經常翻車的朋友們都知道，能在翻車后快速擺正車身的車才是好車。

就像動畫《四驅兄弟》中展現的那樣，在比賽中需要跟著賽車一起跑圈，而且賽車如果被撞翻還需要重新用手扶正，所浪費的時間非常影響比賽結果。

如果小豪和小烈可以擁有一款能通過發揮R128的WiFi&藍牙特性的平衡小車，從而能通過WiFi或藍牙連接的方式進行控制，既可以自平衡和轉向，又可以遠程操控，那冠軍豈不是手到擒來。

它，就是可以自平衡的賽車機器人——B_ROBOT_100ASK

項目簡介

本項目基于jjrobots的開源項目B-ROBOT EVO2進行復刻，與原開源項目不一樣的地方是，作者將原本適配的的Arduino控制板移植為DShanMCU-R128s2-DevKit開發板，與此同時還添加了一些功能，比如自平衡功能、WiFi&藍牙控制、App控制以及語音控制功能，讓平衡小車的操控樂趣更上一層樓。

B_ROBOT_100ASK

自平衡演示

硬件設計

本項目中的自平衡賽車機器人的硬件設計結構非常簡單，硬件部分主要由R128開發板和幾個驅動模塊組成。

硬件設計模塊

供電模塊

自平衡機器人采用鋰電池供電的方式，并利用mini360航模電池降壓模塊來將較進行電壓的轉化工作，以滿足小車設備對電壓方面的需求

電機驅動模塊

自平衡機器人選用兩個NEMA17步進電機，并選用DDRV8825步進電機驅動模塊來負責與電機之間的控制信息傳輸。

DDRV8825步進電機驅動模塊的體積小，驅動能力強，它只需要一個PWM波就能控制步進電機，同時基本上三個引腳就能完全控制步進電機。

通過該模塊可以使小車快速反應R128下達的運動信息，驅動小車本身的輪子進行運動。

平衡模塊

MPU6050是一種6軸運動跟蹤傳感器，它包含3軸陀螺儀、3軸加速度計、運動處理器和溫度傳感器。它可以通過I2C總線接口與微控制器進行通信，并且可以通過輔助I2C總線與其他傳感器設備通信。

MPU6050的主要作用是幫助機器人實現姿態感知和運動控制，提高機器人的自主性和靈活性。

遙控手柄UI控制（LVGL）

作者本人還利用R128開發板來移植了一個酷炫的LVGL遙控手柄UI，通過手柄上的菜單欄UI可以選擇不同的機器人基礎參數設置和進行機器人操控。

手柄UI菜單欄滑動

在自平衡機器人啟動后，可以通過面包板上的兩個手柄去遙控機器人的前進后退和轉彎，并且在屏幕上還會實時返回機器人的傾斜角度、速度、電量等狀態。

實現App控制

在機器人競速中，必須要在準確性和速度之間找到平衡。為了更好的反饋給自平衡機器人設置不同參數下的運動狀態，作者針對自平衡機器人進行了控制App的適配。

App控制自平衡小車界面

App可以實時顯示電池狀態和機器人的傾斜角度，操作者只需要通過App中的幾個可視化按鈕和滑動欄來實時修改其PID，以實現對機器人速度和狀態的遠程控制。

自平衡機器人的一般行為由一組參數定義：

// NORMAL MODE PARAMETERS 
 #define MAX_THROTTLE 550 MAXIMUM VELOCITY
 #define MAX_STEERING 140 MAXIMUM SPINNING VELOCITY
 #define MAX_TARGET_ANGLE 14 MAXIMUM ANGLE REACHED WHEN MOVING


// PRO MODE = MORE AGGRESSIVE (MAXIMUM SETTINGS)
 #define MAX_THROTTLE_PRO 860 MAXIMUM VELOCITY. PRO MODE
 #define MAX_STEERING_PRO 280 MAXIMUM SPINNING VELOCITY. PRO MODE
 #define MAX_TARGET_ANGLE_PRO 32 MAXIMUM ANGLE REACHED WHEN MOVING. PRO MODE


 #define KP 0.32 // 0.14
 #define KD 0.050 // 0.028
 #define KP_THROTTLE 0.075 //0.075
 #define KI_THROTTLE 0.1 // 0.1
 #define KP_POSITION 0.06 //0.055
 #define KD_POSITION 0.45 //0.5
 //#define KI_POSITION 0.02

比如：

高MAX_THROTTLE_PRO值會使機器人更快，但如果不能順利恢復垂直位置，穩定性會降低。

高MAX_STEERING_PRO值會讓機器人旋轉得更快，但轉彎時更難精確控制。

高MAX_TARGET_ANGLE_PRO值將使機器人減小其相對于地板的角度，但這會使恢復和轉彎變得更加困難。

UDP網絡通信控制

這個功能的實現比較簡單，利用R128本身自帶的WiFi&藍牙特性，來實現兩塊R128開發板（機器人自身攜帶&手上的操控端）的UDP網絡通信控制。

UDP網絡通信控制演示

源碼獲取

基于R128-S2設計的全套開發板已上線淘寶百問網韋東山老師個人店進行售賣，包含黑色的DshanMCU-R128s2-R16N16模組和全套的DshanMCU-R128s2-DEVKIT。

審核編輯：湯梓紅