智能车硬件学习笔记 /参赛复盘「施工中」
因为博客目前版本的文本编辑器不能很好地支持markdown语法，故先上传原始文本。本篇文章同样适用于新队员介绍，所涉及文件在文章末尾作为附录归档。入门硬件你应该点的科技树：尚知物理的电子设计入门教程 硬件基础嘉立创EDA心形流水灯设计零基础三分钟低成本精通焊接 穿越机入门必备技能江科大STM32详解（整体时间偏长，可以适当跳过一些实操实例，了解单片机工作流程和代码控制原理这种理论知识最重要）# 智能车学习笔记 > 主要学习教程： > [尚知物理的电子设计入门教程 硬件基础](https://www.bilibili.com/list/ml3122786997?oid=280476874&bvid=BV1Mc411o7gN&p=3) ## 基础电路知识 **非门** 反相器 输入高电平 输出低电平/输入低电平 输出高电平 **使能** 连接单片机输出信号 高电平使能/低电平使能/失能 ### PWM 脉宽调制 即不停地开关 **脉宽时间** 高电平持续时间（Ton） **占空比** 开通时间/关断时间 占空比*输出电压=实际电压 #### 智能台灯实例 > 设计一个可以自由控制LED灯亮度由暗到亮 ### 直流电与交流电 恒定直流电存在纹波 >测量电源的纹波需要使用示波器 挡位选择交流档 示波器探头需要使用接地弹簧 并且待测电源需要接负载 > ***正弦波参数*** > **频率** 1/T > **有效值** Um/1.414 > **最大值** 波峰与横轴之间的电压差值 Um > **最小值** 波谷和横轴之间的电压差 -Um > **峰峰值** 波峰和波谷之间的电压差值 2Um > **波形** 火线相对零线的电压 ### 逻辑电路、驱动电路、功率电路 一般按照功率进行分类： **电流级别** 控制部分（几十mA）、驱动部分（几百mA）、功率部分（几A） $R = \dfrac{\text{电源电压} - \text{LED压降}}{\text{LED电流}}$ *** ## 基础元器件知识 ### 电阻 >电阻的参数除了本身的电阻以外，还有功率和**耐压**： >不同体积的电阻最大可以承受的耐压和功率是不同的，体积越大，功率和耐压越高， >如果电阻所承受的电压超过自身最大耐压，电阻可能会击穿， >如果电阻上面的功率超过了自身所能承受的最大功率，电阻可能会烧毁冒烟。 ![色环电阻读取.png][5] 可以直接用万用表的欧姆档直接测量 ### 电容 隔直通交 大电容滤低频杂波 小电容滤高频杂波 > 不同封装电容区别 > **MLC**C：容量较小、内阻较小 -------- 用于去耦、滤掉高频干扰信号 >**电解电容**：容量大、内阻大 -------- 用于储能和滤波，可以为功率电路提供瞬间的大电流 >**固态电解电容**：容量大 ，但内阻比普通电解电容小 -------- 常用于开关电源的输出电容 ### 电感 > 电感的性质：电流惯性 >电流惯性就是指电流流过电感时仿佛有惯性一样， >电感电流不能突变（同理，电容上的电压不能突变，有电压惯性） >与电容类似，电感的作用也有储能和滤波。 **Q值**：Q值越高，电感的性能就越接近于理想的电感 ### 二极管 #### **肖特基二极管和快回复二极管** > 在二极管正向导通后，突然加反向电流， >理想情况下，二极管应该立刻变为截止状态 >但是实际上二极管并不会立即变为截止状态， >而是有一个反向电流，然后这个反向电流经过很小的一段时间后慢慢减小到0，达到截止状态。 >普通二极管：反向恢复时间一般 >500ns以上； >快恢复二极管：反向恢复时间一般在150ns-500ns之间； >超快恢复二极管：反向恢复时间一般在15ns-35ns之间； >肖特基二极管：反向恢复时间一般<10ns，也有个别在20ns这个量级。 #### 稳压二极管 正常的二极管反向击穿后就坏了，但是稳压二极管专门工作在反向击穿区，反向击穿后，电压维持在一个特定值 ![稳压二极管.png][6] ##### 整流桥 通过整流桥利用二极管的单向导电性将正弦波输出成馒头波 再并联一个电容可以使电压曲线更平缓 ![整流桥.png][7] *** ## 名词解释 LODO 降压芯片 VCC 正电源电压 *** ## 驱动方案 **IR2104** **FIP4082** *** ## 杂项 - 洞洞板（先点锡再连锡） - 电源 - 电路仿真软件 **Multisim**、Proteus ![1](/吸锡器.png) >硬件入门：抄板子→改芯片→自己设计结构（此层次需要学会电路分析基础、数字电子技术、模拟电子技术），在过渡期建议学点软件 >1.摄像头在初始化参数后，开始采集； >2.采集到一帧图像时（假设一帧图像为：188×120）会发送一个场中断，告诉主控已经采集完一帧图像，随后场中断复位； >3.在场中断产生后会有188×120个行中断产生，每一个行中断个被主控捕获后主控都会收集8位数据口输出的电平(0000 0000~1111 1111)进而得到对应位置的数据（0-255）如此重复，每一个场中断后都会传输188*120个数据; >4.主控根据行中断依次获取这些数据就可以得到图像原始数据，为了节约单片CPU的资源往往会采用DMA搬运直接把这些数据搬运到内存。 >8位数据口传输的数据范围刚好是0000 0000~1111 1111即0-255，对应刚好是灰度摄像头的色彩范围（0为全黑，255为全白）。「前言」作为一个血统纯正的机械佬，涉足硬件并参加智能车竞赛跟我专业路线八竿子打不着，完全是因为好奇、热爱还有实验室一群有趣可靠的朋友，以及为了打通造物的全流程（结构-软件-硬件）而做出的决定。备赛智能车的过程中还在准备机创国赛，精力被分走了大半。回看感觉自己学的并不怎么样，好在应对比赛和自己想做的小项目堪堪够用，在这里写下自己遭遇到的种种教训。智能车比赛参加的是微缩组别的疯狂电路赛道，赛事规则如下：第21届智能车竞赛疯狂电路组比赛赛道制作说明与计分标准「备赛时间线」（待施工）「比赛方案」因为实验室之前几乎没有在这个赛道上的传承，于是在tb上购入了现成的官方抄板工程文件进行学习。关于到底是使用逐飞还是龙邱哪家公司的车模方案，我们最开始选择了同在北京的龙邱，因为如果临近比赛缺东西可以快速采购。结果发现网上的代码资源基本上都是围绕逐飞方案开发的，就果断转为后者了。使用逐飞130有刷电机车模+TC264微缩主板+DRV8701电调+逐飞总钻风摄像头关于总钻风摄像头与车模之间的支架，我没有在网上找到合适的物料，于是为了减重自己手搓了一个，使用PTEG-CF碳纤维3D打印制成，比较稳定可靠。//摄像头支架配图//摄像头支架三维stp模型逐飞官方TC264 BTB微缩主板原理图：TC264_BTB_缩微主板_V1.1.pdf//主板PCB工程文件空位//DRV8701电调PCB工程文件比赛方案十分保守，基本上就是去掉了一下官方板上用不到的接口，然后把官方的四层板优化成了二层板改进生产流程，在PCB设计上基本没有遇到问题。在板子上缩小封装或者集成电调对重量的收益不大，但是之后的方案肯定会舍弃BTB，将单片机直接焊接在主板上。 需要注意的是：此版本有刷电机接口到单片机接口的走线过细（即下图中标注的4条引线），导致板子使用一周左右后会出现车轮疯转的问题。其原因是走线过细导致原本应该给电调输出的PWM信号（万用表对应现象是电压在0-3V3间歇性跳转）变成了恒定3V3输出（万用表对应现象是电压恒定3V3），进而导致电调的MOS管失效 车轮电机以12V直接输出，建议走线30mil「备赛问题汇总」「车模」逐飞官方套件中备件不多，建议自行准备：多种长度的M2、M3铜柱、螺钉、螺母备件内六角紧定螺钉（用于紧定电机输出轴和齿轮）电机、编码器齿轮「主板」焊接问题！：检查诸如连锡；缺锡；电解电容、钽电容、降压芯片、二极管MOS管、LED焊接方向等细节。玄学问题：比如前面提到的走线过细导致单片机PWM信号无法正常输出，需要多次测试之后找出问题所在。元件买到假货/残次品也是有可能的：比赛前夕我们5降3V3用的9013 3.3降压芯片一直出问题，换了很多个依旧。排除PCB设计、焊接因素之后惊奇地发现居然是买到坏的了，一盘1k个全是坏的！过于猎奇「电调」DRV8701损坏率高：如果一块电调板在焊接正确的情况下出现问题，直接更换掉他能解决80%的问题
# Markdown语法笔记 **换行**：在句子后边添加两个空格并回车 **加粗**：在需要加粗的词语前后加** *斜体*：加需要斜体的词语前后加* ***加粗斜体***：加需要斜体的词语前后加*** >引用：在需要引用的语句前加英文> >>嵌套引用：在需要嵌套引用的语句前加>> - 加点：在需要加点的词句前加-空格 有序列表 1. 2. 3. 无序列表：在每个列表项前加-/*/+ - 1 - 2 - 3 * 1 * 2 嵌套元素：缩进4个空格/一个制表符 * 3 代码块：使用两个制表符进行缩进 int main() return 0; 图片： ![Photo](/gugugaga.png) 链接图片 [![Photo](/gugugaga.png)](https://markdown.com.cn) 分割线： 单独一行三个***/--- *** 链接： [超链接显示名](超链接地址 "超链接title") 网址: <https://Popky.top> 带格式化的链接：在链接语法前后增加星号。 要将链接表示为代码，请在方括号中添加反引号。 这是我的博客 **[超链接显示名](超链接地址 "超链接title")**
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