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hoverboard-firmware-hack-FOC
机器人电机驱动板
🧩 软硬件结合
已发布
项目简介
With Field Oriented Control (FOC)
这是一个针对主流平衡车主板的开源固件项目，核心创新在于为原本仅支持简单换相控制的硬件引入了**磁场定向控制（FOC）** 算法。与传统的六步换相法相比，FOC控制能显著降低电机运行时的噪音和振动，提供极其平滑的扭矩输出，并将电机效率提升至新高度，从而有效降低能耗。项目还支持弱磁控制，可在不增加硬件成本的前提下进一步拓宽电机的最高转速范围。
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项目特点
采用磁场定向控制（FOC）算法，电机运行更安静、更高效
支持多种电机类型，包括轮毂电机和普通BLDC电机
提供图形化配置工具，方便调整参数
支持霍尔传感器和无传感器两种模式
开源硬件设计，可自行打板制作
社区活跃，有大量应用案例和教程
技术规格
| 主控芯片 | STM32F103C8T6 |
|---|---|
| 电机类型 | 无刷直流电机（BLDC） |
| 控制算法 | 磁场定向控制（FOC） |
| PWM频率 | 20kHz |
| 最大电流 | 30A（峰值） |
| 电压范围 | 12V - 60V DC |
| 通信接口 | UART, I2C, CAN |
| 传感器支持 | 霍尔传感器、无传感器 |
| 固件更新 | 通过USB/串口 |
| 调试接口 | SWD（串行线调试） |
项目资源
物料清单 (BOM)
| 物料名称 | 数量 | 参考价格 | 备注 |
|---|---|---|---|
| STM32F103C8T6最小系统板 | 1 | — | 蓝色或黑色板均可 |
| 原装hoverboard主板 | 1 | — | 需确认版本兼容 |
| IRFS3006 MOSFET | 6 | — | 原装或替代型号 |
| IR2101S | 3 | — | 半桥驱动 |
| 36V锂电池组 | 1 | — | 10S锂电 |
| 霍尔传感器 | 3 | — | 内置在电机中 |
| XT60电源接头 | 1 | — | 大电流连接 |
| 1000uF 63V电解电容 | 2 | — | 滤波用 |
| 10kΩ 0805贴片电阻 | 10 | — | 上拉电阻 |
| ST-Link V2 | 1 | — | 固件烧录 |
所需工具
电烙铁与焊接工具
必需
计算机（3D建模）
必需
电池/电源
传感器模块
伺服电机
嵌入式开发环境
必需
能力画像
**记忆与知识检索**：3/5 — 需要查阅大量文档和论坛帖子，但资料组织良好
**动手与操作**：4/5 — 涉及焊接、接线、硬件调试，需要一定动手能力
**编程与算法**：4/5 — 需要理解FOC算法、STM32编程，但已有成熟代码框架
**设计与建模**：2/5 — 主要使用现成硬件，不需要自行设计电路
**实验与调试**：4/5 — 需要反复调试电机参数、电流环、速度环
**协作与分享**：3/5 — 社区活跃，但中文资料较少，需要英文交流
**学习与研究**：4/5 — 涉及电机控制、嵌入式系统、电力电子等多个领域
**系统集成**：3/5 — 需要将电机驱动与上位机、机械结构整合
项目图库
所需技能
嵌入式C语言编程基础
STM32微控制器开发经验
无刷直流电机控制原理
基本电路焊接和调试能力
使用Git进行版本管理
能阅读英文技术文档
了解FOC算法基本原理
适用场景
改装电动平衡车为机器人底盘
制作电动滑板或电动自行车
小型工业机器人关节驱动
教育用途的电机控制实验平台
低成本高性能伺服驱动器开发
电动轮椅或代步车改装