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

本文主要介紹一款自主研發(fā)的電動滑板的硬件系統(tǒng),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(yīng)快的無刷電子調(diào)速器(簡稱電調(diào)),使滑板的載重能力和快速響應(yīng)命令有前提保障�；迳嫌�6 個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有力的電源,使其續(xù)航能力比其他電動滑板更有優(yōu)勢。基于Cortex-M3 處理器內(nèi)核的STM32 為滑板上的控制電路保駕護航。安卓上位機的開發(fā)使得滑板的控制更加方便和智能。C# 上位機的開發(fā)使得滑板的調(diào)試更加簡單便捷。

1 系統(tǒng)方案

1.1 下位機總體方案設(shè)計

下位機采用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)動模塊等模塊組成。下位機系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

1.2 設(shè)計方案論證

1.2.1 主控芯片的選取

本設(shè)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(nèi)核,工作頻率為72MHz,內(nèi)置高速存儲器(128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的SRAM),豐富的增強I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)。STM32F103xxxx中等容量增強型系列產(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(yōu)點,本設(shè)計選用EMP C5065 270KV無刷電機, 該電機空載轉(zhuǎn)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(nèi)是無需任何電信運營執(zhí)照的免費頻段,因此WIFI無線設(shè)備提供了一個應(yīng)用于全世界,費用低廉而且數(shù)據(jù)帶寬非常高的無線空中接口。相比較之前應(yīng)用在手機上的藍牙技術(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(wǎng)-WIFI) 模塊,通過HLK-RM04 模塊,STM32 可以和手機、電腦通過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熱點模式。

1.3 上位機總體方案設(shè)計

1.3.1 Android上位機

Android是一個專門為移動設(shè)備設(shè)計的操作系統(tǒng)平臺,憑借其良好的穩(wěn)定性、可移植性和開放性,迅速占領(lǐng)了大部分的移動電子設(shè)備市場。隨著嵌入式硬件技術(shù)的發(fā)展,以及對操作系統(tǒng)的功能需求與日俱增,Android操作系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域中有著越來越廣闊的前景。故本設(shè)計采用Android來開發(fā)上位機。

1.3.2 C# 上位機

本設(shè)計考慮到方便下位機的調(diào)試,采用了C# 開發(fā)了電腦端的上位機,以實現(xiàn)對電動滑板開發(fā)一些智能算法提供便利。

2 實現(xiàn)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(diào),電調(diào)的輸入線與電池相連,電調(diào)的三相輸出與無刷電機相連,電調(diào)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(diào)速。當(dāng)PWM占空比為1ms時電機反向油門Z大,當(dāng)PWM占空比為1.5ms時電機油門值為零,當(dāng)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(fā)送給下位