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原諒我起這么猛的標題，但看完，你不會(huì )來(lái)打我的。 如果此項目有朋友已經(jīng)做過(guò)，可以越過(guò)不看。 回歸正題，平衡小車(chē)，這個(gè)開(kāi)源項目已經(jīng)出來(lái)很多年了，雖然是一個(gè)比較基礎的項目，但也牽扯到方方面面的知識，單片機程序開(kāi)發(fā)、硬件電路設計、焊接手法等。 在許多朋友咨詢(xún)信盈達小編，電子設計入門(mén)，該選什么項目時(shí)，小編都會(huì )首推這個(gè)。 那么，如果一個(gè)新手，或者對電子設計興趣但有不知道從何下手時(shí)，看這篇文章就對了。 我將平衡小車(chē)分為三種技術(shù)路線(xiàn)，不同的技術(shù)路線(xiàn)都可以實(shí)現完成平衡小車(chē)，不同的路線(xiàn)，針對不同的基礎的人群，難度都不同。 1、模塊拼接+手工焊接布線(xiàn) 1.1 車(chē)架 1.2 電路如何設計？ 有了車(chē)架，還差電路部分，如何設計？ 為了讓大家快速熟悉平衡小車(chē)的系統電路，加快開(kāi)發(fā)速度。 第一條路線(xiàn)，我們采用模塊化的設計方式。 也就是，電路部分都采用模塊，將各個(gè)模塊電路連接起來(lái)即可完成電路設計。 那么需要哪些模塊電路呢？ 單片機最小系統：這個(gè)是用來(lái)寫(xiě)入程序的。 電機驅動(dòng)：用來(lái)驅動(dòng)電機；單片機IO電流不夠，不足以驅動(dòng)電機。 姿態(tài)傳感器：MPU6050（用來(lái)獲取小車(chē)姿態(tài)數據，來(lái)保持平衡）。 電源模塊：用來(lái)做電源升降壓，給各個(gè)單元電路（單片機、電機驅動(dòng)MPU6050）供電。 電池：給整個(gè)系統供電。 無(wú)線(xiàn)模塊：用來(lái)做遙控，控制小車(chē)移動(dòng)行走。 1.3 手工焊接 將各個(gè)系統模塊化之后，根據電路原理圖，要進(jìn)行的就是，手工焊接。 針對完全不熟悉的朋友而言，更推薦此種方式，此種方式能讓我們更快速且有效的去搭建起電路，并去驗證我們的電路。 畢竟PCB的繪制以及腐蝕都是需要時(shí)間的，更加不說(shuō)那些對PCB設計不熟悉的朋友了。 手工焊接，需要一塊和車(chē)架板差不多大小的洞洞板，方便我們的板子后面安裝在車(chē)上。 手工焊接和PCB設計一樣，需要考慮各個(gè)模塊以及元件的布局。也就是各個(gè)模塊的擺放位置。 模塊位置的擺放正確與否，能讓我們少走錫，少布跳線(xiàn)。 能讓我們省去許多精力，到底能多省。 用烙鐵去體會(huì )！ 2、模塊+PCB繪制 第二條路線(xiàn)，模塊化+PCB繪制。 同樣的，第二條路線(xiàn)也采用模塊化設計，但與第一條不同的是，在于不再使用洞洞板焊接，但此種方法路線(xiàn)，針對于基礎較好，對PCB繪制以及一些單片機基本電路較為熟悉的朋友。 當然，用第一種方法完成平衡小車(chē)的設計之后，可以采用第二種方法進(jìn)行進(jìn)階學(xué)習，可以通過(guò)此方法來(lái)學(xué)習或加強PCB設計。 畢竟，別人的電路板，哪有自己設計的香。 本質(zhì)上，此種方法路線(xiàn)與第一種沒(méi)有什么不同。省去了人工焊接布線(xiàn)，使用機器布線(xiàn)，再通過(guò)自我腐蝕或發(fā)廠(chǎng)打樣制作。來(lái)完成整個(gè)電路板的設計。 3、集成化主板 第三條路線(xiàn)：集成化主板。 同樣的，第三條路線(xiàn)都可以作為第一條、第二條的進(jìn)階學(xué)習之路。 想要完成集成化主板的設計，需要對單片機系統以及外圍電路非常熟悉，能進(jìn)行自我電路設計，包括一些基本的電源電路等。 當然，網(wǎng)上也有許多電路可以進(jìn)行參考，畢竟做的人特別多。 我也為大家準備了一套完整的電路和程序。 下圖就是我們信盈達工程師設計的主板和小車(chē)。 
即可獲取該平衡小車(chē)資料網(wǎng)盤(pán)下載鏈接，開(kāi)源所有設計資料。 4、程序設計思路 講完了三種硬件搭建路線(xiàn)之后，需要談?wù)摰膽撌浅绦虿糠至恕?/div> 我為大家已經(jīng)準備好了各個(gè)“單詞”，只要大家學(xué)會(huì )拼即可。 如何做？ 在資料包中，我準備好了MPU6050測試、電機驅動(dòng)測試、藍牙測試程序。 我們可以通過(guò)程序對單個(gè)模塊電路進(jìn)行測試，一步一步的移植拼接。 比如： 第一步，先測試MPU6050程序，通過(guò)測試程序正確讀取出6050數據。 第二步，單獨再調試單片機和電機，單片機程序是否能正確控制電機驅動(dòng)，使得電機正反轉、加減速。 第三步，以MPU6050程序為基礎，將電機轉動(dòng)程序加入其中，并添加PID控制函數，以6050數據為閉環(huán)入口參數，調節PID參數，計算出控制PWM，來(lái)控制電機轉動(dòng)，保持小車(chē)車(chē)身平衡。 第四部，小車(chē)控制平衡后，對藍牙測試程序進(jìn)行單獨測試，并將藍牙控制信號輸入到PID控制函數中，作為速度環(huán)和轉向環(huán)的一個(gè)控制變量，來(lái)達到控制小車(chē)前后左右移動(dòng)的效果。 以上，是小車(chē)程序的整體設計思路。 5、最后 最后，想要表明一點(diǎn)，關(guān)于平衡小車(chē)設計，說(shuō)來(lái)簡(jiǎn)單且粗暴，但實(shí)施起來(lái)，需要花費的時(shí)間和精力不言而喻。 因為其涵蓋軟硬件設計，對于新手而言，工作量確實(shí)較高，但等完成之后，回過(guò)頭再看，腦子里覺(jué)得沒(méi)什么工作量。 但手上卻多了各種技術(shù)活。 如果你想乘風(fēng)新基建，如果你想突破自我，如果你想改變目前的工作狀態(tài)，預約信盈達免費試聽(tīng)課，有需要加18025267692（微信）私聊免費體驗名師面對面教導，多年實(shí)戰經(jīng)驗傾囊相授，少走彎路！ |
