Riassunto analitico
La tesi è volta allo studio di fattibilità e all'implementazione di un sistema di comunicazione Near Field capacitivo, in grado di funzionare in un sistema di trasferimento di potenza wireless di tipo induttivo. Lo sviluppo di questo nuovo tipo di tecnologia può portare notevoli vantaggi agli attuali sistemi di potenza wireless induttivi presenti in commercio, come l'aumento dell'efficenza, la riduzione dei costi, riduzione del numero di componenti usati e conseguente riduzione di spazio occupato su PCB.
Nel primo capitolo della tesi viene illustrato il principio di funzionamento dei classici sistemi ti trasferimento di potenza wireless induttivi. Nel secondo capitolo viene spiegato il primo sistema di comunicazione capacitivo ideato e studiato, il quale è stato chiamato: Comunicazione Capacitiva di Modo Comune in Banda Base. Nel terzo capitolo viene illustrato il secondo sistema capacitivo, ideato e realizzato per essere più robusto in presenza di rumore rispetto alla soluzione spiegata nel capitolo due. Questo sistema è stato chiamato: Comunicazione Capacitiva Differenziale in Banda Base. Nel quarto capitolo i risultati sperimentali sul sistema Differenziale Capacitivo vengono illustrati. Nel quinto capitolo viene spiegato l'ultimo sistema capacitivo realizzato, il quale è stato chiamato: Comunicazione Capacitiva Modulata. Quest'ultimo sistema introduce il vantaggio di essere in grado di filtrare le frequenze di rumore generate dal sistema induttivo e di ridurre notevolmente la capacità minima richiesta per il canale di comunicazione capacitivo. Nel capitolo sesto i risultati sperimentali sulla soluzione modulata vengono illustrati. Nel capitolo sette viene invece illustrata la realizzazione di una scheda di sviluppo basata sulla tecnologia capacitiva differenziale e il suo funzionamento viene illustrato, mettendo in luce che i sistemi realizzati sono in grado di lavorare su protocollo di comunicazione UART.
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Abstract
The thesis is devoted to the feasibility study and to the implementation of a Near Field capacitive system able to work in a wireless inductive power environment. The development of such communication system can lead to several advantages to the nowadays market wireless inductive power systems, like the increasing of efficiency, the cost reduction, the usage of less electronic components and therefore of less space occupied on the PCB.
In the first chapter of the thesis the working principle of the wireless inductive power systems is explained. In the second chapter is explained the first communication capacitive system studied and conceived, which has been called: Baseband Common Mode Capacitive Communication system. In the third chapter is shown the second capacitive system, designed and built to be more robust with respect to the solution explained in the second chapter. This system has been called: Baseband Differential Capacitive Communication system. In the fourth chapter the experimental results on the differential capacitive system are shown. In the fifth chapter the last realised capacitive system is explained. It has been called: Modulated Capacitive Communication system. This last solution introduces the advantages of reducing the minimum required transmission capacitance for the capacitive channel, in addition to the capability of filtering the noisy frequency components generated by the wireless power inductive system. In the sixth chapter the experimental results on the modulated solution are illustrated. In the chapter number seven the realisation of a demo board for the differential capacitive solution is explained and shown. The demo board performance highlights that the realised systems are able to correctly work on the UART communication protocol.
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