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基于RT-THREAD nano的平衡车--硬件
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基于RT-THREAD nano的平衡车--硬件
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平衡车
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发布时间: 2021-01-29
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## 简要 - 平衡车DIY是我一个2019年初的DIY作品,那时候只完成了硬件开发和平衡的算法,为了不留遗憾,所以重新完善它。 - 文章分为4篇进行说明: 1. 《平衡车 - 硬件》:讲解平衡车的硬件设计。 2. 《平衡车 - 软件》:讲解平衡车的软件设计,算法。 3. 《平衡车 - 上位机》:讲解调参上位机的设计 4. 《平衡车 - 微信小程序》:讲解微信小程序作为遥控器的实现。 - github连接:https://github.com/RiceChen/Balance_Car.git ## 硬件设计 ### 材料清单 | 元件 | 型号 | 作用 | |------|------|------| | 主控 | stm32f103c8t6 | 平衡车的业务控制 | | BLE | HC-08 | 遥控器,调试算法 | | 电机驱动 | TB6612FNG | 电机控制 | | 串口 | CH340G | 调试 | | 陀螺仪 | MPU6050 | 用于平衡,转向 | | 显示器 | SSD1306 | 参数设置显示 | | 蜂鸣器 | 有源蜂鸣器 | 用于调试 | | 5V电源 | LM2596-5 | 电源 | | 3.3V电源 | AMS1117 | 电源 | #### 硬件设计说明 1. 主控的设计(stm32f103c8t6):因为MCU是整个系统中最重要的电路,所以滤波电路是必不可少的部分,这是作者设计的电路,不过LC滤波电路的效果会更加好。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/1.png) 2. BLE(HC-08):采用uart通信,这个用于与上位机和微信小程序通信,主要负责参数整定,波形调试等。因为买的是模块,所以电路上只对电源增加一个0.1uF的电容。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/2.png) 3. 电机驱动(TB6612FNG):这个电机驱动芯片很简单,电源输入我直接用电池直接供电,他只需要两路PWM和4个GPIO就可以完成电机的控制。而左边的还有编码器的数值读取电路,5V电路是提供给编码器。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/3.png) 4. 串口(CH340G):串口用于前期硬件测试用,特别现在采用RT-Thread终端调试,非常方便。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/4.png) 5. 陀螺仪(MPU6050):陀螺仪采用I2C通信,预留INT硬件,但实际并没有使用。而是采用周期采集 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/5.png) 6. 显示器(SSD1306):显示器采用I2C通信,采用独立的3.3V供电(662K)。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/6.png) 7. 5V电源(LM2596-5):这个电路是直接根据该芯片的手册进行设计。直接由电池输入转化 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/7.png) 8. 3.3V电源(AMS1117):这颗芯片,电路很简单,无需任何外围电路,也可以实现稳压,但是为了稳定,所以增加的滤波电路。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/8.png) 9. 总电源:由电池直接输入,然后通过高通滤波和低通滤波。一个比较简单的电路。 ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/9.png) #### 整体 - 整体原理图: ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/10.png) - PCB图: ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/11.png) ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/12.png) - 3D图: ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/13.png) ![](https://RiceChen0.gitee.io/picture/balance_car/hardware/14.png) - 实物图:
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