基于无线供电的旋转式LED点阵显示演示仪.pdf

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1、第28卷第3期大学物理实验Vo1．28No．32015年6月PHYSICALEXPERIMENT0FC0LLEGE,lun．2015文章编号：1007-2934(2015)03-0045-04基于无线供电的旋转式LED点阵显示演示仪陈文娟，张旭，薛德宽，刘雪林(中国石油大学(华东)，山东青岛266580)摘要：本文通过磁耦合共振的无线输电技术实现了对旋转LED主板的供电，并研制出一套旋转式LED点阵显示演示仪；通过STC12C5A32S2单片机实现对LED的控制和显示；通过红外通信实现对显示字符的红外操作；通过电机驱动实现LED的旋转显示。通过对旋转主板和底座主板的设计，实现了LED旋转显示

2、的功能。该演示仪在实验和教学中起到了良好的演示效果。关键词：磁耦合共振；无线输电；旋转LED；单片机中图分类号：TN99文献标志码：ADOl：10．14139／j．cnki．cn22—1228．2015．03．014输出功率为1磁耦合共振式无线供电原理分析椰=，磁耦合共振式无线能量传输技术是利用非辐(3)射磁能的共振隧道效应，又称Witricity无线供电则系统传输效率为技术，最早由MIT的实验小组于2007年提出。共=×100％=振耦合电路模型如图1所示。其中为信号源，R为电源内阻，R，R。分别是两共振电感线圈在R，一×高频下的寄生电阻，C，C。分别为共振电容，尺(RD+R￡)【(RD+R

3、￡)(Rs+R￡)+OJM2】为负载电阻，，。分别为共振电感，为线圈100％．(4)之间的互感，D为传输距离。由(4)式可知共振时，能量无线传输效率主要与，M，R，R，R。及有关，并且由于<

4、输互感与传输距离三次方成反比，即距离越远，耦合越小，效率也越低。(1)因而，本文采用近距离电能的无线传输，即采系统共振时，￡s一1／(c)=0，wLD一用感应式无线电能传输技术，当原边线圈与次级1／(oJC)=0．线圈在处于同一磁场时，在原边线圈通电将电能由(1)式，系统的输入功率为P=ViIs=转化为磁能，通过感应式的方式将磁能传递给次级线圈并且转化为电能，为负载提供电能。(RD+RL)(喾Rs+R)+∞‘‘，(2)收稿日期：2015-02-07基金项目：国家级大学生创新创业实践项目(201210425059)；中国石油大学重点教改项目(Jy—A201402)基于无线供电的旋转式LED点阵

5、显示演示仪4．2控制程序说明北京：电子工业出版社，2001．(1)当程序开始运行的时候，首先就是要对[4]尹克宁．变压器设计原理[M]．北京：中国电力出版社，2003．程序进行初始化，主要作用就是让程序按照我们[5]W．G．Hurley，M．C．Duffy．Calculationofselfandmu—所设计的初始值去运行。初始化之后，由红外接tualimpedancesinplanarmagneticstructures[J]．收器判断是否有数据送入，如果有数据送入就通IEEETrans．Magn．，1995，7(1)：31-32．过红外接收器进行接收，然后将该数据转换为点[6]武璞，严陆

6、光，徐善纲．新型无接触能量传输系统阵，再存人显示缓冲区，对数据进行校对，如果有[J]．变压器，2003，40(6)：1-6．数据输入的话那就将数据计数器进行清零。执行[7]毛赛君，王慧贞．非接触感应电能传输系统可分离完成后返回到初始化操作之后重复以上的操作。变压器的特性分析[J]．电子变压器，2006，15(6)：(2)如果红外接收器没有检测到数据输入，31．35．有则就返回初始化操作，无就直接读取相应的文[8]张宗明，孙跃，苏玉刚，等．非接触电能传输系统互感耦合的仿真研究[J]．磁性材料及器件，2007，38字，然后进行显示。对送数据计数器进行加1指(5)：42_45．令。随后返回到初始化

7、操作之后进行循环扫描。[9]武瑛，严陆光，黄常纲，等．新型无接触电能传输系统的性能分析[J]．电工电能新技术，2003，22(4)：5结论1013．[10]陈文娟，吴飞斌，张晋平．基于线性霍尔传感器的太本文介绍了基于磁耦合共振技术的旋转式阳能磁悬浮演示仪[J]．大学物理，2011，30(8)：LED点阵显示演示仪，通过旋转主板和底座主板36—39．的设计，并且针对实际电路进行硬件与软件的调[11]李宏．感应电