智能车学习day2

电源基础知识

线性电源：调整管工作在放大区（三极管）或者可变电阻区（场效应管）。

开关电源：调整管工作在导通和截止状态。

线性电源

1.线性电源原理

以工作在放大区的三极管为例，线性电源的结构如图1.47所示

 其中,分压电阻用于采集输出电压,与内部基准源进行比较,二者进行比较后,调节三极管的基极电流。例如，输出电压升高，就使得分压电阻分得的电压也升高,经过与基准电压的比较和处理,提供给三极管的基极电流将减少,因此,三极管的发射极电流也会降低,最终导致输出电压降低。反之亦然，最终达到动态平衡状态。这就是线性稳压电源的调节过程。

2.线性电源效率

通过原理得知,线性电源的调整管通过限制电流的方式来稳定输出电压,剩余的电压既没有储能元件,也无法送回电源，全部通过发热消耗掉了。也就是说,线性稳压电源相当于串在电源和负载之间,随着负载电流的变化自动调节阻值的可变电阻,为负载提供稳定的电压,多余的能量通过发热消耗掉。也就是说,所有的线性稳压电源，在相同的工作条件下(忽略接负极引脚的电流),效率是相同的,不存在某种型号效率更高的说法。表现在温度上的不同,则是器件的热阻和散热条件不同导致的。

3.LDO

LDO全称低压差调节器，线性稳压器通过调整管限制输出电流,在自身产生一定的压差,受制于元器件的性能，这个压差不能无限制的小,低于一定的值，器件将无法正常工作,这个值就是Dropout Voltage。 例如,78XX系列稳压芯片,典型值为2V,也就是说输出5V的型号(7805),输入电压不能低于7V,否则可能无法正常工作。例如,1117 系列稳压芯片,典型值为1V; 2940 系列稳压芯片,典型值为0.5V。显然,随着压差的降低,器件对输人电压的要求更低，应用范围会更广泛。对于压差非常低的线性电源芯片,称之为LDO。

线性电源的压差并不是固定值,以上参数都是在指定电流和温度下得到的典型值。

 线性电源的电路结构中，电容不只是滤波作用，也是环路补偿的重要部分。实际应用中，容值大一些更好，更利于电压的稳定和良好的瞬态响应。建议数十到数百微法范围内即可，太大影响上电时间和掉电时间。电容的材质包含重要参数ESR，ESR可参与环路的补偿。电流在ESR上会产生电压降低电容的滤波性能，ESR一般越低越好，但电源芯片可能要求输出电容有一定的ESR。MLCC有着小体积、大容量、极低的ESR。如果电源芯片对输出电容的ESR有一定要求，或者没发现针对MLCC的优化措施，不要用它作为输出电容，电解电容和钽电容都是不错的选择。以上是对输出电容的讨论而不是退耦的小容量瓷片电容。

如果发现电源芯片发热严重,就需要采取一定措施:一是加强散热，例如使用封装体积更大的芯片，或者加散热措施;二是改进电路降低负载功耗;三是使用效率高的开关电源方案。
 

开关电源

理想情况下，开关电源只有导通和截止两种状态。竞赛中用到两种非隔离型开关电源：降压型BUCK和升压型BOOST。

BUCK

电源、开关管、电感、电容串联。开关管导通时,电感中的电流上升,电容充电;开关管截止时,由于电感电流不能突变,电流经过二极管形成回路,随着电感中能量的消耗,电流逐渐降低,但此时电容依然在充电。如果在电流降低到零之前,开关管再次导通，则是连续模式(CCM),反之叫作断续模式(DCM)。
 

BUCK电路的损耗：导通损耗与开关损耗，二极管的损耗，电感的损耗，电容的损耗。

电源管理芯片TPS5430

BOOST

开关管导通时,电流经过电感L流经开关管,电感中的电流上升,二极管截止;开关管关断时，由于电感中电流不能突变,电感中的电流通过二极管向输出电容C充电,叠加在输人电压上,使电容中的电压高于电源电压。在电感电流降低到零之前,开关管再次导通，叫作连续模式,反之叫作不连续模式。这里的连续与否针对的是电感中的电流,因为电感向负载输出电流一定是不连续的。
 

电源管理芯片CS5171

传感器

比赛选择20kHz的交变电磁场作为路径导航信号,在频谱上可以有效地避开周围其他磁场的干扰,因此信号放大需要进行选频放大,使得20kHz的信号能够有效地放大,并且去除其他干扰信号的影响。使用LC串联谐振电路实现选频电路(带通电路)，具体电路如图2.17所示。

嵌入式语言

运算优先级

结构体与共用体

结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和(成员之间可能会存在缝隙),共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术,同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值,就会把原来成员的值覆盖掉。
结构体是C语言中的一种聚合数据类型,是一些元素的集合,这些元素称为结构体的成员,这些成员可以是不同的数据类型,访问成员时一般会直接使用该成员的名字。结构体可以被声明为变量、指针或者数组等,用来实现比较复杂的数据结构组合。定义的结构体如果是指针,访问该结构体内的成员时需使用指针形式“一>”访问，如果定义的结构体是变量，访问该结构体成员就使用“.”访问,使用时需要特别注意声明的类型。
使用共用体变量的目的是希望在同一个内存段存放几种不同种类的数据,但需要特别注意同一时刻只能存放一个，而不是同时存放着各成员,即每一个时间点只有一个成员生效,其他成员不起作用。程序访问到的共用体变量是变量中最后一次赋值的成员,在对一个新的成员赋值后原有的成员就失去作用,因此在引用共用体变量时应特别注意当前在共用体变量中生效的成员。共用体变量的地址和它的成员的地址相同，为同一个内存空间地址。但不能对共用体变量名赋值，也不能引用变量名来得到一个成员值,不能在定义共用体变量时对它初始化,也不能用共用体变量名作为函数的参数。
 

C语言指针

        

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电机齿轮与车轴齿轮的间距要保持适中，太松容易出现打齿现象，轮齿间滞回特性明显。太紧则无法正常运转。太松太紧都会加剧齿轮的磨损。当手旋转车轮时，齿轮能流畅带动电机旋转，小幅度旋转车轮时，齿轮咬合不至于出现较大晃动时代表间距调节合理。可以定期涂抹膏状凡士林实现润滑功能（减少传动噪音，减少齿轮磨损）/ wd40和三和除锈剂可以用吗？还不知道答案，有待验证

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直流电机部分

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转子的磁极越多，电机运行越平稳，但换向器的金属片也越多，换向故障几率会升高。

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