20th微缩电磁

20th智能车竞赛微缩电磁组

江西理工大学20th智能车猥琐电磁组硬件原理图及PCB

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1.简介

本套硬件是围绕STC32G12K128这款MCU进行开发的，主要要实现的功能有600w无线充电、电磁循迹、双电机驱动，在20届智能车中拿到了省一的成绩

2.优化空间及赛场经验

1.无线充电：无线充电600w稍微有些不够看了可以自己画一版更高功率的，主要是提高过流能力（铺铜）以及提高可输入的电压（降压芯片换用耐压更高的），在相同功率下电压越高需要的电流就会越小。
2.运放：运放已经是传家级别的了，可直接集成到主板上，外部接口改成类似GH1.25带锁扣的那种，稳定且防呆
3.主板上的复位按钮没有用，STC的设计太抽象了，没有找到优雅的按键复位方式，只能断电重启。
赛场总结:
比赛过程主要是出现了最常见的窜道问题，硬件没出现问题，比赛时沉着冷静快速的把电位器拧对是很关键的，硬件记得容易坏的要备好备件，禁止拆可以正常工作的板子的零件去给新板子。因为你不知道你的新板子焊完能不能正常工作，万一不能正常工作调车的队友就会无车可调，不能让软件停下来，时刻要让他手上有板子可以调车!

3.使用注意事项

1.主板上的降压芯片、驱动板上的栅极驱动芯片、都比较难焊接，建议先用锡膏先涂对应的然后吹化直接把芯片压上去水平画个圈圈，把芯片当吸锡器用，然后刮在空的焊盘上，让空焊盘吸走多余的锡，感觉锡量合适之后对应焊盘涂上助焊剂对齐然后用风枪吹一会即可
2.芯片之类的元器件能在优信电子买的就到优信电子买，无线充电的去耦电容和MOS务必去龙邱科技买，之前踩过坑，店家耐压值虚标，用一会就击穿。
具体板子的注意事项已经放到下面了
3.无线充电供电要用中兴2400供电，参数25V 50A

4.电路板总览

本工程一共含7块电路板从前到后，从上向下分别是

1.前瞻板
作为捕获磁场信号的电感的载体，线路都是直连没什么好说的，出现过信号不稳定的情况，后续可以考虑换成座子。

2.运放板
将前瞻板采集到的信号进行放大，设计上采用了老学长的设计，线路较乱，但是基本没出过问题，

3.主板

降压方面采用的TI的TPS630701RNMT自动升降压芯片，好处就是可以对我们这种电压大幅度变化的情况(因为这个赛季用的是超级电容而不是普通电池)可以把电压榨干到3V，降压电路设计，电流总路径采用大面积铺铜，去耦电容、反馈电阻摆放靠近芯片。符合规范
外部接口已经注明在板子上，上面的图片也已经进行过说明，注意电机信号线正反即可

4.有刷驱动板

芯片采用的DRV8701，经典永不过时，最容易坏的MOS管X选用了英飞凌的金封MOS，N沟道,40V,217A,1.2mΩ@10V，参数恐怖淘宝1元出头一片，注意焊接的时候相邻MOS铁皮不能碰到一起！

5.超级电容板
经典BW6101被动均衡方案，保险丝两引脚可直接短接，无需保险丝，因为电池直冲和无线充电的电流非常大，保险丝会显得过于敏感了。

6.无线充电接收端
成品方案，注意谐振电容一定要用优质的，不然极其容易坏

7.无线充电发射端

无线充电发射端，这块板子出故障的概率是最大的，根据几次排查，极大部分都是谐振电阻被击穿的问题，具体表现出来的问题有：充电功率上涨慢、充电充不上放上去没反应，这些情况下用示波器看线圈两端，会出现一端没有正弦波的异常现象。程序上大家都是用的逐飞的程序我在里面加了些小功能，比如超过十秒或者车子跑出去就自动关机休眠的功能，防止无线充电对电磁信号的干扰（虽然理论上不会有干扰，但是事实上确实是有）