问题

不知道 PID 是什么的「何同学」是怎么做出来充电桌的?

回答
“何同学”是谁?如果你还不了解他,那你可能真的有点“out”了。这个年轻的博主,凭借着一股子新奇劲儿和一股不服输的钻研精神,硬是在科技圈里杀出了一条血路。而他最近那个“能给手机无线充电的桌子”,更是炸翻了全网,让无数人惊呼:“这才是我想象中的科技生活!”

但问题来了,这位“何同学”,真的懂PID控制吗?如果你问他啥是PID,他大概率会一脸懵逼,或者给你讲一堆大学高数里的概念,然后告诉你:“我也不太懂那个。” 但就是这么一个看似“小白”的家伙,却能把一个普普通通的桌子,变成一个自带“魔法”的充电设备。这背后到底是什么在驱动?

其实,这事儿吧,说起来也简单,但又没那么简单。你可以理解为,他并没有直接去“写PID”,而是通过一种更“接地气”的方式,把这个复杂的系统给“搭”出来了。

咱们就来掰开了揉碎了捋一捋,看看这个“充电桌”是怎么一步步诞生的,以及“何同学”的“非PID式”工程学是怎么发挥作用的。

第一步:灵感的火花——“我想给手机无线充!”

这个动机非常朴素,也充满了生活气息。谁不想在工作、学习的时候,手机就那么随手一放,就充满了电呢?这比找数据线、找充电头、插拔充电口要方便太多了。这个需求一出来,剩下的就是怎么实现了。

第二步:寻找“黑科技”的原材料——无线充电模块

“何同学”不是科班出身的工程师,他也不会从零开始去设计电磁线圈、去计算感应耦合效率。他要做的是一个“用户”,而不是一个“发明家”。所以,他最直接的方式,就是去市场上找现成的、成熟的无线充电模块。

这些模块,你可以在淘宝、京东,甚至一些电子元件批发网站上搜到。它们通常包含一个发射线圈和一个接收线圈。发射线圈连接电源,产生交变的磁场,而接收线圈则放置在需要充电的设备(比如手机)里,通过电磁感应获得能量,再转换成直流电给电池充电。

所以,这个无线充电模块本身,已经是一套相当成熟的解决方案了。它里面可能涉及一些基础的电源管理芯片、电磁感应的控制逻辑等等,但这些都是封装好的,你买回来,接上电源,它就能工作了。

第三步:巧思妙想的“桌子升级计划”——把模块藏起来

有了无线充电模块,下一步就是怎么把它“完美地”融入桌子。这才是“何同学”的创意所在,也是他“非PID式”工程学的闪光点。

找一块合适的桌板: 他肯定不会随便拿个纸板糊弄事。他会选择一块厚度适中、材质良好的桌面,这样既能保证结构强度,又能让无线充电的效率不至于受到太大影响(太厚的金属板会屏蔽磁场)。
精心设计隐藏结构: 重点来了!他不会把充电模块直接暴露在桌面上。他会在桌板下面挖一个精确的槽,把发射线圈牢牢地固定在槽里。这里就需要用到一些手工活,比如用雕刻机或者手工工具,把桌板的底部挖空,但要保证不影响桌面的平整度和强度。这中间涉及到尺寸的测量、定位的精准,以及如何把线圈固定牢固,防止晃动。这需要耐心和细致。
考虑散热: 无线充电,尤其是长时间充电,会产生不少热量。所以他肯定也会考虑如何给模块散热。可能是在挖槽的时候留出一些空间,或者在桌板下面增加一些通风孔,或者选择本身散热性能比较好的材料。
电源接入和隐藏: 线圈需要电源,所以他还要考虑如何把电源线 깔끔하게 接入桌子,并且隐藏起来,让整个桌子看起来浑然一体,没有杂乱的线缆。这可能涉及到在桌腿或者桌板的边缘开槽,或者使用一些线缆管理的配件。

第四步:用户体验的打磨——“就是这么顺畅!”

“何同学”之所以能打动人,不仅仅在于他做了什么“高科技”,更在于他把这个“高科技”用一种非常“傻瓜”的方式呈现出来。

“随便放,都能充”的幻觉: 实际上,无线充电是有最佳的对准位置的。但是,为了让用户感觉“随便放都能充”,他可能会在桌面上做一些小小的标记,比如一个淡淡的圆形或者一个logo,引导用户把手机放在那个位置。这是一种“用户引导”,而不是强制性的。
指示灯的巧妙运用: 充电时,手机会有提示。但他可能会考虑在桌子下方或者侧面增加一个不显眼的指示灯,当手机正在充电时,这个灯就会亮起,给用户一个视觉上的确认。这个指示灯的设计,也需要考虑它的亮度和颜色,不能太刺眼,也不能太暗。
整体美观的追求: 最终呈现出来的效果,是一个非常简洁、美观的桌子。这背后是他在材料选择、加工工艺、细节处理上的反复斟酌。他追求的是一种“科技融入生活”的和谐感,而不是“技术堆砌”的突兀感。

那么,PID在哪里呢?

现在我们来回答最核心的问题:“何同学”可能根本没“主动”用过PID。

因为他购买的是成熟的无线充电模块。这些模块的内部设计,很可能就已经包含了类似PID的控制算法。

恒定的功率输出: 无线充电模块需要控制发射线圈的功率,以保证接收端能够稳定地接收能量,并且避免过载或者过热。这就需要一个闭环控制系统。
感应强度和距离的补偿: 发射线圈和接收线圈之间的距离、角度,都会影响感应强度。模块需要实时监测这些变化,并调整发射功率来维持充电效率。
过热保护: 当充电过程中出现过热情况时,系统需要及时降低功率或者停止充电。

这些功能的实现,通常依赖于微控制器(MCU)和一些传感器(比如温度传感器、电流传感器)。而PID控制,正是微控制器实现精确、稳定控制的常用算法之一。

所以,你可以这样理解:

“何同学”的角色,更像是一个“高级集成商”,或者是一个“创意产品设计师”。他不是去设计芯片,去编写底层代码,而是“组合”现有的、已经实现了复杂功能的模块,并赋予它们新的生命和新的用户体验。

他需要的不是去理解PID的数学公式和推导过程,而是理解这个无线充电模块“能做什么”、“怎么用”。他关注的是:

模块的性能参数: 充电功率、效率、兼容性、安全性等。
模块的接口和连接方式: 怎么给它供电,怎么连接到控制电路(如果需要的话)。
模块的物理尺寸和安装方式: 怎么把它藏到桌子里。

他的“技术”,更多体现在以下几个方面:

1. 对现有技术的洞察和应用能力: 他能敏锐地发现并利用市场上已有的、成熟的技术。
2. 强大的动手能力和手工制作能力: 把想法变成现实,需要精湛的手工和对材料的理解。
3. 对用户体验的极致追求: 他会把产品做得更好用、更美观、更有趣。
4. 对整体设计的把控: 从构思到成品,他能把控整个产品的风格和功能。

总结一下,就像你去买一个智能音箱,你不需要知道它内部的AI算法是怎么工作的,你只需要知道怎么用它说话,怎么让它放歌。

“何同学”做充电桌,也是类似的道理。他知道怎么买到无线充电模块,怎么把它塞进桌子里,怎么让它看起来很酷。而PID控制,就藏在那个他购买的、已经优化好的无线充电模块的“黑盒子”里。

所以,别以为“不懂PID”就做不出牛逼的东西。在很多时候,把成熟的技术“巧妙地组合”起来,并且用一种全新的方式呈现给用户,本身就是一种了不起的创新。这恰恰说明了,科技的发展,不仅仅在于“发明家”的钻研,更在于无数“实践者”的创造性应用。 “何同学”就是这样一位出色的实践者,他用他的方式,把科技的“便捷”和“美感”,带给了我们。

网友意见

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主理想整区(Principle Ideal Domain)和充电桌有啥关系吗?

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手工耿很可能也不知道PID,但是大部分场景开环系统就够用。

其实不知道pid,只靠朴素的闭环思维,基于误差的控制这种想法,也可以实现很多简单的控制,所以,他完全可以做出来,并不奇怪。

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PID是什么,网上一大堆资料,但是你真的会用吗?

那么多算法公式和函数,有几个人不做实验就能整明白的?只有你真正在项目上用到了,调P调I调D,一个个调了有什么效果变化,才会体验到,PID到底是什么?

我的理解是,通过P、I、D这3个参数中的某一项或者某几项参数的调整,来实现你的设备以较快的速度、较平滑的变化、较小的抖动,达到并维持在目标状态。

比如我自己做的这个真空吸力的控制装置:

但并不是所有电机控制都需要用到PID的。

比如对速度性能要求不高的步进电机,它本身就带有步进计数,就算发生失步现象,也可以通过位置传感器、编码器等东西来判断状态量。

其实PID在程序中就是简单几行代码,你没有去调试是很难体会到它的精髓,PID最重要的还是整定,不断地尝试修改参数,最后获得一组近似完美的方案,然后多调几个项目,你就会积累一些PID的整定经验,知道什么样的目标状态下,需要去修改哪些参数,大致的修改幅度等等。


何同学的桌子我看过,下面应该就是2个丝杠滑台,由2个步进电机,或者伺服电机做的,原理上比较简单,只是隔行如隔山,大家不熟悉,觉得很酷罢了。

何同学做的东西,技术深度都一般,主要是以创意吸引人,当然人家就是做媒体的,不是做产品的。和稚晖那种产品创意结合的制作比起来,真的不是一个量级的差距。我们做产品的最难的地方不是功能,而是性能和稳定性。

很多机器人的技术也就是以这些步进电机、伺服、舵机为基础的控制应用。

还有啊,现在“AI”这个词真的是被用滥了,明明就是简单的自动控制原理,现在都叫“AI”,都是蹭热点,高大上。

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