六足机器人(hexapod robot)控制板
项目需求
功能要求
基于小脚丫FPGA板和树莓派设计六足机器人控制和驱动系统。
- 摄像头采集
- 避障
- 手机遥控
性能要求
- 运动流畅
- 电源能够保障持续工作20分钟以上
资源要求
进度要求
成本要求
其它要求
项目方案
方案综述：
- 1.控制电源模块：为Raspberry Pi、FPGA模块供电。
- 2.执行电源模块：为驱动模块供电，能满足驱动模块的总电流要求。
- 3.Raspberry Pi ：控制中心。接收上位机的控制信息，控制FPGA输出正确的PWM波形。
- 4.FPGA:数据处理模块，控制驱动板。
- 5.驱动模块：驱动18个舵机使六足协调运动。
- 6.通讯：（模块间的通信协议）
- Pi–FPGA：uart/I2C
- Pi–PC：socket
关键元器件：
电源：
- 控制电源模块：LM2596
- 执行电源模块：LM2596（过流保护：自恢复保险丝）同上
- 电源 对比 ：L298N
- 降压模块：Lobot 降压模块
隔离
光耦隔离：PC817 PC817C 光隔离器/C档/光耦 SOP-4
FPGA：
舵机:LDX-218
实施计划：
第一阶段：实现六足机器人的各个模块连接
- FPGA ：
- PWM ：测试 PWM波形测试（1.波形周期 2.最小步进距离）
- 确定与树莓派通信接口：Uart/I2C
- 数据分析 ：通信数据格式
- Pi：
- Uart/I2C
- 摄像头
- 超声波
- 舵机：
- 0点的确定
- 特性
- 驱动电流
- 执行精度
- 电源：
- LM2596模块
- 原理图：
- 18路PWM产生模块
- 18路舵机驱动模块
第二阶段:实现项目任务的一部分
- FPGA：PWM+光耦隔离（做控制与驱动隔离）
- 电源：根据LM2596电源模块，自己设计电源模块
- 舵机：实现一条腿的控制
- 制板
第三阶段:实现传感器任务
- PI：加入摄像头和超声波功能
- FPGA：通过I2C挂载传感器
- 电源：根据LM2596电源模块，自己设计电源模块
- 舵机：实现简单的移动
- 制板
目前任务：
- 了解舵机特性
- 学习FPGA：
- PWM如何生成
- Uart/I2C如何做
- 定义与树莓派通信的数据格式
- 买材料
- 舵机及架子 价格：1600元
- 电源 LM2596 价格：15元
实体结构：
简单模块化设计
- 模块设计
- 安装方式
项目实施
PCB设计
PCB制造
PCB焊接、调试
FPGA连接和Verilog编程
系统测试
项目报告
项目简要总结
项目达到的指标
项目改进及相应的方案
参考文献
Diamond安装及调试
- 官网获取许可证：http://www.latticesemi.com
- 软件安装教程：Diamond的安装及配置
- lattice_diamond的使用：跑马灯的简单例程
- 调试中出现的问题1：✘不能识别USB串口
- 解决：安装下载USB驱动，重新编译，下载。
- PWM风扇控制设计文档以及PWM风扇控制设计源代码:http://www.stepfpga.com/doc/fpga_start