一種電動獨輪車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動獨輪車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獨輪車控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動獨輪車是一種新型環(huán)保的代步工具，使用者將腳放在輪子兩側(cè)的踏板上以后，向前傾斜身體即可前進，向后傾斜減速，向左或向右傾斜轉(zhuǎn)彎。
[0003]現(xiàn)有的電動獨輪車的控制系統(tǒng)均較簡單，例如公開號為CN203921102U的中國專利“電動自平衡獨輪車控制系統(tǒng)”，其采用電機矢量驅(qū)動電路、電流采樣電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路等實現(xiàn)電動獨輪車的控制，但是其僅涉及電源電路的控制，對于電動獨輪車的整體控制系統(tǒng)缺乏論述。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種控制精度高的電動獨輪車控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種電動獨輪車控制系統(tǒng)，其包括:
[0006]電源系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，角速度傳感器，霍爾傳感器；所述角速度傳感器檢測獨輪車加速度信號與角速度信號并傳遞至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)加速度信號與角速度信號計算獨輪車運行速度給定值；所述霍爾傳感器檢測獨輪車實時運行速度并傳遞至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)比較實時運行速度與運行速度給定值并輸出控制信號至電機。
[0007]進一步地，所述控制系統(tǒng)還根據(jù)角速度信號與加速度信號判斷獨輪車是否跌倒，若跌倒則停止電機控制。
[0008]進一步地，所述角速度傳感器采用MPU6050芯片，所述控制系統(tǒng)采用STM32F103C8T6 芯片。
[0009]進一步地，還包括角速度信號放大系統(tǒng)與加速度信號放大系統(tǒng)；所述角速度信號放大系統(tǒng)包括SGM8632XS芯片，電阻R33、電阻R34、電阻R32、電阻R35、電阻R36、電阻R30、電阻R31、電阻R28、電阻R29、電阻R27、二極管D5、二極管D6以及電容Cll ;所述電阻R27一端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述電阻R28、電阻R29串聯(lián)后一端接入信號輸出端另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述二極管D5正端接入SGM8632XS芯片第五管腳，負端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R31 —端接地另一端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R30 —端接入二極管D5負極端，另一端接入SGM8632XS芯片第七管腳；所述電容Cll 一端接地，另一端接入3.3V電壓與SGM8632XS芯片第八管腳；所述SGM8632XS芯片第四管腳接地；所述電阻R32 —端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述電阻R33、電阻R34串聯(lián)后一端接入信號輸出端另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述二極管D6正極端接入SGM8632XS芯片第三管腳，負極端接入SGM8632XS芯片第二管腳；所述電阻R36 —端接地，另一端接入SGM8632XS芯片第二管腳；所述電阻R35 —端接入SGM8632XS芯片第二管腳，另一端接入SGM8632XS芯片第一管腳；所述SGM8632XS芯片第七管腳、第一管腳均還接入控制系統(tǒng)；
[0010]所述加速度信號放大系統(tǒng)包括SGM8632XS芯片，電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R37、電阻R38、電阻R39、電阻R40、電阻R50、電阻R51、電阻R52、二極管D4、三極管Q20以及電容C18、電容C10、電容C16 ;所述電阻R22 —端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述電阻R23、電阻R24串聯(lián)后一端接入信號輸出端另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述二極管D4正端接入SGM8632XS芯片第五管腳，負端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R26 —端接地另一端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R25 —端接入二極管D4負極端，另一端接入SGM8632XS芯片第七管腳；所述電容ClO —端接地，另一端接入3.3V電壓與SGM8632XS芯片第八管腳；所述SGM8632XS芯片第四管腳接地；所述電阻R37 —端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述電容C18 —端接地，另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述電阻R52、電阻R38串聯(lián)后一端接入三極管Q20基極，另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述三極管Q20發(fā)射極接地，所述三極管Q20集電極接入電阻R50后接入輸入電壓Vcc ;所述電阻R51 —端接入輸入電壓Vcc另一端串接電容C16后接地；所述電阻R40 —端接地，另一端接入SGM8632XS芯片第二管腳；所述電阻R39 —端接入SGM8632XS芯片第二管腳，另一端接入SGM8632XS芯片第一管腳；所述SGM8632XS芯片第一管腳、電阻R51另一端均還接入控制系統(tǒng)。
[0011]進一步地，還包括電機驅(qū)動系統(tǒng)，所述電機驅(qū)動系統(tǒng)包括電阻R0、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻Rl1、電容Cl、電容C2、電容C3、二極管DO、二極管Dl、三極管QO、三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、MOS管U0、M0S管Ul ;所述電阻Rl —端接入第一輸入端另一端接入三極管Ql基極，所述電阻R3一端接入第一輸入端另一端接地，所述三極管Ql發(fā)射極接入電阻R2后接地，所述三極管Ql集電極接入三極管QO基極；16V電源經(jīng)過二極管DO后接入三極管QO發(fā)射極，電阻RO —端接入三極管QO發(fā)射極另一端接入三極管QO基極；所述三極管QO集電極接入三極管Q2基極；二極管Dl正極接入電阻R5后接入三極管Q2基極，電阻R4 —端接入三極管Q2集電極另一端接入三極管Q2基極，電容C2 —端接入三極管Q2發(fā)射極另一端接入三極管Q2集電極；MOS管UO柵極接入三極管Q2發(fā)射極，MOS管UO漏極接入63V電源，MOS管UO源級接入輸出端；電阻R8 —端接入第二輸入端，另一端接入三極管Q5基極，三極管Q5發(fā)射極接地，三極管Q5集電極接入MOS管Ul柵極；電阻R9 —端接入第二輸入端，另一端接入三極管Q4基極，電阻R7 —端接入第二輸入端，另一端接入三極管Q4發(fā)射極，三極管Q4基極接入3.3V電源；電阻R6 —端接入三極管Q4發(fā)射極另一端接入16V電源；三極管Q3集電極接入電阻RlO后接入MOS管Ul柵極，三極管Q3發(fā)射極接入16V電源；電容C3 —端接入MOS管Ul柵極另一端接地；M0S管Ul源級接地，MOS管Ul漏極接入輸出端；電阻Rll —端接地另一端接入輸出立而。
[0012]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點:
[0013]1、采用角速度傳感器和霍爾傳感器作為信號采集元件，使得本實用新型的獨輪車控制系統(tǒng)具有良好的控制精度；
[0014]2、具體設(shè)計信號方法系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，使得本實用新型獨輪車控制系統(tǒng)的控制精度更高，實用性更高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型電動獨輪車控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0016]圖2為角速度信號放大系統(tǒng)的電路圖；
[0017]圖3為加速度信號放大系統(tǒng)的電路圖；
[0018]圖4為電機驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖。
【具體實施方式】
[0019]以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0020]請參照圖1，本實用新型電動獨輪車控制系統(tǒng)，其包括電源系統(tǒng)100，控制系統(tǒng)200，角速度傳感器300，霍爾傳感器400。
[0021]所述角速度傳感器300檢測獨輪車加速度信號與角速度信號并傳遞至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)加速度信號與角速度信號計算獨輪車運行速度給定值；所述霍爾傳感器檢測獨輪車實時運行速度并傳遞至控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)比較實時運行速度與運行速度給定值并輸出控制信號至電機。
[0022]進一步地，所述控制系統(tǒng)還根據(jù)角速度信號與加速度信號判斷獨輪車是否跌倒，若跌倒則停止電機控制。
[0023]本實施例中，角速度傳感器采用MPU6050芯片，所述控制系統(tǒng)采用STM32F103C8T6芯片。上述兩種芯片相互兼容性能較好。
[0024]請參照圖2、圖3，本實用新型還包括角速度信號放大系統(tǒng)與加速度信號放大系統(tǒng)。
[0025]所述角速度信號放大系統(tǒng)包括SGM8632XS芯片，電阻R33、電阻R34、電阻R32、電阻R35、電阻R36、電阻R30、電阻R31、電阻R28、電阻R29、電阻R27、二極管D5、二極管D6以及電容Cll ;所述電阻R27 —端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述電阻R28、電阻R29串聯(lián)后一端接入信號輸出端另一端接入SGM8632XS芯片第五管腳；所述二極管D5正端接入SGM8632XS芯片第五管腳，負端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R31 —端接地另一端接入SGM8632XS芯片第六管腳；所述電阻R30 —端接入二極管D5負極端，另一端接入SGM8632XS芯片第七管腳；所述電容Cll 一端接地，另一端接入3.3V電壓與SGM8632XS芯片第八管腳；所述SGM8632XS芯片第四管腳接地；所述電阻R32 —端接入3.3V電壓，另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述電阻R33、電阻R34串聯(lián)后一端接入信號輸出端另一端接入SGM8632XS芯片第三管腳；所述二極管D6正極端接入SGM8632XS芯片第三管腳，負極端接入SGM8632XS芯片第二管腳；所述電阻R36 —端接地，另一端接入SGM8632XS芯片第二管腳；所述電阻R35 —端接入SGM8632XS芯片第二管腳，另一端接入SGM8632XS芯片第一管腳；所述SGM8632XS芯片第七管腳、第一管腳均還接入控制系統(tǒng)。
[0026]所述加速度信號放大系統(tǒng)包括SGM8632XS芯片，電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R37、電阻R38、電阻R39、電阻R40、電阻R50、電阻R51、電阻R52、二極管D4、三極管Q20以及電容C18、電容C10、電容C16 ;所述電