超音波無線傳能系統設計（可用于無線充電）

一、硬體子產品

1、RT分體超音波探頭

型号：TCT40-16R/T（直徑16mm）

• 标稱頻率（KHz）：==40KHz==
• 發射聲壓at10v（0dB=0.02mPa）：≥117dB
• 接收靈敏度at40KHz（odB=V/ubar）：≥-65dB
• 靜電容量at1KHz，<1V（PF）：2000±30%引腳那有黑的一圈是正，另外一隻是接外殼為負

• 發射聲壓at10v（0dB=0.02mPa）：≥117dB-

2、雙路直流電機驅動子產品闆器H橋

這個子產品主要是驅動上面的超音波探頭工作，用直流12V電源供電，用外部PWM信号隔離控制兩個電機輸出口的輸出驅動PWM的頻率，控制所用的PWM信号是5v電壓，驅動輸出的PWM是12v電壓。子產品包含兩個電機驅動輸出端，将超音波發射探頭平分，一半并聯接H橋1，另一半并聯接H橋2，切記超音波發射探頭有正負之分。

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3、方波矩形信号發生器

用來輸出PWM信号，來控制上面電機子產品的輸出驅動的頻率。當然，也可以用單片機輸出PWM來控制，這裡隻是友善調試，直接調節滑動變阻器就可以改變輸出PWM信号頻率。（本設計中，我直接将PWM輸出頻率調節至超音波探頭的==标稱頻率40KHz==）

4、DC-DC降壓穩壓電源子產品

由于電源為直流12v，而控制端的供電為5v，是以需要降壓至5v，（我用的電源擴充卡是交流220V50Hz轉直流12v 2A，不想再加一個5v電源，是以用了一個降壓子產品）

5、肖特基二極管1N60P

接收超音波探頭接收到的是标準的正弦電壓，若要完成點亮普通二極管，需要用肖特基二極管整流成直流電壓，所用到的是最簡單的單相橋式全波整流電路，

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實驗測試階段用的是1個接收探頭，是以收集的能量比較少，我準備的是用5個接收探頭一起接收，能量至少是1個的3倍。

二、傳能原理

這個超音波傳能原理比較簡單，就是壓電效應，我的了解是，超音波發射探頭通過PWM驅動，産生機械振動，帶動周圍空氣的振動，也就是超音波，通過一段距離的傳輸，達到接收探頭，然後，超音波帶動接收探頭上的振子産生機械振動，機械振動轉化為電能，這就是我上面說的正弦電壓了。

可以看到，超音波無線傳能可以輕松點亮4個串聯的LED燈。

示範視訊

三、後續制作建議

• 可以設計一個充電儲能電路，将電能儲存在锂電池中
• 設計一個無線通信結構，電源端采用單片機等控制，如果接收端儲能完畢，則停止發射超音波傳能
• 還可以添加一個運動控制結構，自動調節接收端或者發射端的角度或距離，最大化傳能效率
• 用于科研研究，比如 傳能距離、傳能效率、傳能媒體等相關