前言
智能车制作新手上路,现在开始准备画整车的电路板,电路板一般分成4个模块:电源部分,驱动部分,主控部分,信号部分,这篇文章简单总结一下电机的选择和对应驱动电路的选择
电机
电机分类:
无刷电机和有刷电机,相对而言,无刷电机更好,它没有损耗,而且支持静音,那么有刷电机就会有损耗,寿命有限,且会有声音。无刷电机的缺点是比较贵,少则几百,多则上千,那么有刷电机价格则从十几到几百不等。
其中无刷电机又分为带霍尔元件和不带霍尔元件两种,霍尔元件的作用是测速,不带霍尔元件测速的话需要测量电机产生的反电动势,通常电机的转速都在几万转每秒,所以智能车转速需求较小,采用带霍尔测速好,对于无人机等需要高转速的应用,高转速会产生较大的反电动势,更容易测量,所以适合不带霍尔元件的无刷电机
减速箱
由于电机每秒转速通常上万,智能车电机不需要这么大的转速,所以一般会在电机上加减速箱,同时减速箱也有增加扭矩的功能
扭矩的测量
通常测量方法是测量电机的抖转电流和空载电流(主要是测抖转电流),空载电流是电机不带负载的工作电流,抖转电流是电机被动停转时的工作电流,那么抖转电流越大,说明电机的带载能力越强
测量方法是给电机加上轮子,通电开始转动,然后将轮子捏住,使其不转动,然后测量电机的电流
驱动电路
理论上,有刷电机的两端接上单片机的两个引脚,一端接3.3V,一端接0V,电机就可以动了,但是实际上不可能,因为单片机提供电流太小了,通常单片机的引脚电流不超过20mA,而小电机的驱动电流都多达160mA左右,所以需要再单片机和电机之间添加驱动电路
H桥电路和集成芯片
最常见的驱动电路就是H桥电路了,由二极管组成(不贴图了,感兴趣且忘记了的话,自己再网上再搜一搜),很麻烦,而且可以加载十几A的电流,我们小车用不到这么多,所以可以使用集成芯片,在芯片的周围会添加一些电容和电阻,所有方案可以在淘宝上参考产品级别的模块原理图或者是智能车的技术手册
这里有几个小技巧:
- 在单片机的引脚输入端上加300Ω(这个阻值是经验值)的电阻,目的是保护电路。
- 在单片机的两个引脚输入端分别下拉电阻,也是保证在每有接到单片机引脚高电平的时候,一直强制要求两个输入端保持低电平
- 在电机的两个输入端口接上电容,起到滤波的作用
2020.3.12