最近街面上常見平衡車的影子,連小區(qū)里的潮大媽都踩上了平衡車去買菜。只靠一兩個輪子就能在小巷里閃轉騰挪來去自如的平衡車在市場上接受度越來越高,你是否也正在想著進入這一方興未艾的領域呢?
平衡車原理
平衡車圖示
平衡車通過感應身體重心的變化來調整前進方向與速度,身體前傾前進,后傾后退,正常站立則保持不動,傾斜角度越大車速越快,達到使重心保持平衡的效果。
但具體從電路上這種神奇的“不倒翁”裝置是如何實現的呢?原來平衡車利用車體內部的陀螺儀和加速度傳感器,來檢測車體姿態(tài)的變化,并利用伺服控制系統(tǒng),精確地驅動電機進行相應的調整,以保持系統(tǒng)的平衡。
平衡車電路由三部分構成
一是陀螺儀或加速度傳感器
三是電機驅動
這三部分共同協(xié)作,形成了一個根據反饋控制電機的閉環(huán)系統(tǒng)。
電機控制的重要性
一般平衡車都會看重傳感器的作用,不過假如忽視了電機控制系統(tǒng),猶如瘸子走路,一腳高一腳低,平衡倒是平衡了,但搖搖晃晃不僅跑不快,還容易出安全事故。
安全問題是不可忽視的!上述電路設計的三部分固然重要,而為了安全考慮,控制器和電機驅動的重要性反倒更勝一籌。而英飛凌的平衡車方案,上能Hold住高精度陀螺儀,下有可靠性極高的MOSFET助陣,可說是平衡車的高性價比選擇。
本次推薦的方案采用XMC1302作為主控芯片,正弦波驅動,噪音低。配合先進的算法實現自平衡控制。兩塊控制板的軟硬件完全一致,分別控制左右電機,方便生產,性價比高。
方案框圖
方案實物圖
性能指標細節(jié)奉上:
參數 | 指標 |
電池組參數 | 36V/4.4AH |
電機功率 | 300W+300W |
最高速度 | 12公里/小時(限速) |
續(xù)航里程 | 20-30公里(視騎行者體重及路況而定) |
最小轉彎半徑 | 原地轉彎 |
最大爬坡角度 | 18度 |
車體姿態(tài)傳感器 | 雙陀螺儀 |
調制頻率 | 16KHz |
保護功能 | 過流、欠壓、堵轉、缺相保護等 |
使用溫度 | -15℃ - +50 ℃ |
除了主控制器,該方案還采用了IRFB7740PbF與IRFU9024NPbF作為主控功率器件共同實現方案功能。
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