遥控电动滑板设计（部分台词）
      在名侦探柯南动画片中。柯南有一辆阿笠博士发明的以太阳能为动力的滑板。滑板上装有一个强劲的引擎。该引擎的动力主要依靠太阳能电池，但日落后，便失去动力。这是个不小的缺点。经过博士改良后，便能够用电池补充电力。即使是太阳下山后，也能行动自如。后来，发现电动滑板在淘宝有售，价格贵的吓人，基本都是国外品牌。后来发现优酷有一段电动滑板介绍视频。它行驶距离可达6英里，最高时速每小时20英里，还有随时停车功能。
       这次遥控电动滑板的制作过程陆陆续续历经半年，原先采用的是一个250w，24伏的直流电机，后来发现体积和重量巨大，接着实验了一个100w的电机，体积还是让人受不了。没办法继续缩小体积，最后采用两个80w的直流电机。接着加上自己设计的电机驱动器和无线遥控器，就是现在的样子了。
今年，2013 世界末日？我，大二（业余专科），我重新拍摄了这次制作/电动滑板/的全过程。前段时间/我发布了一个制作视频，不是很详细。当时我在朋友的帮助下/用51单片机实现控制，第一次设计成品电路板，测试发现/有很多设计缺陷。在学校期间设计的电路板没做过成品板，之后出了很多问题，才认识到实践的重要性。做技术讲究真材实料，后来我重新设计了控制板。采用stm32单片机/作为主控芯片，性能大大提高。
        由于我和朋友就制作了两辆电动滑板。可以说是超级diy的限量版。觉得也没有什么商业价值，就不打算出售整机了。当然，喜欢diy的朋友可以仿制了。因为采用半开源的方式发布，前提是你要有强大的电子和机械基础。我会在一个论坛上公布资料，包括原理图和和机械图纸。不过我觉得能仿制出来的也是高手。请尊重个人劳动成果。
接着我在网上搜索资料。我就仔细看了几遍老外的视频。其中找到了很多信息，第一，那是普通滑板，是加长型的，露轮的。我在淘宝搜索，有，很贵，500块左右。第二，那是直流无刷电机，就是车模，船模用的。价格在200元左右，而且是一边一个，加上驱动器超过800块。第三，也是比较重要的信息，那是同步带传动，看过一个日本人做的，是齿轮传动的，缺点很多。齿轮箱不是那么简单做，还有就是齿轮难找，容易进尘土，噪音大。而用同步带就好多了。看完后我就发挥一下中国的独有特色——中国化一下嘛！
    既然diy，那就一切要简单。我在一家公司实习，这边条件也容许我捣鼓。我就设计方案啦。用什么电机，怎么控制，用什么电池，一系列的问题。经过仔细思考，如果用无刷直流电机，驱动器是要自己做的，或者买，一个字贵！直流有刷电机，就是体积大，功率不大，经过几天搜索，终于在淘宝找到了一款直流电机。体积在我的控制范围之内，价格也便宜。之后就要思考，要有大约200瓦的输出功率，用什么类型的电池好。当然电瓶车用的锂电池好了，也贵啊。由于我以前搞了两组24伏，4安时的电池。我把它们拆散，自己做了一个24伏6安时的电池组。由于原来就是电池组，电池厂商就给电池分好容了，就是性能差不多的在一起，还配有保护板。我网购了塑料壳，说道这个塑料壳可找累死我了。要宽度，长度，还有厚度刚刚好，把电池能放进去。我用单节电池比划计算了好久才选到。我把电池拆开，用热熔胶粘起来。要留出控制板的空间。电池是解决了。
        查找资料，我用的是AD6.9电路设计软件。之后根据原理图设计PCB图。在这里解释一下电机驱动原理。直流电机驱动采用脉宽调制技术，在一定的频率下。控制高电平与低电平的时间实现调速。电子刹车，电子刹车就是关闭下桥臂的驱动，开启上桥臂。使电机出于90%左右短路，这样电机发的电回流进电机，形成阻碍电流，使之软刹车。
有人问我PCB在哪做的，我的回答是，网上找的。
        电路板的这次设计预留了很多通讯接口，蓝牙，将来用手机控制。433M无线串口，现在的遥控器控制。还有2.4G的无线。
由于传动问题是个大问题，我不得不解说一下传动的基础原理。电动自行车电机功率一般在300w到500w之间。经过摩擦力和和匀速运动推导，实际平均功率在150w左右。也就是说滑板带动一个60kg的人需要150w-200w功率，当然在匀速下。我采用的是圆弧齿同步轮，12齿比上48齿。就是1:4。意思就是说，同步轮离地还有14.5mm。已经危险值了。再说淘宝只能找到48齿的。或者就是60几齿的，不是想要多大的都有。当然采用那种3m的圆弧齿也是有原因的。它的齿距是3mm，算是比较小的了。电机理论速度9000转每分钟，轮子直径75mm。设定时速20km/h，电机转速每分钟就是5662转。当然速比越大越好，主要是提高电机扭矩。可是，48齿的同步轮直径已经46mm了。要是谁知道我把滑板原来直径50mm的轮子换到直径75mm的原因，那你的物理力学学的不错哦
        我做过三种电机驱动的滑板，看前面的视频就知道了。第一种就是这种大电机的。体积大，笨重。这是我实验的第一款滑板。后来换小了，独轮驱动。还是不咋地，转弯时没动力。网上的电动滑板大多是单电机独轮驱动。发现，两边动力不平衡。我要做双轮驱动。我网购了普通滑板，直流电机，同步轮，和乱七八糟的配件。原先没画3d图，用cad画了重要部件。装配中发现大量问题。后来学会了用SolidWorks画。爽多了，可以即是发现问题。画好3d就要加工出来。Diy，当然是省钱第一，公司有设备干嘛不用呢？钻床，攻丝机，切割机，磨光机，雕刻机，能用的全用上。由于公司以研发为主，没有大型加工设备，凑合着用。当然过程很艰辛，手破了好几次，误操作用坏了很所耗材。做坏了重新做！不花钱就是挣钱。当然了，耗材自己买。就一个电机架就设计了好多款，要么尺寸不对，要么材料没选对，要么，很多。
         机械结构是改了又改，不是加工不出来，就是发现缺陷。其中最有创新的就是独立电机悬挂。我不知道其他地方还有。我就是从实践中总结，设计出来的。由于滑板桥架要加长，是用螺纹和缺氧胶粘起来的，我把电机架和电机直接固定在上面。有时滑板掉落，电机的重量所产生的惯性就像个扳手。会把加长轴拧下来，就会造成松动。电机中的永磁体也会震动脱落。后来就想办法设计了一个电机机独立悬挂机构。跌落时弹簧会拉着电机，吸收动能。电机始终贴着板面。电机旋转时，可以自动紧贴板面。当经过到石头跌落时可以保护电机，吸收惯性。当转弯时，板面倾斜，电机自动下拉。给滑板轮子加那种大脚车悬挂还是比较难的。电机架用雕刻机铣出来的，经过了很多软件，3d到cad到文泰雕刻到雕刻机软件。
    机械和控制部分基本上同时进行的，原来用的是电动车现成的控制器，做了一个有线控制手柄，可以玩了。后来看书，找资料。自己设计了控制板，和遥控器。当然是无线遥控的了。我的朋友给了我很大帮助，我单片机软件不是很会，它帮我写了两个板子的控制程序。进过测试发现了很多问题，还是我基础太差了，电路板发热很严重。信号接受不良等，全是毛病，直接重新设计。原先用的是51单片机。后来我重新设计电路和板子，变的更小，更简单可靠。改进了控制芯片。用了意法半导体的stm32单片机，32位的处理速度，相当强大。我好趁这次机会好好学习单片机。这块板子其中有电子刹车功能，就是刹车时，关闭电源，使电机短路，让电机产生的电流阻碍电机的运动。还有电机驱动方式这是核心技术。电路板的这次设计预留了很多通讯模块，蓝牙，将来用手机控制，433m无线，用设计的遥控器控制，还有2.4G的无线，也可以用。电路板基本上采用贴片元件，在保证效果的同时减小体积。由于电路板打样了10块，加上朋友分享。我可以出手5块左右，售完为止。元件自己配，做做电机试验可以。
为了测试滑板电路的性能，我还专门做了个测试平台，当然了，材料就地取材。在仓库找了很多废旧零件，之后设计了这个测试平台。上面加有一个直流电机，我可以调整电机的带载程度。从而测试滑板各个指标，什么电流啦，电池压降啦，发热等。可以在原地检测参数从而检测电路板。做完这个电动滑板我要好好研究学问了，电子机械方面的，还要工作
    结束语——有梦想不要被现实打到，理论指导实践，实践总结成理论。独立思考，敢想敢做。留给2022年的我和我身边的人，畅想十年后的科技现代化。





详情看视频
点击此处查看视频

QQ交流群131416828
姜先生 qq991520915（学生）作者
王先生 qq516380635（暂无女友，也工作两年）承接电子工程项目，仪器开发
南京帆叶禾电子有限公司 赞助
南京东太科技文化有限公司 赞助