聚豐項(xiàng)目 > 模塊化迷你兩輪平衡小車
現(xiàn)在有越來(lái)越多的人對(duì)平衡車技術(shù)非常感興趣，但是往往一個(gè)只是用來(lái)學(xué)習(xí)的平衡小車套件去需要300~400，為了降低學(xué)習(xí)門檻，我們通過(guò)精心選型開(kāi)發(fā)出了一套低成本的平衡車學(xué)習(xí)套件，降低了學(xué)習(xí)平衡車的門檻。
大熊現(xiàn)在很幸福
大熊現(xiàn)在很幸福
團(tuán)隊(duì)成員
熊健 開(kāi)發(fā)
同樣是兩輪平衡小車，我們的小車重點(diǎn)突出了兩個(gè)特色：
1 小巧：整體尺寸僅為8cm*4cm*4cm,
用圖片說(shuō)話，只有我手掌的一半長(zhǎng)
2 模塊化設(shè)計(jì)：姿態(tài)傳感器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，紅外接收管，電池，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輪子都是可以拆卸的，當(dāng)你學(xué)完了平衡小車，你可以將上面的模塊應(yīng)用到其他的設(shè)計(jì)上，省時(shí)省力，也提高了器件的重用性。
下面是全部拆開(kāi)后的圖片：
最后關(guān)于組裝過(guò)程我們專門制作了一個(gè)GIF:
軟件流程：
軟件部分分為兩個(gè)大部分：
1數(shù)據(jù)部分
數(shù)據(jù)部分圍繞MPU6050傳感器展開(kāi)。分為數(shù)據(jù)獲取，濾波，數(shù)據(jù)處理
1.1數(shù)據(jù)獲取
STM32通過(guò)I2C和MPU6050進(jìn)行通訊，其中涉及到基礎(chǔ)的I2C通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)，在I2C基礎(chǔ)上，涉及到MPU6050各種參數(shù)的設(shè)置，比如加速度的范圍等。不同的設(shè)置獲取到的數(shù)據(jù)會(huì)不一樣并且精度也不一樣。
1.2濾波
在獲取到原始數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化變?yōu)榻嵌龋沁@個(gè)數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的，因此需要濾波處理，由于小車比較簡(jiǎn)單，濾波就用的是互補(bǔ)濾波。這樣就能獲取比較精確的數(shù)據(jù)的了。當(dāng)然后期也可以升級(jí)高級(jí)點(diǎn)的卡爾曼濾波。
1.3數(shù)據(jù)處理
在濾波前需要對(duì)獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這個(gè)需要一點(diǎn)點(diǎn)物理知識(shí)，還有一個(gè)就是角速度的積分操作，這個(gè)需要使用定時(shí)器來(lái)完成。
2控制部分
控制部分主要分為PID算法，電機(jī)驅(qū)動(dòng)
2.1PID算法
PID算法就是比例，積分，微分這三個(gè)變量相互作用最后輸出到控制器上去。剛開(kāi)始時(shí)以為需要P就夠了，最后發(fā)現(xiàn)效果不好，在加入了D之后，效果就很好了。
在小車的具體控制中，又分為角度環(huán)和速度環(huán)控制，角度環(huán)控制小車直立，而速度環(huán)有兩個(gè)作用，一個(gè)是作為角度環(huán)控制的補(bǔ)充，使其效果更好，另外一個(gè)是結(jié)合紅外遙控進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
這個(gè)地方的難點(diǎn)就是PID參數(shù)的整定。
2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)
電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要設(shè)計(jì)的知識(shí)就是PWM波的控制，STM32有相關(guān)的庫(kù)操作，只需要按要求設(shè)置好就OK了。然后將PID算法產(chǎn)生的結(jié)果作為參數(shù)輸入到這里就可以實(shí)現(xiàn)控制了。
演示效果我們制作了幾個(gè)小視頻：
模塊化迷你兩輪平衡小車左轉(zhuǎn)彎測(cè)試
模塊化迷你兩輪平衡小車前進(jìn)后退測(cè)試
模塊化迷你兩輪平衡小車右轉(zhuǎn)彎測(cè)試
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shi_dongyu： 這個(gè)很不錯(cuò)，能不能把設(shè)計(jì)資料等分項(xiàng)下，好想好好怎么控制的
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shi_dongyu： 能不能把所有設(shè)計(jì)資料打包分享下，好像看看是怎么實(shí)現(xiàn)的
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L_J_Zzzz： 同求
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工商網(wǎng)監(jiān)