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2015/09/07
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硬件選擇與方案設(shè)計:  

膠槍、電轉(zhuǎn)、電表等耐用品工具的價格不計算在內(nèi),下列原件總共花了我大概450元吧。無意給淘寶商家做廣告,所以請大家自動略過圖片中的商家logo。

1. 控制板采用原子的STM32 MINI開發(fā)板,不帶屏的話138元吧。遙控使用板上的紅外接收器,當(dāng)然理論上也可以使用板上的rf無線模塊接口。

2. 方位傳感器采用iic接口的9軸模塊,花了我88大洋。包括加速度、角速度、氣壓、地磁傳感器,主要是考慮到以后別的用途,如果采用6軸模塊的話,應(yīng)該可以降到50元以內(nèi)吧?! ?/p>

自平衡小車需要使用到1個角速度分量和2個加速度分量,通過融合濾波得到較為準(zhǔn)確的小車傾斜角度值。查看網(wǎng)上幾年前的小車,都是使用3個獨立ic搭建的,而且還是使用模擬量輸入;查找網(wǎng)上資料,現(xiàn)在都是集成ic,接口主要有spi和iic,而且還有中斷輸入。我買的這個模塊只有iic接口,而且沒有中斷輸出,iic接口,故只能采用周期性查詢方式;加速度傳感器采用的是ADXL345,角速度傳感器采用L3G4200D,這兩個ic的手冊資料是比較齊全的,便于學(xué)習(xí)。

3. 采用9v減速電機與鋁合金支架、輪胎,指導(dǎo)價格98元。賣家給的資料有限,電機的參數(shù)不明,減速比都是自己測的。  經(jīng)過實測,電機的減速比大概為150。感覺小車的力矩還是比較大的,但是反應(yīng)速度不夠快;采用減速比100的電機或是大輪胎,應(yīng)該能夠改善小車的動力性能。電機有兩個電源輸入端口,通過改變電壓的正負(fù)極,可以改變電機的轉(zhuǎn)動方向;通過改變驅(qū)動電壓的大小,可以改變電機的轉(zhuǎn)速。

4. 電機驅(qū)動模塊采用全隔離的L298N驅(qū)動板,抗干擾,30元。如果不是光耦隔離的話會便宜很多。賣家給的實物和照片不太一樣,有一條pwm控制線5v有效,3.3v無效,說明商家賣出之前沒完整的做過測試。我自己并了個電阻搞定了,也便沒有跟賣家糾纏了?! ?/p>

模塊有4個邏輯控制輸入端口,接控制器的4個io口,控制2個電機的轉(zhuǎn)向與停止;2個pwm輸入,接控制器的pwm輸出,控制2個電機的轉(zhuǎn)速;1個邏輯電源輸入接口,從stm32控制板上取電。驅(qū)動部分,2個電源輸入端口,接聚合物鋰電池,考慮到5v穩(wěn)壓模塊從電池取電,減速電機又是9v的,建議采用9v以上的電池(我采用的是12v);4個驅(qū)動輸出接2個減速電機的4個輸入口。

5. 電池采用12v 3000mah的聚合物鋰電池,65大洋,不包括充電器的價格。恒定放電電流可達(dá)4A,瞬間可達(dá)40A。不知道用9v的電池可不可以,當(dāng)時怕電壓太小,所以就沒有買。據(jù)說普通的電池不能用在小車上,因為電機的瞬間電流很大,普通電池?zé)o法提供。

6. 邏輯電路5V供電模塊,采用LM2596降壓模塊從12v鋰電池取電,6元。  該模塊的輸出電壓可調(diào),我調(diào)整到了5v輸出。

7. 測速碼盤,1個18元。  為了省錢省地方,我只用了1個,有了這個就可以得到電機的速度反饋,再通過控制調(diào)整小車的速度、位置。小車的動力部分其實不一定要使用減速電機,而可以使用步進(jìn)電機,這樣就可以省掉編碼器,而且控制性能更加良好。但這樣帶來的是需要采用專門的步進(jìn)電機控制板,還有成本的攀升。不差錢的同志可以考慮采用步進(jìn)電機方案。

8. 銅柱、洞洞板、連接線等若干。

  • 硬件模塊.zip
    描述:包括光耦電機驅(qū)動和九軸模塊資料
  • 程序.zip
    描述:主程序
  • 相關(guān)設(shè)計文檔.zip
    描述:包括濾波、PID控制以及設(shè)計說明

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