本篇應用文章來自于Silicon Labs(芯科科技)在線技術社區,作者分享了運用XIAO MG24開發板來打造通過手套動作控制電動滑板(Electric Skateboard)的簡要開發步驟和關鍵電路原理。XIAO MG24是開源硬件創新平臺公司-Seeed Studio所推出的超小型低功耗無線微控制器開發板,其內核基于芯科科技EFR32MG24(MG24)多協議無線芯片,是面向低功耗藍牙(Bluetooth LE)、Zigbee和Thread等無線協應用的理想選擇。它結合了強大的性能、豐富的無線協議支持和極小的尺寸,非常適合可穿戴設備、智能家居、傳感器網絡等場景。
采用XIAO MG24開發板來實現帶有獨特控制方式的電動滑板——通過手部動作控制滑板,而不是使用傳統遙控器。用戶只需佩戴一只手套,通過手指的彎曲動作即可實現加速或減速。
該項目充分利用了XIAO MG24開發板的微型尺寸,將其直接集成到手套中。系統將可穿戴輸入轉化為直觀的無線運動控制,這是邁向更自然、更具身體感知的人機交互的重要一步。這一示例包括在手套上的傳感器以準確檢測手指動作,以及相關的電機驅動系統,還制作了定制同步帶系統,以高效提供足夠的扭矩推動滑板前行。同時開發者還使用了雙向ESC,使滑板輕松具備前進和后退功能。
這里是 GitHub 文檔,有興趣的開發者可以在其中找到所有的代碼,以及更深入的技術解析,介紹如何使用3塊XIAO MG24開發板實現設計:https://github.com/hiteyjit/hiteyjit-xiao-showdown
電路原理
手套本身為每個彎曲傳感器使用了基本的分壓電路。XIAO MG24通過模擬讀取這些信號,并通過I2C傳輸到第二塊板子。一旦完成傳輸,第二塊MG24板會通過藍牙將信息發送到電機控制模塊,后者將原始信號映射為PWM輸出供ESC使用,以實現電機按所需速度和方向運行。

手套動作控制電動滑板各部組件連接的基本布局

手套傳感器模塊(XIAO MG24的電源通過USB-C電纜和移動電源連接到其中一塊板子,這里示意為電池)
簡要開發過程與未來改進
讓XIAO MG24開發板之間的藍牙通信穩定工作并非直觀和輕松的,芯科科技的低功耗藍牙協議棧與作者最初使用的ESP-NOW設置有著完全不同的工作流程,為了實現節點間一致的數據傳輸需要進行多次迭代。在硬件方面,早期測試中幾乎燒毀ESC,因為從電鉆電池組快速輸出過多電流。系統仍能運行,但這次測試凸顯了ESC對高電流沖擊的敏感性。此外,開發過程中還注意到微控制器在長時間運行時出現輕微過熱:MG24雖然緊湊高效,但在高電壓電源下每隔幾毫秒處理連續PWM信號,確實在熱管理上接近極限。
未來改進方面,本示例的開發者計劃集成MG24內置的6軸 IMU,實現基于動作的轉向和穩定控制,讓滑板能夠根據手腕或手臂的傾斜進行方向控制。目前尚未開始探索這一功能,因為當前配置只有一臺電機能驅動滑板并承載體重,而實現真正的轉向控制需要兩到三臺電機以實現差速扭矩。這將是下一階段的重點,一旦擴展了傳動系統和電源管理系統,就會實現這一目標。
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原文標題:設計應用-基于MG24開發板驅動的手套控制電動滑板
文章出處:【微信號:SiliconLabs,微信公眾號:Silicon Labs】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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