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两轮电动平衡车体系电路设计详解 —电路图天天读(174)

  在国外,两轮载人平衡车早已被用于一些公共场合了,现在许多机场、火车站、汽车站等公共场所都运用了两轮载人平衡车。研讨两轮平衡车小车有利于研讨两轮载人平衡车。本著作主要由一块IAP…

  在国外,两轮载人平衡车早已被用于一些公共场合了,现在许多机场、火车站、汽车站等公共场所都运用了两轮载人平衡车。研讨两轮平衡车小车有利于研讨两轮载人平衡车。本著作主要由一块IAP15F2K61S2单片机开发板做主控板,一个电源和传感器模块来收集视点数据并为体系供电,一个测速模块来测得电机的速度信息,最终把视点信息转化成PWM输出给一个电机驱动模块来操控两个空心杯电机。

  本规划是依据IAP15F2K61S2单片机体系开发的两轮平衡车,选用IAP15F2K61S2单片机开发板做主控板,用MPU6050 陀螺仪和加速度传感器收集加速度和角速度,经过核算得出视点以确认小车姿势,再经过光电门传感器测出小车电机转速,以核算出车速,运用PID算法再依据传感器测得数据处理后对电机驱动进行PWM输出,调理适宜的PID参数使小车能安稳直立起来。

  

  本著作运用简略,翻开总开关小车即可直立。两轮载人平衡车在一些公共场合有必定的优势,研讨两轮平衡小车对开发两轮载人平衡车有必定的协助,本著作具有结构简略明晰,运用方便等特征。

  

  规划特征:

  小车底盘是咱们用游标卡尺量出电机支架的孔径和方位,用Altium Designer 软件画出底盘模型,再用雕琢机和亚克力板雕琢出底盘。车上面传感器模块和电池盒的装置具有对称性,使小车重心在电机上方,传感器装置比电机略微高点,大概在重心处,这样有助于小车的平衡和安稳性。在算法上咱们选用精简PID算法和卡尔曼滤波算法来操控电机,使体系更安稳牢靠。

  

  渠道选型阐明:

   本体系选用IAP15F2K61S2单片机开发板做主控板,IAP15F2K60S2是1T的8051单片机。是真实意义上的单片微机,宽作业电压,不 需求外部复位电路和外部晶振,内部晶振5—33.1776M可选。片上外设丰厚,具有3通道捕获\比较单元(CCP/PCA/PWM),8通道10位高速 AD,3个定时器/计数器,双串口,高速串行通讯ISP接口,大容量片内EEPROM。电机驱动选用LM298N,测速选用透射式光电门,信号经反向器输 出安稳脉冲,电机选用空心杯,频率可达十几千赫兹。

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  IAP15F2K61S2单片机开发板原理图

  本著作用到IAP15F2K61S2单片机的内部资源有定时器1、定时器2、串口1、ADC、外部中止0、外部中止1、PWM等这些资源。定时器1以10ms的周期处理数据,定时器2作为串口1的波特率发生器,串口1用于调试时与上位机软件通讯,ADC是收集电位器可调端的电压用于调试 PID参数,外部中止0、1用于计数测速模块的脉冲,PWM作为使能电机驱动输入信号。

  

  MPU6050模块和电源模块原理图

  MPU6050选用I%&&&&&%通讯传输数据,电源模块选用LM7805($0.2053)做稳压芯片给单片机和传感器供电。

  

  测速和电机转接模块

  每个电机尾部都有两个光电门用以测速,光电门输出信号经反向器输出后更安稳牢靠。电机接线用转接板转接有利于维护电机接线。

  

  keep out层画边框、顶层画辅助线,用雕琢机先打孔再割边。

  规划阐明:

  本规划在IAP15F2K61S2单片机开发板的基础上,使用陀螺仪和加速度传感器以周期为10ms测出视点信息,经卡尔曼滤波算法滤波处理后再经PD算法处理输出,测速模块以周期为100ms测出速度信息,在经互补滤波算法滤波后再经PI算法处理输出,将视点环的输出量与速度环的输出量交融作为PWM的设定值对电机驱动输入然后操控电机。

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