前言

本科毕业于自动化，期间学习了各种电机运动控制原理，自动控制原理，但是只会考试而未究其理。最近接触到simplefoc这个基于arduino的开源无刷电机驱动库，想正好借此机会将本科学到的内容用于实际，于是就有了这个小项目，基于无刷电机FOC的平衡小车。
无刷电机相比于普通小车用的有刷电机，相同体积下扭矩更大，无刷电机驱动小车时可以直驱而不像有刷电机需要带减速器才能满足扭矩要求，且响应速度更快。采用无刷电机可以把小车做的更紧凑美观。
无刷电机的驱动电路和算法要更加复杂，无刷电机在低速工作时，算法层面上采用磁场定向控制算法FOC(Field-oriented control),可以精确控制电机的位置，速度乃至电流也就是转矩，由此可以做出很多好玩的东西。基于foc的无刷电机在机器人关节，相机云台电机控制等领域得到广泛应用。

主要功能

• 板载双路无刷电机驱动及电流环芯片，每路最大电流2.5A，可驱动两个云台无刷电机，可控制到电流
• 小车可自平衡，可通过手机app蓝牙连接控制进退，转向
• 搭载双排RGB，每排共24个灯，可以扩展成更多，实现多种灯光特效且不影响车辆控制
• 图传接口，通过外接ESP-CAM模块实现WIFI图传，可在手机上查看(20220421 插口画反用不了。。)

开源资料链接

博客文档链接
https://blog.csdn.net/weixin_42487906/article/details/124898392

视频链接
https://www.bilibili.com/video/BV1Sv4y137FG/

github仓库，内有代码，3D打印文件，pcb制板文件：
https://github.com/FranHawk/simplefoc_balance_car

立创eda工程 可在线查看原理图和pcb：
总共有三个板子
主板(包括电机控制和驱动部分)：https://oshwhub.com/FranHawk/balance_car_esp32_simplefoc
编码器板：https://oshwhub.com/FranHawk/as5600-16mm
RGB灯带板：https://oshwhub.com/FranHawk/rgb_strip

材料购买链接

所有的电子元件材料都可以对照BOM表或者工程里的原理图买，在淘宝或者立创上买均可，下面列出一些关键材料的链接

AS5600 L6234PD INA240A1：【淘宝】https://m.tb.cn/h.ft947n2?tk=gn3u2P8IocI「L6234PD L6234D L6234 HSOP 原装汽车IC 进口芯片热卖 质量超好」点击链接直接打开
电机部分的芯片 这个店家买到的货还算便宜
其他的电子元器件都可以在优信电子之类的找到，财力充足的可以直接立创，省事。
2210云台电机（至少两个）【淘宝】https://m.tb.cn/h.fslSDE8?tk=G8Pk2P8HluO「清仓HJ2210-75T无刷云台电机狗3云台专用 航拍电机 云台空心轴马」点击链接直接打开
轮胎胎皮（至少两个） 【淘宝】https://m.tb.cn/h.ft9UFV4?tk=L8Ez2P8u1Ma「AXIAL 1比24车SCX24 90081小米吉姆尼通用橡胶攀爬轮胎皮直径52mm」点击链接直接打开
电机支架（至少两个） 【淘宝】https://m.tb.cn/h.fsl86Kp?tk=i9Oo2P8FvxY「390电机支架 385固定座 365安装底座 380马达固定架 送螺丝螺母 点击链接直接打开
黑色亚克力板（至少两个） 【淘宝】https://m.tb.cn/h.fH9ybkd?tk=2OCV2P8vqAf「平衡小车DIY专用亚克力支架板扩展板」点击链接直接打开
电池 900mah【淘宝】https://m.tb.cn/h.fGk2f0O?tk=33dF2PjbvTN「航模电池5200mAh 11.1V足容高C7.4V车模船模 RC攀爬车质量保证」点击链接直接打开

其他机械小零件

• sh1.0 mm的线，3P和4P的，注意接线前一定要检查编码器板和主板的线顺序是不是对应的直接买来的线是不能用的，需要自己焊一下改下顺序
• m2.5的螺钉，至少8mm长，和m2.5的垫圈若干，用于固定编码器，电机与电机支架
• m3 6mm长的螺钉，m35 6mm的铜柱，m320 6mm铜柱，m3螺母若干
• AB胶或者同等强度的胶，用于将径向磁铁固定在电机轴线处
• 绑带和魔术贴，用于固定主板和电池
• 3.81mm插头，用于把电机线插到主板上，XT30公头接口，用于把主板连接电池，红黑电源线