平衡方块Cubli_Mini

一、产品简介

• 可单边、单点保持平衡的立方体

二、应用场景

• 自控算法学习
• 桌搭
• 玩具
• 其他

三、产品概述

•  Cubli_Mini是在Cubli的基础上去掉主动刹车，缩小体积，简化装置，降低难度。Cubli_Mini有3个内置的动量轮，它们分别沿着不同的轴调整转速和角动量，从而产生足够的动力来保持立方体的平衡。由4种PCB，共6张PCB组成

四、产品参数

• 结构
• 整体大小为：10x10x10cm
• 外框使用2mm玻纤板，连接柱使用不锈钢连接柱，角连接件使用3D打印件
• 飞轮使用4mm不锈钢
• 使用3个2804无刷电机
• 主控PCB（1张）
• 使用了2片ESP32
• 提供3路无刷FOC驱动，12V输入，每路驱动最大电流为1.5A
• 提供一路5V输入升压3S锂电池充电电路
• 提供3S锂电池充放电均衡电路
• 指示灯（系统状态指示灯和每路MCU状态指示灯）
•  CAN通信（MCU1与MCU2通信）
• IMU PCB（1张）
• IMU，IMU挖槽避免应力
• 编码器PCB（3张）
• 电机三相接口
• AS5600磁编码器
• 下载器PCB（1张）
• 提供ESP32自动下载支持，与主控下载接口保持一致
• 主控板示意图

• 辅板示意图

• 结构爆炸示意图

五、使用说明

• PC需要安装CH340驱动
• 把下载器模块分别连接到MCU1和MCU2上，并下载对应的固件（附件中有对应的固件（4.源码\bin\）和固件烧录文档(5.文档\ESP32固件下载说明.pdf)
• 根据教程装配好整个立方体，视频安装教程查看附录(视频教程.md)
• 运行板载测试程序，确保3个电机和IMU在线并为健康状态(查看5.文档\LED指示灯说明.pdf)
• 分别利用主控的KEY2进入点、边平衡模式（5.文档\模式以及切换（KEY）说明.pdf），手动调整立方体处于平衡位置，保持2S，即可启动电机开始平衡（视频教程.md）

六、备注

• 重要：一键下单只是生产主控PCB，还需要拿附件的另外三种辅板（共5张）生产文件进行生产
• 本项目成本约为：800（视个人资源，上下浮动）（要复刻的请先看附件中的 结构BOM兼PCB估价.xlsx）
• 本项目复刻需要动手能力比较强，熟悉ESP32开发或有固件烧录的经验，过程中需要足够的耐心，如需要复刻请阅读附件文档资料后再决定是否复刻
• 本项目由4种PCB，6块PCBA组成（1+5辅板）（1主控，1IMU，3编码器，1下载器），每块PCB都可以单独工作，但是完整项目需要使用全部的PCBA
• 本项目只有主控需要下载代码，源码开发环境为vs code+ platformio，可自行配置环境编译。也可在使用已经编译好的固件进行下载，固件下载使用下载器PCBA进行下载（参考5.b）。
• 本项目外框使用玻纤板，需要自行拿图纸（已出好图）去打样，图纸以及说明查看附录（2.结构加工图纸\）（数量查看（2.结构加工图纸\加工BOM.xlsx），图纸看DWG，或者直接打包整个文件夹给供应商）
• 本项目角连接件和IMU安装板使用3D打印件，需要自行拿图纸去3维猴打印，图纸以及说明查看（1.3D打印件图纸\）（数量查看（1.3D打印件图纸\料号以及数量.xlsx），图纸看STL）
• 本项目动量轮使用的是不锈钢，需要自行拿图纸（已出好图）去打样，附件有图纸以及说明（同6.c说明）
• 本项目使用到的还有各类螺丝、线材、电池、不锈钢连接柱、无刷电机、轧带等零件需要去某宝自行购买，详细BOM查看附录（结构BOM兼PCB估价.xlsx）
• 本项目虽然降低了很多难度，参数也已经调节好，但是仍然需要自行组装后调整X,Y轴的平衡角度，一直调节到可以平衡后，可以使用固件内的自动调节平衡角度自动调节到最佳参数
• 调参交互需要使用到命令，链路可以走串口也可以走WIFI（TCP CLIENT），具体的命令，查看附件（5.文档\开机流程和WIFI调参说明.pdf，5.文档\调参命令说明.pdf）
• 本项目的状态指示灯可以反馈立方体的实时状态，附件有详细文档说明
• 本项目的按键交互可以查看附件的文档

七、测试视频

• 成品的外观展示，电机测试，点平衡工作状态展示，边平衡工作状态展示，部分自动校准功能展示