[發明專利]自動平衡車控制系統

在審

• 申請號: 201711401884.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107985487A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 張泊平;毛浩龍;張哲昊
• 申請（專利權）人: 許昌學院
• 主分類號: B62K11/00
• 分類號: B62K11/00;B60L15/28
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司41111
• 代理人: 陳勇

技術領域

本發明涉及自動平衡車技術領域，尤其涉及一種自動平衡車控制系統。

背景技術

自動平衡車又叫體感車、思維車、攝位車等，其運作原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定”的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力，利用車體內部的陀螺儀和加速度傳感器，來檢測車體姿態的變化，并利用伺服控制系統，精確地驅動電機進行相應的調整，以保持系統的平衡來達到平衡的效果，陀螺儀檢測人的重心的變化，通過單片機的快速運算后驅動電機使得平衡車前進或者后退，配合方向的計算實現轉彎，然而現有的平衡車的控制系統運行狀態不穩定，故障率較高，而且操控時的準確度和靈敏度都不高，容易發生跑偏，導致用戶體驗不佳。

發明內容

本發明針對現有平衡車運行不穩定，操控的準確度和靈敏度不佳，用戶體驗不佳的問題，提供一種自動平衡車控制系統來解決上述問題。

為實現所述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種自動平衡車控制系統，包括主控制器、電機驅動電路、陀螺儀電路、顯示電路和電源；

所述電機驅動電路、陀螺儀電路、顯示電路分別與主控制器連接；

所述電源包括電源電路和電壓轉換電路，所述電源電路與電機驅動電路連接，所述電壓轉換電路分別與主控制器、陀螺儀電路和顯示電路連接；

所述主控制器為STM32主控制器；

所述STM32主控制器的IO接口分別連接編碼模塊和超聲波模塊；所述STM32主控制器的USART1接口連接串口調試電路，STM32主控制器的USART2接口連接藍牙模塊，所述藍牙模塊與智能終端無線連接；所述智能終端包括手機APP；STM32主控制器的USART3接口連接按鍵輸入模塊；所述串口調試電路和按鍵輸入模塊與人機交互界面連接；

所述藍牙模塊，用于與智能終端實現藍牙通信。

進一步地，所述電機驅動電路包括電機和電機驅動器，所述電機驅動器采用L298P驅動芯片，所述L298P驅動芯片內部包括集成的雙H橋驅動電路。

進一步地，所述陀螺儀電路采用MPU6050芯片連接，用于采集重力和加速度數據。

進一步地，所述顯示電路為OLED顯示電路。

進一步地，所述電源電路，用于將輸入的直流電轉換為5V的直流電，并供給電機驅動器；

所述電壓轉換電路，用于將從電源電路輸出的5V的直流電轉換為3.3V的直流電，并供給主控制器、陀螺儀電路和顯示電路；

所述電源電路包括MP2359轉換芯片，電源輸入端連接二極管D11的正極，二極管D11的負極與MP2359轉換芯片的電源輸入電壓引腳相連接、二極管D11的負極同時連接電阻R6后連接MP2359轉換芯片的使能端，MP2359轉換芯片的開關引腳連接電感L2后，與電阻R5相連并接入MP2359轉換芯片的反饋引腳；所述電阻R5與電容C18并聯，所述電感L2為4.7UH，電阻R6為100KΩ，電阻R5為73 KΩ，電容C18為15pF。

所述電壓轉換電路采用AMS1117-3.3穩壓器，5V的直流電通過連接二極管D1的正極，二極管D1的負極連接AMS1117-3.3的輸入端，AMS1117-3.3的，兩個輸出端短接后并聯電解電容C5和電容C4，電容電解電容C5和電容C4另一端接地；AMS1117-3.3的輸出端輸出3.3V的直流電。

進一步地，所述編碼模塊采用霍爾編碼器。

進一步地，所述串口調試電路通過USB轉串口芯片與STM32主控制器連接；所述USB轉串口芯片為CH340G芯片。

進一步地，還包括光耦隔離電路，所述光耦隔離電路一端與主控制器連接、另一端與電機驅動電路連接，用于將電流較大的電機驅動芯片L298P與STM32主控制器完全隔離。

本發明的有益效果是：