【搬运】玩具级电动平衡车的逆向工程

为了给DIY机器人寻找一种相对廉价的无刷电机驱动方案,笔者在Github上偶遇了这个有趣的项目。一群国外爱好者对中国国产玩具级电动平衡车(Hoverboard)进行了全方位的逆向工程,不仅复原出了完整的控制主板电路图,还编写了可用的开源固件,开源固件提供了非常灵活的接口支持,可通过PPM,UART或ADC等方法通过控制主板对原车的6.5寸无刷轮毂电机进行速度控制。由于这种玩具平衡车在欧美的熊孩子中非常流行,几乎人手一个,曾经非常容易捡到,因此在DIY爱(la)好(ji)者(lao)中广受欢迎,被誉为 “扭矩/价格 比" (torque-to-price ratio)最高的驱动方案,经常用于替换价格较高的ODrive和VESC方案。

armchair.gif chair.gif bobbycar.gif transpotter.gif

原项目在Github的链接:

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/lucysrausch/hoverboard-firmware-hack

进阶版FOC驱动项目(推荐):

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/EFeru/hoverboard-firmware-hack-FOC


这些控制主板一般使用STM32或GD32,经过众人的不懈努力现在已经支持多种品牌的电动平衡车主板,最常见的一种主板布局如下所示:

pinout.png

控制主板上保留了主控芯片的调试接口,可以用ST-Link进行烧写,而原本用来与平衡车传感器连接的若干接口则可用来作为与主控程序通讯的I/O口。整块主板一般使用36~42V的锂电供电,自带5V和3.3V DCDC。烧写过程请严格依照文档中所给的步骤,否则有烧掉主板的风险。


基于这个驱动板和电机方案,广大爱好者们各显神通,做出了各式各样的业余或专业作品。


ROS机器人:

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/@alxm/converting-a-hoverboard-into-a-self-driving-mobile-robot-with-ros-d886c867e8a9

1_hU10Viuidq7RtBndCtPCaQ.png

俄国初创企业Yandex搭建的外卖机器人实验平台:

XXXXXXXXXXXXXXXX/ru/company/yandex/blog/590997/

sy7dcwyfrfgpxu_ru3vcejzggxe.jpeg cm2v3ujzxvte4zkvpjjqqtiegya.jpeg

甚至还不乏学院派用户:

如MIT开发的AGRO机器人平台(该项目未使用原厂主控,而是使用了ODrive):

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/agro/

AGROPrototype-768x784.png


也有专业机器人底盘公司试图以此电机为基础,使用VESC作为无刷电机驱动,开发相对廉价的通用轮式机器人底盘,但貌似现在的状态是“Delayed indefinitely due to supply chain issues”:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/products/rover-mini

PXL_20210712_234030213.PORTRAIT_2048x.jpg


结尾:

由于需求量甚广,电子垃圾也逃不过残酷的市场规律,如今在eBay奸商那里一张拆机控制主板已炒至40美刀,拆机电机更是涨到了30~50美刀(也有部分是由于供应链问题),而一辆全新的电动平衡车在淘宝上不过5、600人民币。

Screen Shot 2022-01-10 at 10.31.40 PM.png

Screen Shot 2022-01-10 at 10.30.49 PM.png

[修改于 12 天前 - 2022-01-11 15:05:06]

来自:综合交流区 / 极客DIY电子信息 / 电子技术
2
2
sd196821
11天11时前
1楼

这种轮毂电机性价比确实挺高的,6.5寸直径的在某宝上40~50一个,去年暑假买了两个。买回来一看,里面自带霍尔元件,没啥用过的痕迹,估计是厂家破产之后的回本吧。


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amo
11天8时前
2楼

异曲同工之妙

二三十年前,大大小小的电子爱好者们拿着电子报,看完各种发烧功放、CDROM、道奇收音机摩机指南软文,寻觅着缝隙里的小榄镇、偃师、房山等地的“著名电子企业”最新发布的电子垃圾名单,点好零钱塞进信封,放入邮筒,等待7-10天……😀


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