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原諒我起這么猛的標題，但看完，你不會來打我的。 如果此項目有朋友已經做過，可以越過不看。 回歸正題，平衡小車，這個開源項目已經出來很多年了，雖然是一個比較基礎的項目，但也牽扯到方方面面的知識， 單片機程序開發、硬件 電路設計、焊接手法等。 在許多朋友咨詢信盈達小編， 電子設計入門，該選什么項目時，小編都會首推這個。 那么，如果一個新手，或者對電子設計興趣但有不知道從何下手時，看這篇文章就對了。 我將平衡小車分為三種技術路線，不同的技術路線都可以實現完成平衡小車，不同的路線，針對不同的基礎的人群，難度都不同。 1、模塊拼接+手工焊接布線 1.1 車架 1.2 電路如何設計？ 有了車架，還差電路部分，如何設計？ 為了讓大家快速熟悉平衡小車的系統電路，加快開發速度。 第一條路線，我們采用模塊化的設計方式。 也就是，電路部分都采用模塊，將各個模塊電路連接起來即可完成電路設計。 那么需要哪些模塊電路呢？ 單片機最小系統：這個是用來寫入程序的。 電機驅動：用來驅動電機；單片機IO電流不夠，不足以驅動電機。 姿態傳感器：MPU6050（用來獲取小車姿態數據，來保持平衡）。 電源模塊：用來做電源升降壓，給各個單元電路（單片機、電機驅動MPU6050）供電。 電池：給整個系統供電。 無線模塊：用來做遙控，控制小車移動行走。 1.3 手工焊接 將各個系統模塊化之后，根據電路原理圖，要進行的就是，手工焊接。 針對完全不熟悉的朋友而言，更推薦此種方式，此種方式能讓我們更快速且有效的去搭建起電路，并去驗證我們的電路。 畢竟PCB的繪制以及腐蝕都是需要時間的，更加不說那些對PCB設計不熟悉的朋友了。 手工焊接，需要一塊和車架板差不多大小的洞洞板，方便我們的板子后面安裝在車上。 手工焊接和PCB設計一樣，需要考慮各個模塊以及元件的布局。也就是各個模塊的擺放位置。 模塊位置的擺放正確與否，能讓我們少走錫，少布跳線。 能讓我們省去許多精力，到底能多省。 用烙鐵去體會！ 2、模塊+PCB繪制 第二條路線，模塊化+PCB繪制。 同樣的，第二條路線也采用模塊化設計，但與第一條不同的是，在于不再使用洞洞板焊接，但此種方法路線，針對于基礎較好，對PCB繪制以及一些單片機基本電路較為熟悉的朋友。 當然，用第一種方法完成平衡小車的設計之后，可以采用第二種方法進行進階學習，可以通過此方法來學習或加強PCB設計。 畢竟，別人的電路板，哪有自己設計的香。 本質上，此種方法路線與第一種沒有什么不同。省去了人工焊接布線，使用機器布線，再通過自我腐蝕或發廠打樣制作。來完成整個電路板的設計。 3、集成化主板 第三條路線：集成化主板。 同樣的，第三條路線都可以作為第一條、第二條的進階學習之路。 想要完成集成化主板的設計，需要對單片機系統以及外圍電路非常熟悉，能進行自我電路設計，包括一些基本的電源電路等。 當然，網上也有許多電路可以進行參考，畢竟做的人特別多。 我也為大家準備了一套完整的電路和程序。 下圖就是我們信盈達工程師設計的主板和小車。 4、程序設計思路 講完了三種硬件搭建路線之后，需要談論的應該是程序部分了。 我為大家已經準備好了各個“單詞”，只要大家學會拼即可。 如何做？ 在資料包中，我準備好了MPU6050測試、電機驅動測試、藍牙測試程序。 我們可以通過程序對單個模塊電路進行測試，一步一步的移植拼接。 比如： 第一步，先測試MPU6050程序，通過測試程序正確讀取出6050數據。 第二步，單獨再調試單片機和電機，單片機程序是否能正確控制電機驅動，使得電機正反轉、加減速。 第三步，以MPU6050程序為基礎，將電機轉動程序加入其中，并添加PID控制函數，以6050數據為閉環入口參數，調節PID參數，計算出控制PWM，來控制電機轉動，保持小車車身平衡。 課程咨詢：C語言，單片機，Linux電路設計，PCB軟件測試，python，JAVA，C++，QT等課程培訓提升，面授線上學習，有需要加18025267692（微信） 第四部，小車控制平衡后，對藍牙測試程序進行單獨測試，并將藍牙控制信號輸入到PID控制函數中，作為速度環和轉向環的一個控制變量，來達到控制小車前后左右移動的效果。 以上，是小車程序的整體設計思路。 5、最后 最后，想要表明一點，關于平衡小車設計，說來簡單且粗暴，但實施起來，需要花費的時間和精力不言而喻。 因為其涵蓋軟硬件設計，對于新手而言，工作量確實較高，但等完成之后，回過頭再看，腦子里覺得沒什么工作量。 但手上卻多了各種技術活。
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發表于 2021-8-13 10:39:20
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