本文基于RoboMaster比赛的需求编写的电控入门,其中难免存在错漏之处,后续会持续补充完善
电控简介
电控在RoboMaster里面主要的工作是完成机器人的硬件设计与接线,以及底层软件(或者我们一般指的是单片机上运行的软件)设计。硬件部分主要设计单片机主控电路板、用于接线接口的电路板、功率部分的超级电容相关的电路板,以及各个各种硬件模块间的接线。软件方面下至处理机器人中各种传感器数据的读取、各种执行器的输出、模块间的通信,上至信号处理算法,控制算法等设计。电控组在RoboMaster里面起到承接软硬件之间的作用,负责的工作也比较广,所需能力需要较为全面。
本文旨在给出一篇尽可能完整全面的指南,但对于具体全部技能和知识的掌握不要求全面,多数人在某些技能上能够做到一定深度已经可以是合格的电控成员
基础理论
以下学科或知识可以说是电控组工作的入门门槛,掌握的程度直接决定电控工作水平的上限。这部分课程如果学校的专业学习里面有的,请抓住机会认真学,没有的可能需要自己找书或者看视频学。列举的这些学科或知识按照顺序是从低级到高级,靠前的是电控工作最低要求的知识,越往后的要求越高,当然越低级的理论知识重要性越高:
技能安全
这个需要单独列出来,因为这部分培训的内容往往很多时候都被我们忽略。即使后面提到的工作几乎不存在什么危险性,但还是有几点安全守则需要注意的:
硬件
元器件选型
数据手册阅读How to Read a Datasheet
运放选型基础Understanding Operational Amplifier Specifications
MOSFET参数解释Infineon - Datasheet Explanation Update for Infineon’s Automotive MOSFETs
模拟滤波器设计
去看模拟电路以及信号处理相关的书了解相关原理,针对有源滤波器的设计看《运算放大器权威指南》(Op Amps for Everyone),想要开箱即用的设计工具可以使用Ti的滤波器设计工具,根据设计的参数还需要进一步仿真验证
开关电源设计
以下是关于开关电源书籍和文档推荐,重点关注设计方法,即电源的设计流程是怎样的。而如果想要了解原理则需要关注它们的分析方法是怎样的,例如稳态下我们经常提到的伏秒平衡和安秒平衡,模电的小信号模型等
电路建模仿真
电路仿真实践:以SPICE和Simulink为例
SPICE Simulation | KiCad EDA
电路测试
这里就涉及到一些基础的工具的使用,包括万用表,信号源,示波器,直流电源以及电子负载等,大部分内容可见于模拟电路实验的课堂中,如果不熟悉的话也可查找教程学习
全国大学生电子设计竞赛——常用测试仪器的使用要领视频教学
电源设计小贴士 6:精确测量电源纹波 这种方法同样适用于微弱信号的直接测量
底层软件
软件调试技巧

如何优雅地进行单片机调试
FreeMaster使用教程
配合OpenOCD的RTT使用Trice日志库
STM32开发技巧
传感器信号读取
Robomaster开发板C型IMU驱动踩坑记录
各种模块的通信、协议制定
数字滤波器设计与实现
关于数字滤波器设计
如何理解Kalman滤波
控制算法(PID/LQR)编写与调试
Matlab辅助PID调参
IMU相关算法编写与调试
IMU | 原理与选型
IMU | 误差模型与校准
IMU | 姿态解算算法概述
IMU | 算法设计实践:基于四元数的解算
IMU | 算法设计实践:基于DCM的解算
其他算法
RoboMaster弹道解算算法:电控实现
运营管理
调试操作的技术文档
这个一般是与文档配套的代码,基本内容是单个功能的原理以及如何调试
设计思想