CoilCell-Grundlagen: Ihre ersten Schritte

CoilCell ist eine kompakte Planarspule, die für verschiedene DIY-Projekte entwickelt wurde. Egal, ob Sie gerade erst anfangen oder ein erfahrener Hersteller sind, CoilCell bietet eine einfache Integration, um Ihre Kreationen zu vereinfachen. In diesem Tutorial erklären wir:

Was ist eine CoilCell und wie funktioniert sie?
Erste Schritte mit der Arduino-Softwarebibliothek
Programmieren Sie einen Ballmagneten so, dass er alle paar Millisekunden hüpft
Machen Sie die CoilCell interaktiver mit den CodeCell -Sensoren

Was ist CoilCell?
CoilCell ist eine dünne, planare Spule auf einer mehrschichtigen Leiterplatte mit integriertem Treiber, der die Steuerung der magnetischen Polarität und Stärke vereinfacht. Sie ist in zwei Konfigurationen erhältlich:

1-W-Spulenzelle: 70 Windungen mit einem Spitzenmagnetfeld von 2,3 mT.
2,5 W Spulenzelle: 200 Windungen, mit einem Spitzenmagnetfeld von 10 mT, das mit einer Eisenrückplatte auf 17 mT erhöht werden kann.

Magnetische Anwendungen

N52-Magnete: Verwenden Sie leichte N52-Kugel- oder Scheibenmagnete für dynamische Interaktionen wie das Hüpfen oder Schütteln von Objekten, indem Sie ihre Resonanzfrequenz ermitteln.
FlipDot: Erstellen Sie interaktive mechanische Pixel, indem Sie einen Magneten drehen, um ihn umzudrehen. Bauen Sie Ihr eigenes magnetisches FlipDot-Pixel im 3D-Druckverfahren und fügen Sie weitere hinzu, um ein Mini-Display zu erhalten. Ihre Ohren und Augen werden es lieben!
Eisen-Rückplatte: Aktualisieren Sie die 2,5-W-Spulenzelle, um ihre Spitzenstärke auf 17 mT zu erhöhen und sie in einen schwachen Elektromagneten zu verwandeln, der zum Anziehen kleiner metallischer Objekte wie Büroklammern geeignet ist.
Magnetwürfel: Führen Sie lustige Tricks mit unserem Spezialwürfel aus, der im Inneren einen versteckten Magneten enthält, mit dem Sie automatisches Schütteln erzeugen oder das Würfelergebnis mit der 2,5-W- CoilCell beeinflussen können.

Sicherheitstipps
Bei Verwendung der 2,5 W 200-Windungen -Spulenzelle kann es zu einer Erhitzung von bis zu 110 °C kommen, insbesondere in Kombination mit der Eisenrückplatte. Befolgen Sie diese Vorsichtsmaßnahmen:

Halten Sie Ihre Hände von heißen Oberflächen fern und schalten Sie die Spule aus, wenn sie nicht verwendet wird.
Stellen Sie sicher, dass 3D-gedruckte Teile und Materialien hohen Temperaturen standhalten.
Verwenden Sie außerdem einen Augenschutz, wenn Sie mit kleinen Magneten arbeiten, die bei hoher Geschwindigkeit abgestoßen werden können.

Wie funktioniert CoilCell?
CoilCell verwendet einen integrierten DRV8837-H-Brückenchip zur Steuerung des Stromflusses durch die Spule, wodurch die magnetische Polarität gewechselt werden kann:

Norden: IN1 = VCC/PWM, IN2 = GND
Süd: IN1 = GND, IN2 = VCC/PWM
Aus: IN1 = GND, IN2 = GND

Der DRV8837-Chip verfügt über Überstromschutz, Unterspannungssperre und thermische Abschaltungsfunktionen und gewährleistet so einen sicheren Betrieb.

Erste Schritte mit CoilCell
Wenn Sie einen der Eingangspins mit VCC verbinden, wird die CoilCell sofort eingeschaltet. Um es noch intelligenter zu machen, haben wir auch eine Arduino-Softwarebibliothek entwickelt, die Ihnen den Einstieg erleichtert.

Sie müssen einen einfachen Code schreiben, um CoilCell mitzuteilen, was zu tun ist. Keine Sorge, das ist ganz einfach! Laden Sie zunächst die Bibliothek „CoilCell“ aus dem Bibliotheksmanager von Arduino herunter. Sobald diese installiert ist, können wir Ihr Gerät steuern. Es gibt mehrere Beispiele, die Ihnen den Einstieg erleichtern können, aber als Nächstes werden wir alle Funktionen aufschlüsseln und verstehen:

Bevor wir beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die CoilCell an Ihren Mikrocontroller anschließen. Wir empfehlen die Verwendung einer CodeCell , die Pin-zu-Pin-kompatibel ist, die gleiche Größe hat, alle Bibliotheksfunktionen unterstützt und drahtlose Steuerung und interaktive Sensorik hinzufügen kann.

1. CoilCell initialisieren

 #include <CoilCell.h>
 
CoilCell myCoilCell(IN1, IN2); // Ersetzen Sie IN1 und IN2 durch Ihre spezifischen Pins

 void setup() {
 myCoilCell.Init(); // Initialisiert die CoilCell
 }

Dieser Code konfiguriert die CoilCell und richtet sie basierend auf den von Ihnen ausgewählten Pins und dem Mikrocontroller für die magnetische Steuerung ein.

2. Bounce (bool Richtung, uint8_t ms_Dauer)

Die Funktion Bounce() lässt einen Magneten auf und ab hüpfen. Der erste Parameter legt die Polarität der CoilCell fest und delay_ms legt die Dauer fest, für die der Magnet abgestoßen wird./

 myCoilCell.Bounce(true, 20); //Bounce the magnet up for 20ms

3. Buzz (uint16_t us_buzz)
Erzeugen Sie ein summendes Geräusch, indem Sie die Polarität der Spule schnell ändern. Passen Sie „us_buzz“ an, um die Frequenz des Summens zu steuern.

 myCoilCell.Buzz(80); // Generates a buzzing effect at 80 microseconds intervals

4. Ton()
Diese Funktion spielt einen Standardton ab, indem sie die CoilCell mit verschiedenen gespeicherten Frequenzen vibrieren lässt.

 myCoilCell.Tone(); // Plays varying tones

5. Antrieb (bool Richtung, uint8_t Leistung_Prozent)
Mithilfe der CodeCell oder eines anderen ESP32-Mikrocontrollers können Sie mit dieser Funktion die magnetische Polarität und Stärke der Spule steuern. Die magnetische Stärke wird durch „power_percent“ eingestellt, das steuert, wie weit der Magnet von der Spule weggeschoben wird.

 myCoilCell.Drive(true, 75); // Drive the coil north with 75% strength

6. Umschalten (uint8_t power_percent)
Durch die Verwendung der CodeCell oder eines anderen ESP32-Mikrocontrollers schaltet diese Funktion die Polarität der Spule bei einem festgelegten Leistungsniveau um, was für einfache magnetische Umklappaktionen nützlich ist.

 myCoilCell.Toggle(60); // Toggle polarity at 60% power

Bei anderen Arduino-Geräten bewirkt dieser Befehl, dass die Spulenzelle bei voller Leistung ihre Richtung ändert.

 myCoilCell.Toggle(); // Toggle polarity at 100% power

7. Vibrieren (bool glatt, uint8_t Leistung_Prozent, uint16_t vib_Geschwindigkeit_ms)

Diese Funktion kehrt die Polarität der Spule mit einer bestimmten Geschwindigkeit und Leistung um. Wenn Sie „smooth“ auf „true“ setzen, entstehen sanftere Bewegungen, ideal für langsame Frequenzen unter 2 Hz.

 myCoilCell.Vibrate(true, 50, 1000); // Smooth vibration at 50% power every 1000 ms

Bei anderen Arduino-Geräten bewirkt dieser Befehl, dass die Spulenzelle bei voller Leistung ihre Polarität umkehrt.

 myCoilCell.Vibrate(100); // Vibrate at 100% power every 100 ms

Hier ist ein Beispiel, bei dem wir eine CoilCell initialisieren, um einen Kugelmagneten mit 5 mm Durchmesser hüpfen zu lassen. In diesem Beispiel wird die CoilCell mit den Pins 5 und 6 initialisiert. Die Funktion setup() ruft myCoilCell.Init() auf, um die CoilCell zu konfigurieren. In loop() wird die Funktion Bounce() verwendet, um den Magneten 20 Millisekunden lang nach oben hüpfen zu lassen, gefolgt von einer Verzögerung von 600 Millisekunden, die den Magneten wieder nach unten zieht.

#include <CoilCell.h>

 #define IN1_pin1 5
 #define IN1_pin2 6

 CoilCell myCoilCell(IN1_pin1, IN1_pin2);

 void setup() {
 myCoilCell.Init(); /*Initialize the CoilCell*/
 }

 void loop() {
 myCoilCell.Bounce(0, 20); /*Bounce the magnet up for 20ms*/
 delay(600); /*Attract the magnet back down for 600ms*/
 }

Im nächsten Beispiel verwenden wir den Bewegungssensor der CodeCell, um ein Antippen zu erkennen. Wenn ein erneutes Antippen erkannt wird, wechselt die CoilCell ihre magnetische Polarität und stellt eine Verzögerung von 1 Sekunde ein, damit die integrierte LED gelb blinkt.

 #include <CodeCell.h>
 #include <CoilCell.h>

 #define IN1_pin1 5
 #define IN1_pin2 6

 CoilCell myCoilCell(IN1_pin1, IN1_pin2);
 CodeCell myCodeCell;
 
void setup() {
 Serial.begin(115200); /* Stellen Sie die serielle Baudrate auf 115200 ein. Stellen Sie sicher, dass Tools/USB_CDC_On_Boot aktiviert ist, wenn Sie die serielle Schnittstelle verwenden. */

 myCodeCell.Init(MOTION_TAP_DETECTOR); /*Initialisiere die Tipperkennung*/
 meineCoilCell.Init();
 meineCoilCell.Tone();
 }

 void schleife() {
 wenn (myCodeCell.Run()) {
 /*Läuft alle 100 ms*/
 wenn (myCodeCell.Motion_TapRead()) {
 /*Wenn ein Antippen erkannt wird, leuchtet die LED 1 Sekunde lang gelb und die Polarität der CoilCell wird umgekehrt*/
 myCodeCell.LED(0XA0, 0x60, 0x00U);
 meineCoilCell.Toggle(100);
 Verzögerung (1000);
 }
 }
 }

Mit diesen Grundfunktionen können Sie mit CoilCell in Ihren Projekten experimentieren. Egal, ob Sie Magnete steuern, interaktive Displays erstellen oder mit magnetischen Kräften experimentieren, CoilCell bietet eine einfache und effektive Lösung.

Wenn Sie weitere Fragen zur CoilCell haben, senden Sie uns einfach eine E-Mail und wir helfen Ihnen gerne weiter!