一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源，特別涉及電源應(yīng)用及自平衡電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自平衡電動(dòng)車(chē)是一種新型交通工具，它以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀來(lái)判斷車(chē)身所處的姿勢(shì)狀態(tài)，透過(guò)精密且高速的中央微處理器計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶詈?，?qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)做到平衡的效果。自平衡電動(dòng)車(chē)自出現(xiàn)在市場(chǎng)上以來(lái)已經(jīng)獲得了很多商戶以及個(gè)人的喜愛(ài)，此類產(chǎn)品暢銷(xiāo)于國(guó)外，近幾年在國(guó)內(nèi)也獲得了越來(lái)越多粉絲們的鐘愛(ài)，擁有一款滿意的自平衡電動(dòng)車(chē)能夠給你帶來(lái)無(wú)限樂(lè)趣。很多人說(shuō)它是全能型的小伙伴，此類代步工具攜帶方便，已經(jīng)和人們出行活動(dòng)建立了親密無(wú)間的關(guān)系。穿梭于校園之間，飯后運(yùn)動(dòng)，娛樂(lè)休閑或者是上班，參與有意義的俱樂(lè)部活動(dòng)等等，它都發(fā)揮了巨大作用。然而，傳統(tǒng)的自平衡電動(dòng)車(chē)的電源使用鉛酸蓄電池或鋰電池，它們的缺點(diǎn)是電池壽命短、制造使用環(huán)保代價(jià)高、充電時(shí)間和可重復(fù)充電的次數(shù)依然受到限制。超級(jí)電容器與鉛酸蓄電池及鋰電池相比，具有超短充電時(shí)間、超寬工作溫度、超高比功率、無(wú)限使用壽命、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，隨著超級(jí)電容器比能量的不斷提高，基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源應(yīng)用前景廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的是為了克服鉛酸蓄電池及鋰電池充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的不足，提出一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源。該電源充電時(shí)間可縮短10倍以上。由于超級(jí)電容的極高的比功率，在本電源的控制作用下，姿態(tài)調(diào)整和爬坡行駛更順暢。
[0004]本實(shí)用新型包括8個(gè)組成部分:超級(jí)電容器模組、LM7924穩(wěn)壓模塊、LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)、STM32F控制模塊、MPU9250傳感模塊、LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊、LM2576-5穩(wěn)壓豐吳塊。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:平時(shí)利用市電給超級(jí)電容模組充電。自平衡電動(dòng)車(chē)工作時(shí)，超級(jí)電容模組經(jīng)LM7924穩(wěn)壓模塊輸出穩(wěn)定的24V直流電，給LM18200驅(qū)動(dòng)模塊供電，使步進(jìn)電機(jī)。同時(shí)超級(jí)電容模組經(jīng)LM2576-5穩(wěn)壓模塊輸出穩(wěn)定的5V直流電，給STM32F控制器供電。LM2576-5穩(wěn)壓模塊又同時(shí)經(jīng)LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊輸出穩(wěn)定的3.3V直流電給MPU9250姿態(tài)傳感模塊供電。當(dāng)人站在自平衡電動(dòng)車(chē)上時(shí)，MPU9250姿態(tài)傳感器獲取轉(zhuǎn)角信息和加速度信息，并將它們送入STM32F控制模塊，STM32F控制模塊根據(jù)姿態(tài)信息輸出PWM控制信號(hào)，送給LM18200驅(qū)動(dòng)模塊，產(chǎn)生新的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)實(shí)時(shí)加減速和正反轉(zhuǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果
[0007]一是該電源摒棄了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池及近些年興起的鋰離子電池，直接采用采用超級(jí)電容器組作為供電電源，實(shí)現(xiàn)了自平衡電動(dòng)車(chē)超快蓄能這一個(gè)重要突破。二是該電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)穩(wěn)壓模塊直接或間接將超級(jí)電容輸出電壓分別穩(wěn)定在24V、5V、3.3V供后續(xù)模塊使用，可靠性高。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖，I超級(jí)電容器模組、2 LM7924穩(wěn)壓模塊、3 LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊、4步進(jìn)電機(jī)、5STM32F控制模塊、6 MPU9250傳感模塊、7 LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊、8 LM2576-5穩(wěn)壓模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在圖1中，超級(jí)電容器模組⑴的輸出端正負(fù)極分別與LM7924穩(wěn)壓模塊⑵的輸入端正負(fù)極相連，LM7924穩(wěn)壓模塊(2)的輸出端正負(fù)極分別與LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸入端正負(fù)極相連，LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸出正負(fù)極端分別與步進(jìn)電機(jī)⑷的輸入端正負(fù)極相連，LM2576-5穩(wěn)壓模塊⑶的輸入端正負(fù)極分別與超級(jí)電容器模組⑴的輸出端正負(fù)極相連，LM2576-5穩(wěn)壓模塊⑶的輸出端正負(fù)極分別與STM32F控制模塊(5)的1、2號(hào)引腳相連，LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊(7)的輸入端正負(fù)極分別與LM2576-5穩(wěn)壓模塊(8)的輸出端正負(fù)極相連，LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊(7)的輸出端正負(fù)極分別的MPU9250傳感模塊(6)的1、2號(hào)引腳相連，MPU9250傳感模塊(6)的3、4號(hào)引腳分別與STM32F控制模塊(5)的3、4號(hào)引腳相連，STM32F控制模塊(5)的5、6、7號(hào)引腳分別與LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的3個(gè)控制端Brake、PWM, DIR相連。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源，包括超級(jí)電容器模組(1)、LM7924穩(wěn)壓模塊(2)、LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)、步進(jìn)電機(jī)(4)、STM32F控制模塊(5)、MPU9250傳感模塊(6)、LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊(7)、LM2576-5穩(wěn)壓模塊(8)，其特征在于，所述超級(jí)電容器模組(I)的輸出端正負(fù)極分別與所述LM7924穩(wěn)壓模塊(2)的輸入端正負(fù)極相連，所述LM7924穩(wěn)壓模塊(2)的輸出端正負(fù)極分別與所述LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸入端正負(fù)極相連，所述LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的輸出正負(fù)極端分別與所述步進(jìn)電機(jī)⑷的輸入端正負(fù)極相連，所述LM2576-5穩(wěn)壓模塊(8)的輸入端正負(fù)極分別與所述超級(jí)電容器模組(I)的輸出端正負(fù)極相連，所述LM2576-5穩(wěn)壓模塊(8)的輸出端正負(fù)極分別與所述STM32F控制模塊(5)的1、2號(hào)引腳相連，所述LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊(7)的輸入端正負(fù)極分別與所述LM2576-5穩(wěn)壓模塊⑶的輸出端正負(fù)極相連，所述LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊(7)的輸出端正負(fù)極分別的所述MPU9250傳感模塊(6)的1、2號(hào)引腳相連，所述MPU9250傳感模塊(6)的3、4號(hào)引腳分別與所述STM32F控制模塊(5)的3、4號(hào)引腳相連，所述STM32F控制模塊(5)的5、6、7號(hào)引腳分別與所述LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊(3)的3個(gè)控制端Brake、PWM, DIR相連。2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源，其特征在于，通過(guò)所述LM7924穩(wěn)壓模塊(2)直接或間接將超級(jí)電容輸出電壓分別穩(wěn)定在24V、5V、3.3V供后續(xù)模塊使用。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于超級(jí)電容的自平衡電動(dòng)車(chē)電源，特別涉及電源應(yīng)用及自平衡電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)自平衡電動(dòng)車(chē)的快速蓄能和穩(wěn)定實(shí)用的運(yùn)動(dòng)控制。本實(shí)用新型由超級(jí)電容器模組、LM7924穩(wěn)壓模塊、LMD18200驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)、STM32F控制模塊、MPU9250傳感模塊、LM2576-3.3穩(wěn)壓模塊、LM2576-5穩(wěn)壓模塊等8個(gè)組成部分。該電源裝置采用超級(jí)電容器模組作為總的直流源，可使充電時(shí)間縮短10倍以上；在本電源作用下，借助于超級(jí)電容器模組的極高比功率，使得爬坡行駛更加順暢、姿態(tài)調(diào)整更加及時(shí)。
【IPC分類】B60L11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204623179
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520277577
【發(fā)明人】關(guān)大陸, 樊愛(ài)龍, 劉濱
【申請(qǐng)人】遼寧科技學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月4日