CoilCell – Steuerung der magnetischen Polarität

In dieser Anleitung konzentrieren wir uns auf die Steuerung der Polarität und der magnetischen Feldstärke der CoilCell, wodurch sie sich ideal für Anwendungen wie mechanische Flip-Dot-Pixel und andere magnetische Pixel eignet.

Wie es funktioniert

CoilCell funktioniert, indem Strom durch die Spule geleitet wird. Dadurch entsteht ein Magnetfeld, dessen Polarität von der Stromrichtung abhängt. Da CoilCell über eine integrierte H-Brücke verfügt, kann es die Polarität und Stärke der Spule direkt steuern, ohne dass ein externer Treiber wie DriveCell erforderlich ist.

Anstatt die Spule einfach ein- oder auszuschalten, verwenden wir die Pulsweitenmodulation (PWM), um die magnetische Stärke fein einzustellen und die Polarität nach Bedarf umzukehren.

Umkehren der Polarität und Anpassen der Stärke

Mehrere Faktoren beeinflussen die Polaritätskontrolle und die Feldstärke:

• Spannungspegel – Die maximale Spannung beträgt 5 V und bietet die höchste Magnetkraft.
• PWM-Frequenz – Um hörbare Geräusche zu vermeiden, wird eine Frequenz von 20 kHz empfohlen.
• Belastungsbedingungen – Die Leistung der Spule hängt von der Größe und Stärke des Magneten ab.

Denken Sie daran, dass CoilCell in zwei Konfigurationen verfügbar ist:

• 1W Spulenzelle: Hergestellt aus einer 1,3 mm dünnen, 4-lagigen Leiterplatte mit einer Spiralspule mit 70 Windungen und einem Spitzenmagnetfeld von 2,3 mT.
• 2,5-W-Spulenzelle: Hergestellt aus einer 2,6 mm dünnen, 14-lagigen Leiterplatte mit einer Spiralspule mit 200 Windungen und einem Spitzenmagnetfeld von 10 mT, das mit einer Eisenrückplatte auf 17 mT erhöht werden kann.

Verwenden von CoilCell zur Polaritätskontrolle

Wenn Sie die CoilCell-Bibliothek verwenden, zeigt das folgende Beispiel, wie Sie die Polarität umkehren und die Stärke anpassen:

 #include <CoilCell.h>

 #define COIL_PIN1 2
 #define COIL_PIN2 3
 CoilCell myCoilCell(COIL_PIN1, COIL_PIN2);

 void setup() {
 myCoilCell.Init();
 }

 void loop() {
 myCoilCell.Drive(true, 100); // Strong north pole field
 delay(3000);
 
myCoilCell.Drive(false, 100); // Starkes Südpolfeld
 Verzögerung (3000);

 myCoilCell.Drive(true, 50); // Schwächeres Nordpolfeld
 Verzögerung (3000);

 myCoilCell.Drive(false, 50); // Schwächeres Südpolfeld
 Verzögerung (3000);
 }

⚠ Hinweis: Die Drive () Funktion verwendet einen Hochgeschwindigkeits-PWM-Timer und ist daher nur mit CodeCell- und ESP32-basierten Geräten kompatibel.

Die Funktionen verstehen:

• Init() → Initialisiert CoilCell und richtet die Steuerpins ein.
• Drive(bool direction, uint8_t power_percent)
  • Richtung : true (Nordpol) / false (Südpol)
  • power_percent : Stärke der Magnetkraft (0 bis 100 %)

Umkehrung der Polarität

Durch abwechselnde Polarität kann CoilCell zum Umdrehen magnetischer Elemente verwendet werden, beispielsweise eines Flipdot-Pixels in Kombination mit einem Magneten. Um dies zu glätten, können wir Pulsweitenmodulation (PWM) an beiden Ausgängen verwenden. Diese Methode verändert die magnetische Feldstärke schrittweise und reduziert so die mechanische Belastung der CoilCell.

Diese Funktion wird automatisch in unserer CoilCell-Bibliothek verarbeitet:

 #include <coilcell.h>

 #define COIL_PIN1 2
 #define COIL_PIN2 3

 CoilCell myCoilCell(COIL_PIN1, COIL_PIN2);

 uint16_t vibration_counter = 0;

 void setup() {
 myCoilCell.Init();
 myCoilCell.Tone();
 }

 void loop() {
 myCoilCell.Vibrate(1, 75, 1000); // Flip at 75% power every 1sec
 }

Die Funktionen verstehen:

• Init() → Initialisiert CoilCell und richtet die Eingangspins ein.
• Vibrate(smooth, power, speed_ms) → Lässt die CoilCell entweder in einer Rechteckwelle oder einer glatteren PWM-Welle oszillieren.
  • smooth → 1 (PWM-Welle) / 0 (Rechteckwelle)
  • power → Magnetfeldstärke (0 bis 100 %)
  • speed_ms → Vibrationsgeschwindigkeit in Millisekunden

⚠ Hinweis: Die Funktion „ Vibrate () verwendet einen Hochgeschwindigkeits-PWM-Timer und ist daher nur mit CodeCell- und ESP32-basierten Geräten kompatibel.

Abschluss

Mit diesen Techniken können Sie die magnetische Polarität von CoilCell steuern. Weitere Codebeispiele und technische Dokumentation finden Sie im CoilCell GitHub Repository !