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【全部开源】两轮平衡小车(原理图、PCB、程序源码、BOM等)

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同网上一般网友制作的平衡小车不一样,这个平衡小车最大的特点就是它的整体很小,PCB面积只有2.5cm*5.0cm,这个可能还没有网友制作的平衡小车的一个电机驱动板大,但是却已经实现了相同的功能。我在器件选型时尽可能用了小的元件,这样使得PCB面积大大减少。

亮点概括为两个:

1 PCB 面积非常小(2.5cm*5.0cm)

2 器件可以拆卸,方便开发调试和学习

小车系统架构图:

小车视频演示:

两轮平衡小车软件设计部分:

  • 数据部分:数据部分围绕MPU6050传感器展开。分为数据获取,滤波,数据处理

1.1数据获取

STM32通过I2C和MPU6050进行通讯,其中涉及到基础的I2C通信协议实现,在I2C基础上,涉及到MPU6050各种参数的设置,比如加速度的范围等。不同的设置获取到的数据会不一样并且精度也不一样。

1.2滤波

在获取到原始数据后经过简单转化变为角度,但是这个数据是不准确的,因此需要滤波处理,由于小车比较简单,滤波就用的是互补滤波。这样就能获取比较精确的数据的了。

1.3数据处理

在滤波前需要对获取的原始数据进行处理,这个需要一点点物理知识,起始就是加速度与力的方向是一致的这个原理,还有一个就是角速度的积分操作,这个需要使用定时器来完成。

  • 控制部分:控制部分主要分为PID算法,电机驱动

2.1PID算法

PID算法就是比例,积分,微分这三个变量相互作用最后输出到控制器上去。在这里我们只需要P就够了。

2.2电机驱动

电机驱动主要设计的知识就是PWM波的控制,STM32有相关的库操作,只需要按要求设置好就OK了。然后将PID算法产生的结果作为参数输入到这里就可以实现控制了。

附件内容截图:

电路相关文件

电路图文件
硬件设计.zip
描述:原理图和PCB源文件,用allegro打开
源代码
source_code.zip
描述:程序源码
教程
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发布于 2016 年 11 月 11日
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