0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

RISC-V内核RC遥控车拆解:空心杯电机+2.4G跳频控制,竟然可以“漂移”!

海明观察 来源:电子发烧友网 作者:李诚 2023-04-17 09:24 次阅读

电子发烧友网报道(文/李诚)谈起遥控车,很多人对它的固有印象,都拘泥于只能前进、后退、左转、右转此类操作简单的儿童玩具。在技术革新与科技发展的加持下,遥控车已不再是一成不变。通过无线射频、电机控制等新兴技术融合,也让遥控车有了更多的意识形态,不仅可以模拟实际赛车的复杂性控制,甚至还能平跑漂移、流畅过弯,为你平淡的生活加多一味刺激的兴奋剂。

遥控车究竟是如何模拟实际赛车,实现平跑漂移、流畅过弯的呢?近日,笔者对一款基于RISC-V内核的RC遥控车进行了拆解,并对其内部构造及漂移原理进行了分析。

RC遥控车外观及内部结构

作为一款RC遥控车,在外观方面当然不会太差,本次拆解的这款RC遥控车外观,在一定比例上还原了超跑的外观,以及流线型的设计。

poYBAGQ5KLOAVSZ7AAhd0b4jThg435.png

电源开关Type-C充电接口位于车身底部,同时底部标签还特别注明了这是一款基于RISC-V指令集架构开发的车身控制系统

pYYBAGQ5KLuACpG3AAY-A5kabM8688.png

在车身材料方面,采用了抗冲击能力较强的ABS热塑性高分子结构材料,以此降低碰撞对车辆的破坏性。此类材料常用于电器零件、汽车零件、机械及常规武器零部件的生产。

poYBAGQ5KMOATuTJAA6MrHwW0nM021.png

按功能性划分,车身结构可分为转向段舵机、控制中枢、后轮驱动三个部分。其中,控制中枢与后轮驱动部分通过一根弹簧悬挂相连,起到车身支撑、减震的作用,保证遥控车在颠簸路面行驶的稳定性。

转向舵机“平跑漂移”的关键

遥控车和我们现实生活中的车辆一样,能否实现平跑漂移,除了与车速有关以外,车身转向控制也起着决定性的作用。

pYYBAGQ5KMyAdSQjAA-U-pP1lT4362.png

通过拆解发现,这辆RC遥控车采用了5线数码空心杯电机作为转向舵机,与传统的电磁铁转向舵机相比,在系统控制方式存在差异。电磁铁转向舵机属于开环控制,即在接收到控制的瞬间完成整个控制流程,在控制车轮转向时,车轮会立即转至最左或最右。而数码空心杯电机属于闭环控制,并且控制过程是持续性的,可以更灵活的车轮扭矩控制。

poYBAGQ5KNWAOWmoAACPZ-1fh1U482.jpg

接口排线方面,此款电机一共使用了5根排线与主板相连,其中包括两根电源线,三根与RISC-V内核MCU直连的传感器线。通过三根传感器线,主控MCU就可以对车轮扭矩以及电机电流大小进行实时监控,并做到车轮扭矩的实时控制。这也是为什么这辆遥控车可以和真车一样,做到平跑漂移的原因。

传统的电磁铁电机一般只有3根排线,除了两根用于供电的电源线以外,就只有一根用于传输控制信号的PWM线,因此主控MCU无法对车轮扭矩进行实时监控和控制。

poYBAGQ5KN2AMNiVAAxk-n0yTHw797.png

转向舵机机构主要由数码空心杯电机、传动连杆和弹簧减震装置构成。当遥控车接收到转向控制信号时,电机就会通过传动轴带动连杆,做左右切割运动,并驱动车轮转向。位于传动连杆两侧的弹簧减震装置,主要用于应对不平坦路面,降低车轮转向的难度。

只有电源线的后轮驱动

在驱动设计上,这辆RC遥控车采用了后轮驱动的设计,以直流有刷电机作为车辆前进、后退的主要驱动装置,通过电机传动轴上的齿轮与差速器形成互锁,驱动车轮转动。同时,在差速器与前轮转向舵机的配合下,可以让平跑漂移更加的流畅。

pYYBAGQ5KOaAIuffAAEr7o_Q5Mg681.jpg

在后驱控制方面,由于后驱电机工作方式比较单一,只有前进、后退两种工作形态,因此只使用了两根电源线与主板连接,通过改变电流的流向调整电机的转动方向,其余控制电路均集成在主板上。

poYBAGQ5KO-AWNPFAA0KNqMzms8682.png

后轮电路主要由RISC-V主控、两颗三极管以及两颗电机驱动芯片构成,其中一颗三极管与一颗电机驱动芯片构成一个控制电路,具体系统结构如上图所示。

这里之所以构建了两路电机控制系统,是因为这款RC遥控车共有“普通”和“野蛮”两种工作模式,每一条电机控制电路分别代表一种工作模式。RISC-V主控MCU可根据接收到的控制信号,通过对应的通信接口,向电机驱动芯片前端的三极管发送一个触发信号,驱动三极管导通,完成工作模式的选择。三极管导通后电机驱动芯片就会有电流流过并驱动电机转动。这两条驱动电路不同的地方在于,野蛮模式电路的输出电流会比普通模式更高,电机动力也更加强劲。

RISC-V主控与2.4G跳频控制

在芯片选型方面,主控芯片采用了来自南京中科微基于RISC-V内核的MCU,同时这也是南京中科微为替代STM32F030推出的一款芯片,最高工作频率可达32MHz ,并且提供了SPI 、I2C,GPIO等多种外设接口,可为终端应用,提供更灵活的设计。

pYYBAGQ5KPmAabuiABAClvT20b4354.png

在无线连接方面,选用了一颗丝印为R1-701的2.4G射频收发芯片,主要负责将接收到的遥控信号在芯片内调制,然后传输到主控芯片,由主控芯片驱动前、后电机工作。

虽然,仅从芯片的丝印无法确定射频收发芯片的厂商及具体功能,但通过官方提供的数据,能肯定该芯片采用了具有抗干扰能力强的2.4G跳频传输技术。这项技术的优势在于,它的信号发射频率,会在一定的频率区间内不断变化,即使在同一场景下,有很多辆遥控车在一起,它的遥控信号也不会出现“串台”现象,实现电机的毫秒级控制。

结语

实在没想到,如此小的一块主板,竟然集成了射频收发、电源管理、角度传感,及电机控制这么多功能,而且电路还如此精简。看来这款RC遥控车的开发工程师,真的把平头哥副总裁孟建熠说过的话,记在了心里。

平头哥副总裁孟建熠曾表示,“RISC-V本身就有精简的优势,要在精简的架构下进一步实现高能效,我们能做的事情就是把整个硬件电路设计得尽可能的简化和巧妙,实现更加极致的能效比。”

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 遥控车
    +关注

    关注

    9

    文章

    81

    浏览量

    23486
  • RISC-V
    +关注

    关注

    41

    文章

    1935

    浏览量

    45191
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    RISC-V有哪些优点和缺点

    RISC-V作为一种开源的指令集架构(ISA),具有一系列显著的优点和潜在的缺点。以下是RISC-V的主要优点和缺点概述: 优点: 开源与开放性:RISC-V是开源的,这意味着任何人都可以
    发表于 04-28 09:03

    RISC-V有哪些优缺点?是坚持ARM方向还是投入risc-V的怀抱?

    RISC-V作为一种开源的指令集架构(ISA),具有一系列显著的优点和潜在的缺点。以下是RISC-V的主要优点和缺点概述: 优点 : 开源与开放性 :RISC-V是开源的,这意味着任何人都可以
    发表于 04-28 08:51

    国产RISC-V MCU推荐

    可以达到TOP 1。 官网显示,HPM6700/6400系列MCU来是先楫的高性能实时RISC-V控制器,为工业自动化及边缘计算应用提供了极大的算力、高效的控制能力及丰富的多媒体功能
    发表于 04-17 11:00

    瑞萨电子推出采用自研RISC-V CPU内核的通用32位MCU

    2024 年 3 月 26 日,中国北京讯 - 全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)今日宣布率先在业内推出基于内部自研CPU内核构建的通用32位RISC-V控制器(MCU
    发表于 03-30 22:08

    瑞萨推出采用自研CPU内核的通用32位RISC-V MCU 加强RISC-V生态系统布局

    瑞萨电子(TSE:6723)宣布率先在业内推出基于内部自研CPU内核构建的通用32位RISC-V控制器(MCU)——R9A02G021。尽管多家MCU供应商最近加入了投资联盟以推动RISC-
    发表于 03-28 19:00 179次阅读

    什么是RISC-V

    siFive搞RISC-V 赛昉搞RISC-V 香山搞RISC-V 到底什么是RISC-V? 先不问有什么用,RISC-V目前的能力来说,工
    发表于 02-02 10:41

    2.4G收发芯片遥控玩具方案开发,解决方案

    2.4G遥控玩具是指通过2.4GHz无线信号进行遥控的玩具。这种玩具通常包括遥控器和遥控车、挖机
    的头像 发表于 01-19 15:08 583次阅读

    2.4G收发芯片遥控玩具解决方案

    2.4G遥控玩具是指通过2.4GHz无线信号进行遥控的玩具。这种玩具通常包括遥控器和遥控车、挖机
    的头像 发表于 01-19 09:35 726次阅读

    2.4G芯片低功耗达到多少才算好?

    用于2.4G遥控发射的IC。芯片采用MTP制程,内置EEPROM。具有低功耗特性和低工作电压能力,集成了 Timer、PWM、通用 IO、IR、塔式按键等资源,支持BLE蓝牙广播模式,适用于遥控产品
    发表于 09-25 17:01

    2.4g遥控船开发方案,采用合封芯片

    mcu驱动两个小电机,小电机上安装两个螺旋桨,可以实现双桨前进、后退,单桨转弯等。供电使用18650电池,通过升压放电板管理电池的充放电。遥控使用
    的头像 发表于 08-02 11:21 583次阅读

    宇凡微2.4G遥控器方案开发,灵活控制无需指向

    日常生活当中我们常用的遥控器就是无线红外遥控器,这种遥控器成本低,实用性也强,不好的地方就是不能随便转换角度遥控,也不能遮挡。但无线2.4G
    的头像 发表于 08-01 11:28 580次阅读

    儿童电动遥控车玩具,基于2.4G合封芯片开发

    和复杂程度方面涵盖了广泛的范围。 遥控车玩具由两部分组成:遥控器和遥控车遥控器上的五个控制键控制遥控
    的头像 发表于 07-26 11:42 871次阅读

    USB快充2.4G遥控夜灯方案

    常用的小夜灯基本上是通过感应的方式来控制点亮和关闭,在操控亮度和定时上就不是很方便。宇凡微推出的USB快充遥控夜灯方案,遥控夜灯单片机使用宇凡微的2.4G合封芯片,就是
    的头像 发表于 07-26 11:02 452次阅读

    如何使用NodeMCU Lilin v3制作遥控车

    我正在尝试使用 NodeMCU Lilin v3 制作遥控车。现在我已经能够使用网络服务器功能来实现它。我什至使用 DDNS 服务器 (DuckDNS) 能够通过蜂窝路由器(创建 WiFi 热点
    发表于 06-06 10:10

    RISC-V,正在摆脱低端

    RISC-V 内核、ARM GPU和DSP。 去年3月,RISC-V芯片设计厂商SiFive宣布推出三款规级内核,以满足信息娱乐、驾驶舱
    发表于 05-30 14:11