无线电轨车模在弱电下运行模式
01 无线电轨
一、问题/目标
在无线电轨组中， 有一个比赛科目是在赛道供电不足的情况下， 小车充电效率比较低。 使得上线电压不足， 这样小车容易在赛道转弯处卡死。 这样就提出一个问题， 那就是如何能够在弱电赛道上， 能够让车模能够自动在低电压下停止运行， 仅仅在赛道上完成充电， 当电压达到一定程度之后， 再全力以赴完成过弯道的运行。 针对这个思路， 向大家介绍一下 自24 班 郁嘉俊同学实现方法， 以及所做的测试效果。
二、基本原理
在无线电轨车模中， 无线电能存储在车模上法拉电容中。 电容上的电压经过电阻分压之后， 可以通过单片机 ADC0 进行测量。 根据 ADC0 测量值， 可以判断车模储能法拉电容上的电压， 如果这个数值高于特定的某一个数， 比如 600， 对应着电压 9V， 当检测到电容上电压超过这个数值之后， 开始启动电机。 此时车模可以以较高的速度运行。 由于电机消耗的电能比无线电能快， 所以法拉储能电容上电压会逐步下降， 当它低于某一数值， 比如 300， 对应电压 5V， 此时就停止电机运行。 整车的电能消耗就会大大减少。 从线圈所获得无线电能大于消耗电能， 电容电压会逐步增加， 超过 600 之后再次启动电机。 然后这个过程反复进行。 需要说明的是， 前面提到的600， 300 是一个估计值， 具体这个数值需要根据实际测量而定。 一种最简单的方法， 就是在车模运行的时候显示出 ADC0 数值， 通过后期观察车模运行情况， 来确定启动电机和关闭电机合理的数值。
三、应用举例
在前面 ESP32 主控板ADC实验中， 我们知道 ADC0 的应用方法， 这是声明一个从 Pin36 读取电压值的 ADC， 设置它的衰减参数， 使得输入范围可以达到 3.3V。 在主程序中， 便可以利用 adc0 的 read函数读取 外部电容上的电压大小， 这个读取数值与电容上电压成正比。 在主循环中， 根据读取的 adc0 的值， 也就是这里存储在 val0 变量中的数值进行判断， 如果低于某一个设定值， 便将电机对应的 PWM 占空比 数值 duty 设为 0， 停止电机运行。 当读取 adc0 的数值大于某一个数值之后， 在设置电机 PWM duty 数值， 这个数值根据调试， 可以选择合适大小让车模跑得更远。 通过这样的控制逻辑， 便可以实现当车模电压过低， 便自动停止充电。 当充满电之后， 便可以全速运行。
下面让我们来看一下这种方式测试效果。 车模一开始运行很迅速， 过了弯道之后， 电能消耗很快， 电压小于预定值， 电机停止运行。 当电压重新恢复之后， 车模继续运行。 运行到弯道， 车模偏离了赛道， 充电电压降低， 车模重新停止。 移动车模到赛道中心， 充电之后， 车模又开始运行。 直道电能消耗完毕， 电能补充之后， 车模再次运行。 到弯道又偏离赛道， 电压降低停止运行。 这个过程往复进行， 这样便可以在弱电情况下， 或者车模跑偏的情况下断断续续行进。
四、练习/实验
本文介绍了车模通过断续运行的模式， 可以在赛道电压较低的时候完成运动的目标。 当然， 这种方式背后， 需要通过实验设定合适的参数， 这样才能够保证车模运行正常。 这种模式可以进一步提高车模运行的可靠性。
02 讲座资料
一、讲座视频
无线电轨车模在弱电下运行模式
二、讲座资料
- 清华云盘资料下载 : https://cloud.tsinghua.edu.cn/d/7471180bdb0f4d1ebbc7/
- 无线电轨智能车校内赛 | 如何学习无线电轨车模？
- 基础Python学习网站 Learn Python : https://www.learnpython.org/
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