ROS与RACECAR教程-电机控制和电池

ROS与RACECAR教程-电机控制和电池

说明：

• 介绍MIT和UPenn两个开源项目以及相关的硬件搭配

MIT和UPenn

• MIT介绍： MIT RACECAR
• UPenn介绍：the University of Pennsylvania
• MIT和UPenn设计使用两种不同的方法来控制汽车。
• UPenn方法是使用微控制器产生PWM信号控制TRAXXAS ESC和转向伺服。
• MIT方法是用Vedder电子速度控制器（VESC）代替TRAXXAS ESC。

UPenn方法：

• UPenn配备了一个Teensy 3.2微控制器，它是一个基于USB的微控制器开发系统。
• 虽然不是官方Arduino产品，但Teensy可以使用Arduino软件进行编程。
• 在UPenn设计中，Teensy为ESC和转向伺服产生PWM信号。
• 在Teensy上使用Arduino软件的一个很好的功能是可以使用Arduino ROS库。
• Teensy可以充当通过Arduino rosserial_client访问的独立ROS节点。
• Teensy大概 $20， Adafruit or Sparkfun Amazon可购买
• 优点：便宜并容易整合
• 缺点：不能很好控制速度，也不提供里程计信息，可增加霍尔效应传感器可以从Teensy独立里程信息

MIT方法：

• 在MIT RACECAR的第一版中，ESC和转向伺服由带有由Jetson TK1产生的PWM信号驱动。
• 这不是理想的，因为Jetson不使用实时操作系统或专用硬件来产生PWM脉冲。
• 在MIT RACECAR的第二个版本中，VESC取代了库存ESC。
• 这为教学车辆提供了几个优点：
  • 首先.由于硬件和软件的开源性质，很容易对固件中的算法进行实验。
    • 例如，当教授反馈控制课时，学生可以在ESC固件中实现不同的算法。
    • 在RACECAR的情况下，这也意味着汽车的低速电机控制在程序员控制之下。
    • VESC具有控制汽车转向伺服的伺服控制端口。
  • 第二个优点是VESC可以监控电机的速度。
    • 如果你知道电机转动的速度，你可以计算出车轮转动的程度。
    • 如果你知道的话，你可以告诉车子走过的距离，所以你有远程测量。
    • 现在它不是超精确的，因为它没有考虑到诸如传动系滑动之类的因素，但它可能相当接近。
• 缺点:
  • VESC本身使用地方不太多，产品到货时间会相对慢
  • 因为VESC是开源的，所以你可以建立自己的。
  • 您可能必须修改RACECAR应用程序的VESC，至少更改接线以匹配RACECAR上使用的仪表。
  • 主要的VESC应用是控制电动滑板，比TRAXXAS汽车需要更多的电流。
  • 总体而言，VESC比Teecy方法更难融入RACECAR设计。
  • VESC的另一个缺点是，与Teensy相比，它相对昂贵。
  • VESC的价格根据您购买的价格而有所不同。
  • 一般来说，它们的价格从125美元到225美元不等。

电池

• MIT和UPenn汽车都使用带有外部电池的Energizer XP18000AB通用电源适配器。
• 在早些时候，我们讨论了使用常规LiPo电池。
• 然而，Energizer解决了几个问题。
  • 首先，它提供三种不同的电压，5V，12V和19V。
  • 这使得驱动Jetson和传感器，发射器和其他外围设备的良好选择变得容易。
  • 二，充电时内置温度和短路保护。
  • 这使得电池充电比传统的LiPo更安全。
• Energizer比我们讨论的传统LiPo解决方案更昂贵，但更灵活。
• 双电池设计，一个给底盘供电，另一个给传感器和板子供电
• 单电池设计，并放置在一个合适地方，也不失为好方法。

总体方案：

• 采用mit的早期方案
• 使用PCA9685

参考：

• http://www.jetsonhacks.com/2016/07/05/jetson-racecar-10-motor-control-battery-discussion/