android電瓶車控制系統設計,基于Android的WIFI遙控電動滑板車的硬件系統設計
本文主要介紹一款自主研發的電動滑板的硬件系統,采用低噪音、壽命長、性能高的三相無刷電機作為滑板的動力,并且搭配油門響應快的無刷電子調速器(簡稱電調),使滑板的載重能力和快速響應命令有前提保障。滑板上由6 個IFR-38120 抗凍磷酸鐵鋰電芯構成的10AH電池為滑板提供有效且強有力的電源,使其續航能力比其他電動滑板更有優勢。基于Cortex-M3 處理器內核的STM32 為滑板上的控制電路保駕護航。安卓上位機的開發使得滑板的控制更加方便和智能。C# 上位機的開發使得滑板的調試更加簡單便捷。
1 系統方案
1.1 下位機總體方案設計
下位機采用STM32F103C8T6 MCU為主控芯片,由主控模塊、電調模塊、WIFI模塊和夜燈驅動模塊等模塊組成。下位機系統框圖如圖1 所示。
1.2 設計方案論證
1.2.1 主控芯片的選取
本設計選用STM32F13C8T6 作為核心控制芯片。它是高性能的ARM® Cortex ? -M3 32 位的RISC內核,工作頻率為72MHz,內置高速存儲器(128K字節的閃存和20K字節的SRAM),豐富的增強I/O端口和聯接到兩條APB總線的外設。STM32F103xxxx中等容量增強型系列產品供電電壓為2.0V至3.6V,包含-40° C至+85° C溫度范圍和-40° C至+105° C的擴展溫度范圍。一系列的省電模式保證低功耗應用的要求。
1.2.2 電機的選取
采用大功率三相無刷電機作為動力源,無刷電機具有無電刷、低干擾、噪音低、維護成本低等優點,本設計選用EMP C5065 270KV無刷電機, 該電機空載轉速在3055 ~ 3445rmp/s之間, 負載功率可達948W。
1.2.3 無線通信模塊的選取
由于WIFI的頻段在世界范圍內是無需任何電信運營執照的免費頻段,因此WIFI無線設備提供了一個應用于全世界,費用低廉而且數據帶寬非常高的無線空中接口。相比較之前應用在手機上的藍牙技術,WIFI具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率。因此本設計采用WIFI作為無線通信模塊。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-WIFI) 模塊,通過HLK-RM04 模塊,STM32 可以和手機、電腦通過Internet網絡互相傳輸自己的數據。當然這就要將WIFI模塊配置成WIFI AP模式,既WIFI熱點模式。
1.3 上位機總體方案設計
1.3.1 Android上位機
Android是一個專門為移動設備設計的操作系統平臺,憑借其良好的穩定性、可移植性和開放性,迅速占領了大部分的移動電子設備市場。隨著嵌入式硬件技術的發展,以及對操作系統的功能需求與日俱增,Android操作系統在嵌入式領域中有著越來越廣闊的前景。故本設計采用Android來開發上位機。
1.3.2 C# 上位機
本設計考慮到方便下位機的調試,采用了C# 開發了電腦端的上位機,以實現對電動滑板開發一些智能算法提供便利。
2 實現原理
2.1 三相無刷電機的控制
三相無刷電機采用專用的無刷電調,電調的輸入線與電池相連,電調的三相輸出與無刷電機相連,電調的信號線連接到主控模塊,STM32 輸出50Hz、占空比1ms~2ms的PWM就能對電機進行調速。當PWM占空比為1ms時電機反向油門Z大,當PWM占空比為1.5ms時電機油門值為零,當PWM占空比為2ms時電機正向油門Z大。
通過改變Android上位機Seekbar值或C#上位機Trackbar值,發送給下位
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