【智能小车】+霹雳旋风—光盘车：DIY第二高的小车！更新

只看该作者 · 2015-11-15 10:55

本帖最后由北极星405 于 2015-11-30 09:59 编辑

平时非常喜欢电子制作和手工，有幸赶上这次活动，计划从车架开始使用光盘DIY一个小车，不管是车架还是电路，尽量自己动手制作，做一个DIY程度最高的小车，我觉得这里的乐趣会更多，意义也更大。帖子目录：

1）项目方案的构想和实施计划；

2）硬件设计及制作过程；

3）控制系统及传感器硬件平台搭建；

4）程序设计；

5）调试过程；

6）作品展示、制作心得和总结；

7）未来版本畅想。

1）项目方案构想和实施计划：
小车主体架构计划使用光盘作为小车车轮，使用两轮方案即小车只有两个光盘轮，考虑到光盘小车与地面接触摩擦极小，在运动过程中如何保证小车车体平衡、小车平稳准确启停、小车避免碰撞将对小车控制方案设计提出巨大挑战，也就是说这是一个两轮自平衡对战小车，车体概念图如下：

实现功能有：
【1】漫游模式下，自主巡航，主动避障；
【2】对战模式下，自动循迹，不超过战场边界（边界由深色线标记）；
【3】对战模式下，能够与其他小车对战，被击中显示掉血及剩余血量点数，并反馈到手机APP显示，小车本体对应声光显示；
【4】小车运动过程中，能够实现自平衡，这是本设计的难点和重点！
关于对战模式及规则的构想：
1.小车对战，按照活动要求，红外收发实现对战及血量变化，这里本人对红外通讯了解有限，对于能否实现顺畅、准确、指向性良好的通讯不太确定，有了解的坛友还请多多指点！另外一点就是对于红外发射和接收模块灵敏度的设定，因为发射功率、接收灵敏度直接影响到最终结果，所以我认为这里需要做个规则，比如发射电流不得超过多少，接收灵敏度必须保证多少角度内多少距离良好接收。
2.比赛模式，活动要求小车自主巡航，个人认为还应该增加循迹功能，因为对战中小车应当在一定范围内活动，而这范围的限定可以通过小车自主检测来实现，比如超过边界一定时间则小车自动死亡，场景如下图，小车只能在黑色边界内部进行对战，不得超过边界边缘。

实施计划：
计划硬件平台使用光盘做轮子，亚克力板做控制板及传感器支撑，电机使用普通玩具车130电机，减速器由齿轮自己拼装完成，DIY！外观示意图如下：

图中光盘边缘小孔：用于码盘检测；

控制模块：万用板自己焊接的STM32F103C8T6最小系统，如下图；

顺便晒下自己焊的电机驱动：

也是上下两层万用板

避障                ：超声波模块；
循迹                ：红外对管；
对战                ：红外对管；
手机通讯          ：蓝牙串口模块。
声光                ：蜂鸣器+LED；

只看该作者 · 2015-11-15 10:55

本帖最后由北极星405 于 2015-11-30 09:57 编辑

2）硬件设计过程分享：首先，晒一下主要的材料：

光盘两张，用于做轮子，大小齿轮一包，车轴、黄色那个是ABS塑料条，用于固定轴的，记号笔用来标记钻孔位置！

打印好的图纸铺到光盘上，中心孔孔位对准，孔位做标记，然后钻孔即可。

光盘和齿轮使用自攻丝锁到一起，背面使用ABS胶条，这样可以锁紧而且可以正孔位。

装好之后，就是上面个样子，轴和两个轮子是间隙配合的，可以自由转动，下图增加了一块亚克力板，用于固定控制和传感器模块：

版本1.0：

传动装置细节：

这一版本问题较大，运动时候轮子左右晃动较大，因为采用方案是：两轮同轴，轮与轴间隙配合安装，该版本无法使用；
改进版本：两轮不同轴，轮与轴固定。

版本2.0
改动的地方：
【1】两光盘轮与半轴固定，不再有间隙了，因为左右轮各使用半轴，两个半轴安装在同一轴线上，所以晃动问题得到解决了。
【2】版本1.0中使用两级圆柱齿轮减速，齿轮的安装和传动精度要求高，比较难安装，版本2.0中使用蜗杆和圆齿轮组成一级减速，安装更简单，传动更稳定！
【3】改版本1.0中两侧各1张光盘变为两张光盘拼在一起，中间间隙3mm，双面胶，这样轮子就不容易晃动，稳定多了！
下面上图：
整体布局看上去变化不太大，但其实是完全拆了重做的！注意对比电机、轮子安装细节很容易发现！