿模块a（5），所述的谐振补偿模块a（5）将补偿后的电信号发送至发射线圈模块（6），所述的发射线圈模块（6）和接收线圈模块（9）通过产生磁场共振强耦合，将电能传递至接收线圈模块（9），所述的接收线圈模块（9）将接收的信号传递至谐振补偿模块b（10），所述的谐振补偿模块b（10）将补偿后的电信号传输到整流滤波模块（11），整流滤波模块（11）将转化后的电信号传递至稳压模块b（12），所述的稳压模块b（12）将稳定后的电能一部分为MSP430微处理器b（13）和HC05蓝牙模块b(14)供电，另一部分输出，所述的HC05蓝牙模块b（14）接收HC05蓝牙模块a（7）发送的信号，所述的MSP430微处理器b（13）通过串口通讯读取HC05蓝牙模块b（14）接收到的信号，并由串口输出。
2.根据权利要求1所描述的一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，其特征在于开关驱动模块（4）包括：电阻R1，IRF640场效应管N1，所述的谐振补偿模块a（5）包括电容C1，所述的发射线圈模块（6）包括电感L1，所述的电阻R1一端接MSP430微处理器a（3）的GPIO1脚，另一端接IRF640场效应管N1的栅极，所述的IRF640场效应管N1的源极接GND,所述的电容C1一端接稳压模块a（8）的VCC脚，另一端接IRF640场效应管N1的漏极，所述的电感L1一端接稳压模块a（8）的VCC，另一端接IRF640场效应管N1的漏极，所述所述的MSP430微处理器a（3）的RxDb脚接HC05蓝牙模块a（7）的TxDa脚， TxDb脚接HC05蓝牙模块a（7）的RxDa脚。
3.根据权利要求1所描述的无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路，其特征在于所述的接收线圈模块（9）包括电感L2，谐振补偿模块b（10）包括电容C2，整流滤波模块（11）包括电容C3， 1N5819二极管D1，1N5819二极管D2，1N5819二极管D3，1N5819二极管D4，所述的电感L2与电容C2并联后一端接1N5819二极管D1 负极，另一端接1N5819二极管D3负极相连，所述的1N5819二极管D1正极接1N5819二极管D3正极，所述的1N5819二极管D1负极接1N5819二极管D2正极，所述的1N5819二极管D2负极接1N5819二极管D4负极，所述的1N5819二极管D4正极接1N5819二极管D3负极，所述的1N5819二极管D4负极接稳压模块b（12）的A点，所述的1N5819二极管D3正极接稳压模块b（12）的B点，所述的电容C3一端接稳压模块b（12）的A点，另一端接稳压模块b（12）的B点，所述的稳压模块b（12）的OUT_VDD脚接电源输出口，所述的MSP430微处理器b（10）的TxDc脚接HC05蓝牙模块b（14）的RxDd脚， RxDc脚接HC05蓝牙模块b（14）的TxDd脚，VDD脚接稳压模块b（12）的VDD脚，GND_Ref脚接稳压模块b（12）的GND_Ref脚，所述的HC05蓝牙模块b（14）的VDD脚接稳压模块b（12）的VDD脚，GND_Ref脚接稳压模块b（12）的GND_Ref脚。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110927365A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-27 | 广州圣安环保科技有限公司 | 用于建筑的湿度传感系统及其控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106655537A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 重庆理工大学 | 基于最佳效率跟踪的自适应无线供电系统 |
| CN106849299A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-13 | 山东大学 | 谐振补偿拓扑可变的磁耦合谐振无线电能传输装置及方法 |
| CN107171419A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-15 | 上海电力学院 | 基于蓝牙控制的无线电能传输装置 |
| CN108599813A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-28 | 中国计量大学 | 一种无触点的能量及信号传输滑环 |
| CN108923503A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-30 | 中国计量大学 | 一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置 |
| CN209676013U (zh) * | 2019-04-09 | 2019-11-22 | 中国计量大学 | 一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106655537A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 重庆理工大学 | 基于最佳效率跟踪的自适应无线供电系统 |
| CN106849299A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-13 | 山东大学 | 谐振补偿拓扑可变的磁耦合谐振无线电能传输装置及方法 |
| CN107171419A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-15 | 上海电力学院 | 基于蓝牙控制的无线电能传输装置 |
| CN108599813A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-28 | 中国计量大学 | 一种无触点的能量及信号传输滑环 |
| CN108923503A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-30 | 中国计量大学 | 一种基于半控整流电路的高效率无线充电装置 |
| CN209676013U (zh) * | 2019-04-09 | 2019-11-22 | 中国计量大学 | 一种无触点滑环的电能及蓝牙信号传输电路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110927365A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-27 | 广州圣安环保科技有限公司 | 用于建筑的湿度传感系统及其控制方法 |
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