序:
应highgear老师之邀,公开展示制作过程,并做好详细技术说明,经初步划分,准备以下列话题和网友们一起讨论,共同研究共同提高。
1. [史上最“烂”两轮平衡小车]--超“烂”硬件结构设计之总结
2. [史上最“烂”两轮平衡小车]--怎样用2051的一路PWM分时驱动两路电机
3. [史上最“烂”两轮平衡小车]--打造超“烂”的山寨驱动之皇-伺服电机
4. [史上最“烂”两轮平衡小车]--如何只用一个ENC-03,打造最“烂”平衡小车
5. [史上最“烂”两轮平衡小车]--为何经典之力作,无法只用一个MMA7361,打造最“烂”平衡小车之讨论
6. [史上最“烂”两轮平衡小车]--采用菜农的“非典”、tyw的“野路子”,只用一个MMA7361,打造最“烂”平衡小车
7. [史上最“烂”两轮平衡小车]--采用角、线加速度计的最“烂”平衡小车
8. [史上最“烂”两轮平衡小车]--终结版,带无线遥控的超“烂”平衡小车
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[史上最“烂”两轮平衡小车]--超“烂”硬件结构设计之总结
史上最“烂”两轮平衡小车的原理图请看下图,下面将重点分析一下电路结构和硬件结构,接口定义和主要功能及装配技巧。
一. 史上最“烂”两轮平衡小车特点
1. 单片机选用51,因为在所有Flash类型的单片机中,51是公认首推的超级“烂”,为增加超级“烂”的难度,特选用性能超级“烂”价格也是超级“烂”的2051芯片,价格只要2块多一点,优点一大箩筐,速度比小时候玩的PC/XT还要快,缺点是只有一路PWM输出,要同时控制2路电机运转,有点困难!
2. 运算放大器,也选用史上最最最最“烂”的LM324, LM358之流,没有比这再低级再“烂”的了,2-3毛钱一个,厂商推荐的及坛友们常用的轨对轨运放,价值实在太高,在淘宝上,最最最最便宜的也要4-5块,不符合匠人老X推荐的最最最最“烂”原则,故淘汰之!
3. 板上最多可装两个陀螺仪,一个三轴加速度器,也选用最最便宜的的ENC-03及MMA7260,后来由于MMA7260芯片停产,价格飞涨,而改用价格更便宜的替代品MMA7361,可全装或只装其中的1至2个,方便网友们实验制作各种最“烂”两轮平衡小车之方案。
4. 板上自带两路电机测速编码器及电压反馈测试电路,可组成两台山寨级的伺服电机,提升整机性能!
5. 板上自带JTAG调试接口和ISP程序下载接口,方便各路朋友用各种方法调试下载程序。
6. 板上备用的通用I/O口,可接简易无线遥控器,直接遥控史上最“烂”两轮平衡小车前进后退转弯等动作。
7. 板上自带电池盒,可用8节5号普通电池(12V)或镍镉电池(9.6V)供电使用。
8. 由于考虑到2051芯片Flash程序容量较小,适当的加了点硬件滤波,以加快实时响应速度,缩小单片机程序容量,改善整机动态特征。
9. 在机械结构上,全部采用市售标准件,以降低成本,消除网友由于自制少量金工零件特别困难,方便网友们自行仿制,并且在产品结构和性能上尽量超出一般的山寨产品,让价格不超过99元的两轮平衡小车,真正成为史上(同时也是世上)最最最最“烂”的两轮平衡小车!
10. 史上最“烂”的两轮平衡小车,还有很多最“烂”的特点,有待于网友们自行去挖掘.........
二. 史上最“烂”两轮平衡小车的原理图
史上最“烂”两轮平衡小车 ,AD09 格式
Two car.rar
(783.57 KB)
史上最“烂”两轮平衡小车 ,Protel 99 SE 格式
Two car 4a.rar
(107.42 KB)
三. 接口定义和主要功能
P1......加速度传感器输入接口,和加速度传感器小板配套使用,从加速度传感器小板的输出P4口接入信号,主板上带两通道放大器,可配合加速度传感器和单片机做各种两轮平衡小车方案的实验。
P2......陀螺仪传感器小板输出接口,该小板上最多可装两片陀螺仪,陀螺仪的型号为ENC-03,可选用M型(大体积)或R型(小体积)之陀螺仪,小板上预装了这两种不同尺寸的焊盘,可供大伙任意选择安装。
P3......陀螺仪加速度传感器输入接口,和陀螺仪小板配套使用,从陀螺仪小板的输出P2口接入信号,主板上带两通道放大器,可配合陀螺仪和单片机做各种两轮平衡小车方案的实验。
P4......加速度传感器小板输出接口,该小板上可装一片三轴加速度传感器,加速度传感器的型号为MMA7361,为方便大伙手工焊接,特意放长了焊盘,使得焊盘边缘比加速度传感器芯片引脚长出1mm以上,以方便初学者也能成功的进行手工焊接。
P5......左路电机输出口,外接直流小电机。
P6......右路电机输出口,外接直流小电机。
P7......电机驱动输入接口,当不插入2051单片机时,可和P8接口一起,将本主板上的资源引出,供外接其他单片机使用,以满足匠人之可扩展功能的要求,如外接ARM最小板。
P8......JTAG接口,供下载程序调试2051单片机之用,另一功能可接入各路传感器经运放放大之值,供单片机A/D转换用。
P9......电源输入接口,外接8节5号普通电池(12V)或镍镉电池(9.6V)。
P10.....ISP串行接口,供2051单片机下载程序用,另一功能可接简易无线遥控器,直接遥控史上最“烂”两轮平衡小车前进后退转弯等动作。
P11.....单片机供电选择短路插,插入靠近LM1117-3.3V时,给2051单片机提供3.3V电压供电,插入靠近78M05时,给2051单片机提供5V电压供电。
四. 其他主要部件功能简介
D3,D4........左路、右路电机测速反馈计数传感器输入。
R13 ........陀螺仪零点调节。
R14,R15......加速度传感器零点调节。
所用元器件优先采用分列直插零件,方便更换,直插IC全部装底座,方便更换不同型号性能的IC。
五. 机械结构特点简介
整机仅用几个市售铜柱和螺钉,将电机、小车、PCB板等配件有机结合起来,完成史上最“烂”两轮平衡小车的组装,大大方便了大伙自备零件仿制,打造人人会玩,人人玩的起的超“烂”两轮平衡小车。
待续........ |