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[最“烂”两轮小车]--超“烂”硬件结构设计总结装配技巧

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楼主
123jj|  楼主 | 2011-4-24 21:35 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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........

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沙发
21IC之星| | 2011-4-24 21:39 | 只看该作者
占个沙发

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板凳
123jj|  楼主 | 2011-4-25 06:28 | 只看该作者
本帖最后由 123jj 于 2011-4-25 06:36 编辑

电气安装要点简单说明:
1. 10n贴片电容 外封装表面涂黑,以示和 100n贴片电容(外封装原色)之区别。
2. ENC-03只装X1,  X2不装(备用功能,供扩展功能时使用)。
3. 零件安装次序,先装贴片元件后装分列元件,先装低矮的元件后装高大的元件。
4. 光电发射接收对管H42B6暂时不装,等总装完成后需核对和编码盘的相对位置,弯脚成90度成卧式后再补焊,切记!     
5. 顶上两块小板请先不要掰开,连在主板上就能直接做实验,下部的底板需掰开,等主板元器件全部焊好后,插入底板相应长槽中,校正垂直后焊牢,电气装配既暂时告一段落。


附 [史上最“烂”两轮平衡小车] 元器件清单:

Two car.rar (1.37 KB)



待续........

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地板
wuxp| | 2011-4-25 13:49 | 只看该作者
问一下SH88F2051里面是否写好程序?如果是空白片,除了JET51还能用那些其它烧写器?bin或hex文件在哪里?
可否用AT89C2051代替?后者没有A-D.

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123jj|  楼主 | 2011-4-25 16:45 | 只看该作者
回LS:
SH88F2051可通过JTAG接口下载程序或调试外,还可通过串口下载更新程序,原来打算用芯唐的79E2051,以便和今后外扩的Cortex-M051主板采是同一家公司的MPU产品,  但是,考虑到79E2051不能串口下载,需用专用下载工具下载,不方便手头没有工具的网友玩,因此给OUT了。
由于本小玩意儿号称[史上最“烂”两轮平衡小车],而现在AT89C2051的价格都在3元以上,比SH88F2051贵很多,又不能ISP或串口下载程序,无法实现超“烂”之设计思想,故也给OUT了。

至于有没有A/D,  不是主要的,有A/D用有A/D的设计思路,没有A/D用没有A/D的实现方法。

反正不管黑猫白猫,能让[史上最“烂”两轮平衡小车]站起来就是好猫~~~ :lol

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6
leipizip| | 2011-4-25 19:53 | 只看该作者
持续关注中

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7
chy117| | 2011-4-26 18:19 | 只看该作者
mark

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8
123jj|  楼主 | 2011-4-27 21:49 | 只看该作者
机构结构装配说明:

借用匠人拍的图片(图中主板焊反了!)
这样装配影响了光电发射接收对管的正确安装!无 法 正 确对准计数编码盘!




1. PCB主板,图中焊反了!文字应朝前!
2. 光电发射接收对管安装孔,请将光电发射接收对管卧倒安装!光头对准计数编码盘的编码孔!
3. 两根79mm杆上带螺孔的铜杆,请将螺孔朝上水平安装。
4. PCB底座板安装螺钉,共4个大圆头M3螺钉。
5. 底部铜杆,一根79mm和一根14mm铜杆对接而成。
6. 两端安装配螺钉,上面两端共4个M3X25螺钉,下面两端共2个M3X8螺钉。
7. 同第2条,光电发射接收对管安装孔。


待续........

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9
123jj|  楼主 | 2011-5-4 18:06 | 只看该作者
借用两张匠人的艳照,   这年头啥都没有匠人的艳照好使! :P





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10
dbayj| | 2011-5-4 18:39 | 只看该作者
顶楼主

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11
yeyo| | 2011-5-4 19:15 | 只看该作者
期待...

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mxl0323| | 2011-5-4 19:43 | 只看该作者
mark  here

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13
不光写程序| | 2011-5-5 20:38 | 只看该作者
顶!我的还没装呢!

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14
pa2792| | 2011-5-6 15:35 | 只看该作者
顶啊。LS小盆友你的程序出来没有啊?

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15
highgear| | 2011-5-6 22:04 | 只看该作者
123姐姐非常用心,一定要顶!

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16
highgear| | 2011-5-10 22:48 | 只看该作者
还是要顶

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17
123jj|  楼主 | 2011-5-15 07:08 | 只看该作者
谢谢highgear老师永恒的支持~~~ :handshake

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18
highgear| | 2011-5-16 21:26 | 只看该作者
好东西一定要多顶!

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19
心情零下| | 2011-5-21 00:26 | 只看该作者
我顶!太棒了!希望一年以后我也可以做出来

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20
123jj|  楼主 | 2011-5-21 05:04 | 只看该作者
勇于参与,不用一年,俺会算命,包你三月,小车站立。

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