android電瓶車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于Android的WIFI遙控電動(dòng)滑板車(chē)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文主要介紹一款自主研發(fā)的電動(dòng)滑板的硬件系統(tǒng),采用低噪音、壽命長(zhǎng)、性能高的三相無(wú)刷電機(jī)作為滑板的動(dòng)力,并且搭配油門(mén)響應(yīng)快的無(wú)刷電子調(diào)速器(簡(jiǎn)稱(chēng)電調(diào)),使滑板的載重能力和快速響應(yīng)命令有前提保障。滑板上由6 個(gè)IFR-38120 抗凍磷酸鐵鋰電芯構(gòu)成的10AH電池為滑板提供有效且強(qiáng)有力的電源,使其續(xù)航能力比其他電動(dòng)滑板更有優(yōu)勢(shì)。基于Cortex-M3 處理器內(nèi)核的STM32 為滑板上的控制電路保駕護(hù)航。安卓上位機(jī)的開(kāi)發(fā)使得滑板的控制更加方便和智能。C# 上位機(jī)的開(kāi)發(fā)使得滑板的調(diào)試更加簡(jiǎn)單便捷。

1 系統(tǒng)方案

1.1 下位機(jī)總體方案設(shè)計(jì)

下位機(jī)采用STM32F103C8T6 MCU為主控芯片,由主控模塊、電調(diào)模塊、WIFI模塊和夜燈驅(qū)動(dòng)模塊等模塊組成。下位機(jī)系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

1.2 設(shè)計(jì)方案論證

1.2.1 主控芯片的選取

本設(shè)計(jì)選用STM32F13C8T6 作為核心控制芯片。它是高性能的ARM® Cortex ? -M3 32 位的RISC內(nèi)核,工作頻率為72MHz,內(nèi)置高速存儲(chǔ)器(128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM),豐富的增強(qiáng)I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線(xiàn)的外設(shè)。STM32F103xxxx中等容量增強(qiáng)型系列產(chǎn)品供電電壓為2.0V至3.6V,包含-40° C至+85° C溫度范圍和-40° C至+105° C的擴(kuò)展溫度范圍。一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。

1.2.2 電機(jī)的選取

采用大功率三相無(wú)刷電機(jī)作為動(dòng)力源,無(wú)刷電機(jī)具有無(wú)電刷、低干擾、噪音低、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),本設(shè)計(jì)選用EMP C5065 270KV無(wú)刷電機(jī), 該電機(jī)空載轉(zhuǎn)速在3055 ~ 3445rmp/s之間, 負(fù)載功率可達(dá)948W。

1.2.3 無(wú)線(xiàn)通信模塊的選取

由于WIFI的頻段在世界范圍內(nèi)是無(wú)需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的免費(fèi)頻段,因此WIFI無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供了一個(gè)應(yīng)用于全世界,費(fèi)用低廉而且數(shù)據(jù)帶寬非常高的無(wú)線(xiàn)空中接口。相比較之前應(yīng)用在手機(jī)上的藍(lán)牙技術(shù),WIFI具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率。因此本設(shè)計(jì)采用WIFI作為無(wú)線(xiàn)通信模塊。WIFI模塊采用的是海陵科電子新推出的低成本嵌入式UARTETH-WIFI( 串口- 以太網(wǎng)-WIFI) 模塊,通過(guò)HLK-RM04 模塊,STM32 可以和手機(jī)、電腦通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)互相傳輸自己的數(shù)據(jù)。當(dāng)然這就要將WIFI模塊配置成WIFI AP模式,既WIFI熱點(diǎn)模式。

1.3 上位機(jī)總體方案設(shè)計(jì)

1.3.1 Android上位機(jī)

Android是一個(gè)專(zhuān)門(mén)為移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)平臺(tái),憑借其良好的穩(wěn)定性、可移植性和開(kāi)放性,迅速占領(lǐng)了大部分的移動(dòng)電子設(shè)備市場(chǎng)。隨著嵌入式硬件技術(shù)的發(fā)展,以及對(duì)操作系統(tǒng)的功能需求與日俱增,Android操作系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域中有著越來(lái)越廣闊的前景。故本設(shè)計(jì)采用Android來(lái)開(kāi)發(fā)上位機(jī)。

1.3.2 C# 上位機(jī)

本設(shè)計(jì)考慮到方便下位機(jī)的調(diào)試,采用了C# 開(kāi)發(fā)了電腦端的上位機(jī),以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)滑板開(kāi)發(fā)一些智能算法提供便利。

2 實(shí)現(xiàn)原理

2.1 三相無(wú)刷電機(jī)的控制

三相無(wú)刷電機(jī)采用專(zhuān)用的無(wú)刷電調(diào),電調(diào)的輸入線(xiàn)與電池相連,電調(diào)的三相輸出與無(wú)刷電機(jī)相連,電調(diào)的信號(hào)線(xiàn)連接到主控模塊,STM32 輸出50Hz、占空比1ms~2ms的PWM就能對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。當(dāng)PWM占空比為1ms時(shí)電機(jī)反向油門(mén)Z大,當(dāng)PWM占空比為1.5ms時(shí)電機(jī)油門(mén)值為零,當(dāng)PWM占空比為2ms時(shí)電機(jī)正向油門(mén)Z大。

通過(guò)改變Android上位機(jī)Seekbar值或C#上位機(jī)Trackbar值,發(fā)送給下位