android电瓶车控制系统设计,基于Android的WIFI遥控电动滑板车的硬件系统设计

本文主要介绍一款自主研发的电动滑板的硬件系统,采用低噪音、寿命长、性能高的三相无刷电机作为滑板的动力,并且搭配油门响应快的无刷电子调速器(简称电调),使滑板的载重能力和快速响应命令有前提保障。滑板上由6 个IFR-38120 抗冻磷酸铁锂电芯构成的10AH电池为滑板提供有效且强有力的电源,使其续航能力比其他电动滑板更有优势。基于Cortex-M3 处理器内核的STM32 为滑板上的控制电路保驾护航。安卓上位机的开发使得滑板的控制更加方便和智能。C# 上位机的开发使得滑板的调试更加简单便捷。

1 系统方案

1.1 下位机总体方案设计

下位机采用STM32F103C8T6 MCU为主控芯片,由主控模块、电调模块、WIFI模块和夜灯驱动模块等模块组成。下位机系统框图如图1 所示。

1.2 设计方案论证

1.2.1 主控芯片的选取

本设计选用STM32F13C8T6 作为核心控制芯片。它是高性能的ARM® Cortex ? -M3 32 位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(128K字节的闪存和20K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。STM32F103xxxx中等容量增强型系列产品供电电压为2.0V至3.6V,包含-40° C至+85° C温度范围和-40° C至+105° C的扩展温度范围。一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。

1.2.2 电机的选取

采用大功率三相无刷电机作为动力源,无刷电机具有无电刷、低干扰、噪音低、维护成本低等优点,本设计选用EMP C5065 270KV无刷电机, 该电机空载转速在3055 ~ 3445rmp/s之间, 负载功率可达948W。

1.2.3 无线通信模块的选取

由于WIFI的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的免费频段,因此WIFI无线设备提供了一个应用于全世界,费用低廉而且数据带宽非常高的无线空中接口。相比较之前应用在手机上的蓝牙技术,WIFI具有更大的覆盖范围和更高的传输速率。因此本设计采用WIFI作为无线通信模块。WIFI模块采用的是海陵科电子新推出的低成本嵌入式UARTETH-WIFI( 串口- 以太网-WIFI) 模块,通过HLK-RM04 模块,STM32 可以和手机、电脑通过Internet网络互相传输自己的数据。当然这就要将WIFI模块配置成WIFI AP模式,既WIFI热点模式。

1.3 上位机总体方案设计

1.3.1 Android上位机

Android是一个专门为移动设备设计的操作系统平台,凭借其良好的稳定性、可移植性和开放性,迅速占领了大部分的移动电子设备市场。随着嵌入式硬件技术的发展,以及对操作系统的功能需求与日俱增,Android操作系统在嵌入式领域中有着越来越广阔的前景。故本设计采用Android来开发上位机。

1.3.2 C# 上位机

本设计考虑到方便下位机的调试,采用了C# 开发了电脑端的上位机,以实现对电动滑板开发一些智能算法提供便利。

2 实现原理

2.1 三相无刷电机的控制

三相无刷电机采用专用的无刷电调,电调的输入线与电池相连,电调的三相输出与无刷电机相连,电调的信号线连接到主控模块,STM32 输出50Hz、占空比1ms~2ms的PWM就能对电机进行调速。当PWM占空比为1ms时电机反向油门Z大,当PWM占空比为1.5ms时电机油门值为零,当PWM占空比为2ms时电机正向油门Z大。

通过改变Android上位机Seekbar值或C#上位机Trackbar值,发送给下位