如何制造足球机器人 (2)
《如何制造足球机器人》系列分为四篇，将为大家介绍如何使用英飞凌相关产品完成足球机器人的制造。在《如何制造足球机器人 (1)》中，我们介绍了在正式制造机器人之前需要确定机器人理念和规格，接下来为大家介绍设计硬件和安装部分。
安装供电装置
首先，安装供电装置。电源是机器人的心脏，如果操作不当会引发某些重大事故。电源主要包括一个反接保护电路和一个 LDO。有了它，即使不小心将电池接反了也可以放心使用。我们使用面包板评估假设反向连接的反向电流，结果显示没有问题。
接下来，用面包板制作一个 LDO 电路，将电路电压降至 3.3V，从电源向每个控制 IC 供电，并对其进行评估，它也可以正常工作。基于以上评估，接下来开始安装电路板。
顺利安装完电路板后，进入评估电路板的阶段。当我们用示波器检查将 LDO 连接到稳定电源后，其输出是否正确地达到 3.3V 时，连接到电路板上的导线开始燃烧。
通过复盘，发现这根导线起火的原因是：在安装电路板时，由于焊接了错误的电路配置，导致电源和 GND 短路。在这之后，可以使用测试仪检查其导通性是否正确。成功完成机器人电源部分的电路板安装后，我们将继续对驱动装置进行评估和安装。
安装驱动装置
本次我们用 H 桥驱动直流电机作为机器人的驱动单元，为此使用了一个集成了两个栅极驱动器和 MOS 的英飞凌集成电路来控制电机。
然而，在实现该 IC 时遇到了一个问题，即：VS 引脚在哪里？在该 IC 中，封装底部装有一个 VS 散热垫。
由于所购买的印刷电路板没有将散热垫部分连接到引脚上，因此需要将 NC 引脚短接到 VS 散热垫上，将一块铜板安装到 VS 焊盘上，并将 VS 引脚的输出连接到 11 引脚，即原来的 NC 引脚。除此此外，还有必要进行一些非常耗时的工作，例如粘贴乙烯基胶带进行绝缘，以防止印刷电路板上的孔意外传导到 VS 焊盘。
如下图所示，IC 的脚是浮动的，并且与 PCB 焊盘之间有一定的距离，工程师在尝试正常焊接的过程中可能会遇到一些困难，它不是很好焊接，如果焊接量大的话，它会粘在下一个脚上。在这里，不得已设法将 IC 的腿稍微掰开一些，这样才能成功地将腿与焊盘连接起来。
该电机驱动器是制造机器人硬件安装中最困难的部分，接下来需要将电机安装到 PCB 板上进行评估，需要使用两个 IC 来配置一个H桥以控制电机的正反转。 在本次评估中，我们将评估电机的正向和反向是否能运行良好。
首先，使用稳定的电源进行简单的正向和反向控制，但是这个电源能够正常运行。但是在尝试使用简单的编程来控制正反转控制时，问题再次出现。无论经过多少次验证，从正转切换到反转和从反转切换到正转的过程并不顺利，电机都会在正向和反向切换的时间停止。如果出现这种问题，需要回到基本原理，查看数据表，看看是否有所遗漏。在这个过程中，为了避免对设备造成压力，建议空转直到负载电流为零。
一般来说，续流二极管通常用于控制电机正反转时的反向 EMF。这次，我们没有使用续流二极管，而是通过编程让两个低压侧 MOSFET 都有时间导通，以便从负载流出的电流流向 GND。通过这种方式，我们能够通过使用飞轮编程再次控制电机，这样硬件设计部分就完成了。
总结
本文主要介绍了制造足球机器人中的设计硬件部分，下一篇将开始进行软件设计。欲了解更多技术细节和英飞凌相关产品信息，您可以点击下方「联系我们」，提交您的需求，澳门人巴黎人1797公司愿意为您提供更详细的技术解答。