该项目制作了一个无线控制的电动滑板，载人工况下最大时速可达40km/h，续航25km左右。该项目开源资料中包括滑板的硬件电路设计、软件代码设计、机械结构工程。

整个系统主要分为两个部分：滑板、遥控器。滑板在使用时，通过遥控器控制滑板的动力，转向通过人在滑板上的重心转移实现，与普通滑板原理一样。遥控器上有显示屏可以查看当前滑板状态、电池电压、温度、速度、累计里程与运行时间。通过摇杆前后推移实现加速和刹车的控制，两个按钮靠近摇杆的一个可以切换动力模式，另一个预留。

滑板的主控板为电调板。电调板实现了滑板的全部控制，包括：无刷电机驱动、转速采集、遥控通信、电流电压温度采样等。在滑板中有一块分电板，用于便捷的更换保险丝、断电、充电。电调板支持24V-42V宽电压输入范围，仅需在代码中修改低电量判断参数即可，最大稳定驱动电流12A。

滑板和遥控器的软件功能较多。主要实现的了滑板与遥控之间的可靠双向通信，同时代码结构便于自行增加新功能。代码均未使用rtos，嵌入式软件基础较差的同学也能够理解代码逻辑。

滑板机械结构主要使用碳纤维板cnc加工后作为滑板主要框架，并作为防水防尘的外壳。内部电气设备使用3D打印件进行固定。遥控器使用3D打印外壳进行简单固定。

 

滑板的硬件分为3块PCB，电调板（滑板的主控板）、遥控板（用于控制滑板运行）、分电板（固定滑板电源总开关、充电接口、保险丝）。

电调板包括了滑板无刷电机控制，降压，遥控模块，以及安全的调试接口。

焊接时请使用加热台，因为该PCB设计时为了追求较高的MOS管与降压芯片散热效率，若使用热风枪焊接，容易导致MOS管底部焊锡融化不彻底导致虚焊。有时虚焊不会导致万用表测量不通，而是会导致大电流时发热严重。焊接使用的锡膏请选择融化温度较高的（建议183度以上），以避免MOS管运行发热后元件脱焊的问题。

PCB底面MOS管对应的位置有阻焊开窗，目的是为了让散热器与PCB之间导热效率更高，利于PCB散热。同时需要注意绝缘，千万不能将相邻开窗位置短路，否则会导致MOS管烧毁。使用时需要利用PCB上预留的螺丝孔将PCB架起悬空，以避免接触到导体短路。

由于动力电池输入电压最大可到43V，所以36-12V降压选择耐压较高的芯片。5V降压所需功率不高且电压稳定，选择外围电路更简单的芯片。在36V网络必须放置TVS二极管（下图中D17），因为电机在运行时存在较高的反电动势，尤其是在滑行刹车的瞬间尤其明显（电机滑行发电产生电压会通过MOS管的寄生二极管倒灌，导致+36V网络电压瞬间升高），为了保护元件，必须使用TVS二极管。在12V网络和5V网络放置了稳压二极管确保电平安全性。36V的几个电容只需要选择耐压50V的即可，目前测试电容不会烧毁，反而是耐压60V的降压芯片会有概率损坏，所以TVS二极管击穿电压只需要小于60V即可，因为截止电压大于43V且击穿电压小于50V的TVS二极管还没问世。

布线时，在芯片底部应当放置过孔与底面大面积的GND铜箔相连，有利于芯片散热。芯片到电感的电流路径应当尽量短，减少波动对其他网络的串扰。

焊接后，需要先用万用表检查各电源网络是否短路，然后再上电，否则可能导致严重的短路，具有一定危险性，尤其是连接动力电池供电时。首次使用动力电池供电时，应当时刻关注降压芯片发热情况，防止芯片损坏。

 

在使用时，注意手不能触摸36-12V降压附近的电容，有一个6.8pF电容非常小，手触摸会导致容值改变，电压波动。

12V接口最大输出电流为5A，5V接口最大输出电流为3A。可用于外接设备的供电。

电机驱动采用了三个IR2104半桥芯片进行控制，然后再连接六个mos管实现逆变。IR2104芯片有一个自举电容，这个电容对耐压要求较高，需要注意。

+36V和GND网络之间要加电容以滤除电机驱动产生的电平波动，需要注意电容需要电解电容与陶瓷电容搭配，否则会导致电解电容发热严重或mos管发热严重。电容值不能随意更改，否则可能会导致mos管发热更加严重。

布线需要注意，在+36V网络中，需要将电容布置在接口到驱动mos管中间，因为需要将驱动电机产生的电压波动给滤除。且陶瓷电容要靠近mos放置，电解电容远离mos放置，以便陶瓷电容吸收高频杂波，防止电解电容发热严重。功率网络需要加宽PCB布线，以便承担较大的电流，在布线上进行阻焊开窗并在开窗处上锡可以进一步增加载流能力。在mos管下方的电机UVW网络以及+36V网络，由于其连接了mos管的散热，所以布线面积要尽量大，以增强mos管散热能力。

首次测试功率电机功率回路时，要时刻关注mos管发热情况，防止危险情况。

运放电路主要实现电池电压的采样与电机电流采样。具体计算与放大倍数在下图中有详细列举。需要注意运放芯片需要选择轨到轨的芯片，否则可能导致采样范围缩小，软件在使用数据时发生错误。

mos管中间放置一个NTC温敏电阻以获取mos管温度，实现超温保护。NTC应当尽可能紧贴mos放置，以便能够快速准确的读取温度信息。布线时，应将电容放在NTC电阻到MCU引脚中间，以滤除mos开关对NTC电阻网络的串扰。

霍尔信号接口使用了上拉电阻和滤波电容确保信号稳定。

布线需要注意霍尔信号线应当尽可能远离电机功率电路，不能从其下方穿过，否则会导致信号非常不稳定，导致软件中获取转速信息失败。

接口使用了PH2.0接口，与电机使用的霍尔接口与线序相同，无需再转换接口。如果使用其他电机，需要重新确认霍尔信号与电机UVW三相的对应关系。

由于电调板上有12-5V降压电路，故使用动力电池供电时，5V网络已有供电。此时通过Debug接口连接电脑时，有可能出现电调板通过调试器向电脑供电的情况，导致调试器损坏，所以使用一个二极管防止5V供电倒灌。

电调板上5V网络电容较大，当调试器首次连接时瞬间电流较大，导致调试器过流保护，需要在2s内重新插拔电脑与调试器以重新启动。现在使用一个电感与RC缓冲电路实现缓启动，防止调试器过流保护。

目前存在一个小问题，当5V外部供电接口连接了散热风扇后，由于风扇消耗电流较大，可能导致调试器供电的5V电压不稳定，现象是PCB上的LED电量时不稳定，如果出现此问题，将电调板动力电池供电打开即可，debug接口有防倒灌设计，不会烧毁调试器或电脑USB接口。但是调试时需要注意防止代码有错误，导致下载后立刻疯车。

在安装时，要注意电机线缆不能从PCB下方穿过，而应该从PCB边上绕过。因为从下方穿过非常容易干扰PCB的信号，导致MCU与遥控模块之间的串口通信异常。当发现遥控信号经常断连不一定是无线通信被干扰，也有可能是MCU与遥控模块之间的串口信号被干扰。

经过测试，如果电机线从PCB下方穿过，在高速或上坡这种大功率工况，滑板动力会中断。此时由于串口被干扰，滑板的系统状态也不能及时发送到遥控模块，所以在遥控板上也无法查看到滑板下行离线的警告。需要通过log系统在发生动力中断的现象后，使用电调板上的串口连接电脑查看log日志从而判断电调板是否有心跳丢失的现象。

为什么电机的干扰不会影响2.4G无线通信反而会影响串口？因为电机使用了30kHz的PWM驱动，而115200波特率的串口信号频率最高相当于57kHz信号，频率接近的信号更容易耦合，从而被干扰。2.4GHz频率远大于30kHz，所以电机的干扰几乎不会影响无线信号。

由于碳板并非完全绝缘，所以PCB不能直接放置在碳板上，建议使用3D打印件将其悬空架起，防止接触碳板短路。同时在MOS管的背面有阻焊开窗用于加强散热，当在背面粘贴散热块时，需要注意不要让金属直接接触PCB，防止短路。

如果夏天天气潮湿，需要将电调板进行简单防潮处理，比如将晶振的22pF电容和36V-12V降压的6.8pF电容用硅橡胶或热熔胶封住，防止高湿度环境导致容值改变，硬件稳定性下降。

 

在遥控板的电池充放电电路中，不仅使用了充电模块控制芯片充电，也使用了一个升压模块，以保证在电池电压低于3.3V左右后，仍然能给MCU供电。实测电池电压大于2.6V都是可以正常给遥控板供电的。

由于电池拨动开关连接在充电模块与电池之间，所以当电池充电时必须将电源开关打开，否则电池是无法充电的。并且目前在电池拨动开关未打开的情况下，遥控器会点亮充电指示灯也会点亮，但是此时实际上是无法给电池充电的，需要注意必须将电池拨动开关打开才能给电池充电。在充电时可以通过CHRG网络连接的MCU引脚判断当前正在充电，从而让遥控进入充电模式，禁用遥控功能。目前代码中没有实现该功能，如有需要可以自行添加。建议后续将充电模块改到电池拨动开关之前，解决必须要打开电池拨动开关才能正常给电池充电的问题。

按键使用100nF电容消抖。摇杆本质上是一个电位器，直接使用单向摇杆电位器即可。注意PCB的封装大小与实际要对应。

摇杆在使用时需要区分10K欧与5K欧的电位器。这两个摇杆不能通用，因为采样得到的零点电压会有变化，导致摇杆归零时电机不一定停止，需要在代码中修改死区大小与零点偏移量实现正确的控制。需要具体修改代码。

原本计划在遥控器上加入照明手电筒功能，但由于外壳机械设计变化，取消了该功能。该电路是可以正常使用的。使用时需要注意LED的发热。

振动马达驱动本质上就是一个直流电机驱动，使用电机驱动芯片进行功率回路的控制，单片机引脚电流不足够驱动电机转动。我使用的是转子振动马达，本质上就是驱动一个直流电机，给电机通电旋转即可。如果使用线性马达，控制方式会略复杂。转子振动马达选型时需要注意驱动电压，应当选择3V左右的马达，如果电压不匹配，需要通过控制PWM占空比防止马达功率过大烧毁。该振动马达需要自行选择，BOM表中不提供参考链接，也可以不使用该部分电路。

在测试过程中发现，当空气湿度大于90%时，常出现遥控器死机的问题，且无法通过reset恢复。排查后发现是由于湿度较大时，晶振的22pF电容容值发生较大变化，导致晶振信号无法正常到达MCU，从而导致MCU死机。

可以通过将晶振附近的两个22pF电容封胶解决该问题。由于滑板需要在外壳缝隙灌胶进行防水处理，所以电调板目前没有发现该问题。

 

分点板上有保险丝与电源开关，提高系统安全性。同时将充电接口转接并固定，方便插拔充电线。保险丝可以使用14A保险丝，不可以删去该保险丝。如果电调板上的TVS二极管烧坏，该保险丝能够很好的保护电路。