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基于stm32f103c8t6和mpu6050电动平衡车(扭扭车)控制板解决方案

2016-12-13
类别:汽车电子
eye 921
文章创建人 拍明



应用领域: 汽车电子

方案类型: 模块板卡

核心芯片型号:stm32f103c8t6  

         mpu6050

 基于stm32f103c8t6和mpu6050电动平衡车(扭扭车)控制板解决方案

方案功能:

1、自动平衡控制,人站在车上面始终保持平衡状态,向前倾斜加速,向后倾斜减速刹车,左右扭动实现转弯。

2、最大时速10km/h,最大载重120kg,最大爬坡20度,大约能行驶10公里。

3、LED灯电量、转弯、工作状态提示。

4、过压、欠压、过流、短路、超速、倾斜等保护。


应用领域:电动平衡车、滑板车、智能机器人


优势特点:

1、双系统控制,性能稳定,成本低,没有断电现象。

2、FOC矢量控制,电机平稳有力,噪声小,效率高。


STM32F103C8T6基本参数:

类别:集成电路(IC)

家庭:嵌入式-微控制器

芯体尺寸:32-位

速度:72MHz

外围设备:DMA,电机控制PWM,PWM,温度传感器

输入/输出数:37

程序存储器容量:64KB (64K x 8)

程序存储器类型:FLASH

RAM容量:20K x 8

电压-电源(Vcc/Vdd):2 V ~ 3.6 V

数据转换器:A/D 10x12b

振荡器型:内部

工作温度:-40°C ~ 85°C

封装/外壳:48-LQFP

包装:托盘


MPU-6050


MPU-6000(6050)为全球首例整合性6轴运动处理组件,相较于多组件方案,免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题,减少了大量的封装空间。

MPU-6050感测范围

MPU-6000(6050)的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps),可准确追踪快速与慢速动作,并且,用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的IIC或最高达20MHz的SPI(MPU-6050没有SPI)。MPU-6000可在不同电压下工作,VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%,逻辑接口VDDIO供电为1.8V± 5%(MPU6000仅用VDD)。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN),在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。

MPU-6050应用

运动感测游戏 现实增强 电子稳像 (EIS: Electronic Image Stabilization) 光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization) 行人导航器 “零触控”手势用户接口 姿势快捷方式 认证

MPU-6050市场

智能型手机 平板装置设备 手持型游戏产品 游戏机 3D遥控器 可携式导航设备

MPU-6050特征

以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。 具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。 可程式控制,且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。 移除加速器与陀螺仪轴间敏感度,降低设定给予的影响与感测器的飘移。 数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。 运动处理数据库支持Android、Linux与Windows 内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术,免除了客户须另外进行校正的需求。 以数位输出的温度传感器 以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS 可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。 VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%;VDDIO为1.8V± 5% 陀螺仪运作电流:5mA,陀螺仪待命电流:5µA;加速器运作电流:350µA,加速器省电模式电流: 20µA@10Hz 高达400kHz快速模式的I2C,或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface) 内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有±1%频率变化。 使用者亲自测试 10,000 g 碰撞容忍度 为可携式产品量身订作的最小最薄包装 (4x4x0.9mm QFN) 符合RoHS及环境标准


电动平衡车


电动平衡车,又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上,利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动电机进行相应的调整,以保持系统的平衡。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

随着人们环保意识的加强,电动车的数量与日俱增。与此同时,科学家经过潜心的研究,终于开发出新款两轮电动平衡车。两轮电动平衡车是一种新型的交通工具,它与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同,而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用两个轮子支撑,蓄电池供电,无刷电机驱动,加上单片机控制,姿态传感器采集角速度和角度信号,共同协调控制车体的平衡,仅仅依靠人体重心的改变便可以 实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。

功能配置

代步出行

代步是电动平衡车以及同类型产品具有的物理特性,时速最高可达20km,单次充电可完成20-70km的续航里

程。

移动视频

电动平衡车可以与手机、DV、相机等设备结合,利用其自动行走功能,成为移动拍摄平台。

APP应用

电动平衡车可以与手机互联,通过手机APP,可以实时了解体感车的行驶、售后信息,同时,APP还可以实现交友、分享等功能,同时还具有蓝牙配置功能,通过手机蓝牙来控制车子。

蓝牙音箱

配备蓝牙音箱,通过手机蓝牙播放音乐,成为移动音乐平台。产品特色

电力驱动,噪音小:电动平衡车采用锂电池组作为动力来源,实现了碳的零排放,并采用了动力转换技术,能够在下坡行驶的过程中自动为锂电池组进行充电,使电能与动能可以循环利用,同时由于改良了电机性能,所以电动平衡车的噪音非常小。

体积小,重量轻:两双拖鞋大小的垂直投影面积,占地空间小,并且把手可以快速拆卸。电动平衡车整车重量在15kg左右,同时车体配有提拉杆,便于搬运携带。

站立式驾驶:电动平衡车采用站立式驾驶方式,通过身体重心和操控杆控制车体运行。同时可以使用配件中

的短把手,用小腿控制车体运动,解放双手。

特点

两轮自平衡电动车在设计上主要有以下几个特点:

绿色环保。电动车采用蓄电池供电,对环境完全无污染,绝对绿色环保,并可以反复充电使用。而且电动机的运行效率高,噪声低效率高,因此既降低了噪声污染,也节约了能源。

转弯半径很小,基本接近 0。这样就非常适合在小空间范围内使用。比如:大型商场、羊肠小道、人才市场、车间等。

无刹车系统,由陀螺仪检测角速度信号,加速度计检测角度信号,然后融合得到两轮电动平衡车的精确角度信号,最后传输到单片机,让单片机的 PWM模块控制两轮电动平衡车的电机正反转。这样既避免了能源浪费,又可以避免对刹车片的磨损。传统汽车还可能出现刹车不灵的时候,这种情况在两轮电动平衡车上完全不用担心。

控制极其方便,仅通过身体的前后倾斜就可以改变两轮电动平衡车的前进后退以及运行速度,比传统的汽车方便灵活的多。

在现实生活中两轮电动平衡车已被采用在一些特殊行业,像 2008 年奥运会期间行驶在北京街头的“赛格威”。

当民警遇到可疑情况时候,就可以非常迅速做出反应,从而有效的提高工作效率。




责任编辑:Davia

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