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【硬核揭秘】稚晖君亲手打造「机器心脏」!

作者: 时间:2025-03-12 来源:嵌入式芯视野 收藏

在B站科技区,稚晖君(本名彭志辉)的名字几乎等同于“硬核”二字。这位被粉丝称为“野生钢铁侠”的天才少年,曾以华为“天才少年计划”成员身份出圈,更因自制自动驾驶自行车、机械臂等黑科技作品屡登热搜。而在他众多神级项目中,超迷你(简称“Ctrl-FOC”)堪称“机器人的心脏”,今天我们就来揭开它的神秘面纱!

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202503/467979.htm

一、什么是FOC驱动器?为何被称为“机器心脏”?

FOC(磁场定向控制)**是一种通过精准控制磁场方向与大小的电机驱动技术,能实现无刷电机的“像素级操控”——无论是超低转速下的稳定扭矩,还是高速动态响应,都远超传统电调(ESC)。相较普通电调,FOC的优势在于:

  • 低噪音:正弦波驱动替代方波,运行更安静;

  • 全闭环控制:支持力矩、速度、位置三环控制,精度更高;

  • 能量回收:刹车时可反向发电,提升能效;

稚晖君设计的Ctrl-FOC驱动器,体积仅巴掌大小,却支持双路100A峰值电流,可同时驱动两个无刷电机和一个60KG扭力舵机,堪称机器人动力系统的“心脏”。


二、三个月炼狱开发!从废板堆到“全能开发板”

稚晖君曾坦言,这是“做过最曲折的板子”——历时3个月,历经数十次软硬件调试,废板堆成小山。

  • 硬件极限挑战:板载大功率MOS管、高精度电流采样电路,稍有不慎即短路烧毁;

  • 算法攻坚:FOC核心算法需结合电机参数动态调整,代码量超万行;

  • 工业级设计:采用上下叠板结构,逻辑单元与功率单元分离,方便适配不同功率电机。

最终成果令人惊叹:驱动器集成CAN、USB、I2C接口,配备128x80分辨率OLED屏,甚至能通过自定义固件模拟物理引擎效果,变身“全能开发板”。


三、从机器狗到自动驾驶单车:驱动器的“封神”应用

稚晖君的Ctrl-FOC不仅是实验室里的玩具,更在多个硬核项目中大放异彩:

  • 自动驾驶自行车“XUAN”:驱动后轮电机与动量轮,实现自主平衡与避障,搭载激光雷达与昇腾AI芯片,被B站CEO陈睿赞为“重新定义自行车”;

  • 机械外骨骼协作:双电机实时同步力矩反馈,模拟人体关节联动,为未来人机交互提供可能

  • 工业机器人:支持高精度位置控制,可替代进口驱动器,成本降低70%;


四、开源精神:技术普惠的“稚晖式浪漫”

与许多闭源商业产品不同,稚晖君坚持将硬件设计图、固件代码全部开源。他在GitHub发布的资料包中,甚至详细标注了PCB布线技巧与算法调参心得。这一举动直接降低了机器人开发门槛,无数极客和高校团队以此为基础,研发出教育机器人、智能农机等创新应用。

【自制】机器人的心脏--超迷你【软核】_哔哩哔哩_bilibili

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项目开源地址:
https://github.com/peng-zhihui 



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