基于STC8H的电磁节能平衡车设计

对于两轮直立平衡车,可以通过解算姿态传感器数据进行处理来维持直立状态,并可以实现自主行驶的功能。为了节约能量,并且在保证稳定性的同时尽可能提高行驶速度,本文以STC8H8K64S4U-48PIN芯片为微控制单元,利用电磁传感器和放大电路对20 kHz的交变电磁场进行循迹;根据姿态传感器和测速编码器所采集的数据,分别设计了速度环、直立环的串行PID控制和转向环的并行PID控制,并采用双直流电机控制直立车行驶速度。同时采用无线充电技术,将电能储存于超级电容组并采用节能芯片以提升小车的节能水平。通过样机赛道测试,在小车速度达到1.62 m/s时,姿态波动幅度不超过±4°,能耗不超过120 J。与传统两轮直立平衡车对比的结果表明,本文设计的两轮直立平衡车行驶稳定,运行时能耗低,优势显著。