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1、飞思卡尔培训之硬件篇,主讲人：陈奋裕,一、对车模的整体认识,二、硬件框架,三、各模块的方案建议,四、对布线的一些建议,概要：,智能车的整体认知,电机,电池,舵机,调速,电源管理,电机驱动,主控 软件部分,硬件框图,主控,电机 驱动,电机,舵机,电池,电池管理,传感器,键盘、显示等辅助,主控模块和传感器,主控就是一块单片机 这个型号官方指定了几种，我们只要买个最小系统板就行，型号的话，推荐和系列，资料比较多。 传感器 光电组： 摄像头组：摄像头 电磁组：电感电容检测磁场变化,关于舵机驱动,舵机内部结构 舵盘、齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。 工作原理 脉宽信号给定参考位置，舵机内
2、部电路通过反馈控制调节舵盘角位。 舵盘角位由PWM控制信号的脉宽决定。,关于舵机驱动,舵机控制方法,三线连接方式 红线：电源线4.0-6.0V 黑线：地线 白线：PWM控制信号,标准驱动模型,实测波形（0度）,实测波形（15度）,舵机的控制方法,实测波形（30度）,实测波形（-15度）,舵机的控制方法,实测波形（-30度）,转角与脉宽,舵机的控制方法,脉宽与转角,电机驱动,正转,反转,电机驱动,电机驱动,电机驱动,电机驱动NMOS方案,电机驱动BTN7971半桥,实物图,内部原理,电机驱动BTN7971方案,电机驱动驱动隔离,为什么要隔离？,电机是电感性器件，电流不容易轻易改变，当电机反转或者
3、频繁地启动停止时会产生反向电动势，这个反向电动势很大，一般有电源电压的几倍甚至几十倍，如果对这个电压经过隔离，一旦反串到单片机就会直接烧坏单片机。,1、光耦隔离 2、用缓冲器74LS244隔离,电机驱动驱动隔离,光耦隔离原理：,光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。,电机驱动驱动隔离,缓冲器74LS244,相当于一个缓冲池，可以一定程度上隔离反向电动势。,电机测速,通过检测脉冲数计算转速,将测得的转速与设定值比较调整
4、，得到想要的转速值。,电池,参数：,电压：1.26=7.2 v 容量：2000mAh,放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）,电源管理电池使用注意事项,正确放电：,由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人为的降低电池的容量； 从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出了放电下限电压为6V，也就是放电到低于6V，电池就很容易报废。因此，在使用时，最后对电池电压进行实时反馈，可以对电池电压进行采样，然后显示在显示屏上。 实际上，电池放电到6.8V左右就基本上无法驱动电机
5、了，这时会导致电压不稳定，电源管理模块无法正常工作，单片机没会跑飞。所以，一旦发现车子异常或者车速变慢，要即使检查电池电压，及时充电。,三端线性稳压LM2940-5.0,输出电压：5V 输出电流：1A,三端线性稳压LM1117-3.3,输出电压：3.3V 输出电流：800mA,开关电源LM2596-5.0,输出电压：5.0V 输出电流：3V,ADJ可调输出电压,以LM117-ADJ为例,电源分配,电池7.2V,舵机4.8-6V,主板及辅助模块5V （如果是K60 可能还要3.3V）,电机7.2V,建议：1、舵机独立供电。舵机正常工作电流在200mA左右，但因 为力矩的变化，电流变化很大，独立供
6、电可以避免电流变化 导致电压变化对其他器件的影响。 2、3.3V稳压输入为5。线性稳压器如果输入和输出压差过 大会导致效率下降，致使器件发热严重，甚至烧毁。,其他辅助模块的建议,用个显示屏显示数据，建议：OLED12864 留几个按键用于调整参数和启动 用单片机AD口读取电位器电压值，方便参数的调整 留出多余的接口,布线建议：,注意电源部分电源线和地线要加粗，不小于40mil。 电机驱动模块信号和电源地分开，可以顶层走信号线，底层走电源线，电源线和地线同样要加粗，由于电机电流大，至少100mil。 其他布线要尽量短，避免干扰。,工程化方法与团队精神,齐心协力，在才能上互补，共同完成目标任务的保证就在于发挥每个人的特长，并注重流程，使之产生协同效应。,法拉利车队人员各尽其责,团结就是力量!,答疑时间,欢迎大家踊跃提问,智能车的整体认识 整体框架 舵机控制原理 电机控制原理及方案 电源管理,内容点回顾,主讲:陈奋裕 QQ：479293971,
