做做AI，造造人 - 动力老男孩的博客

Step 1： 磁悬浮的底座

首先，你得有个磁悬浮的底座。有了底座，上面的东西基本只要别太重就好了：

Step 2： 量尺寸，准备3D打印一个底座

自从有了3D打印机，妈妈再也不用担心我用电锯切到手了！

为了做悬浮灯，我买了一个LED的灯泡，把它拆了。阿弥陀佛，真是作孽啊。

量量尺寸，用3D做一个模型，然后把剩下的事情交给打印机……

买回来的LED灯泡，还没发挥余热就被拆解了

量悬浮磁铁的尺寸

量灯泡内部空间的尺寸

Step 3： 3D模型和打印出来的结果

3D打印的灯座

看上去效果不错

其实强度也挺好

附件：

灯座的3D打印模型：megfloat.stl

Step 4： 焊接彩灯

焊接好的LED彩灯们

Step 5： 大功告成

悬浮灯效果1

悬浮灯效果2

看看效果吧，贴了两张不同颜色的状态。

如果看视频的话，你会发现这个灯还是一直旋转的。

这个功能其实是“不小心”设计出来的，如果一个悬浮物的磁力中心和它的重心不重合，那么磁场为了纠正重心位置，就会不断的向悬浮物施加电磁力。这个悬浮的东西就会慢慢的跟随程序调节的频率旋转起来。

如果是非常对称的悬浮物，则不会保持旋转。

1. #include <EEPROM.h>
2. #include <Servo.h>
3. #include <SoftwareSerial.h>
5. SoftwareSerial mySerial(11, 5); //Product board
7. int motorPin = 12;    // The pin output PWM to control motor
8. int motorPin2 = 0;   // For the new board with 2 motors, if motorPin2 < 0, then ignore it
10. int hornPin = 10;
11. int hornOffTime = 1000; // Cannot use horn too long, must less than 1s
12. int hornStartTime = 0;
14. int power = 50;       // Control pow value, from 0 to 100;
15. long lastRecvTime = 0; // If cannot recv control info in 0.2s, stop the moto
16. int shutDownTimeRange = 200;
17. int powerScale = 100;  //if set the power scale by mobile
18. int testingValue = 0;
20. int lightMode = 2;   // 1: on; 2:off; 3: auto
21. int lightCtrlPin = 10;
22. int envLightSensorPin = 1;
23. boolean lightStatus = false;  // shutdown ligth by default
25. Servo powerServo;
26. Servo powerServo2;
28. // The Led pin for debug
29. int ledPin = 13;
30. int light = 1;
31. int counter = 0;
33. // Beep pin
34. int beepPin = 6;
35. boolean beepStatus = false;
37. // Connect to speaker
38. int tonePin = 6;
40. // battery pin
41. int batteryPin = 0;
42. float batteryScale = 11;
43. float batteryAlert = 3.5;
45. void setup()
46. {
47. pinMode(ledPin,OUTPUT);
48. pinMode(beepPin,OUTPUT);
49. pinMode(lightCtrlPin,OUTPUT);
50. pinMode(hornPin,OUTPUT);
52. powerScale = EEPROM.read(0);
53. if (powerScale <= 0 || powerScale > 100) powerScale = 100;
54. lightMode = EEPROM.read(1);
55. if (lightMode <= 0 || lightMode > 3) lightMode = 2; // default light off
57. Serial.begin(9600);
58. mySerial.begin(9600);
59. powerServo.attach(motorPin);
60. if (motorPin2 > 0) powerServo2.attach(motorPin2);
61. }
63. void checkBattery()
64. {
65. if (counter == 0 || counter == 200) {
66. int readValue = analogRead(batteryPin);
67. if (readValue > 5 && batteryScale * readValue / 1024 * 5 < batteryAlert * 6) {
68. digitalWrite(beepPin, beepStatus);
69. beepStatus = !beepStatus;
70. } else {
71. digitalWrite(beepPin, 0);
72. }
73. }
74. }
76. void updateCounter() {
77. counter++;
78. if (counter >= 400) counter = 0;
79. }
81. void switchLight()
82. {
83. if (counter == 0) {
84. digitalWrite(ledPin, light);
85. light = 1 - light;
86. //Serial.println(testingValue);
87. }
88. }
90. void sendPowerInfo()
91. {
92. if (counter == 0) {
93. mySerial.write((byte)(analogRead(batteryPin) / 4));
94. }
95. }
97. void loop()
98. {
99. long t0 = micros();
101. int readPower = -1;
102. while(mySerial.available()) {
103. readPower = mySerial.read();
104. lastRecvTime = micros();
105. digitalWrite(ledPin, light);
106. light = 1 - light;
107. //counter = 0;
108. if (readPower > 100) {
109. break;
110. }
111. }
112. if (readPower > -1 && readPower <= 100) {
113. // Normal status
114. power = readPower;
115. }
116. if (readPower == 255 || (lastRecvTime > 0 && (t0-lastRecvTime)/1000 > shutDownTimeRange)) {
117. power = 50; // 松手默认滑行
118. }
119. if (readPower > 100 && readPower <= 200) {
120. powerScale = readPower - 100;
121. EEPROM.write(0, (byte) powerScale);
122. }
123. if (readPower > 200 && readPower <= 203) {
124. lightMode = readPower - 200;
125. EEPROM.write(1, (byte) lightMode);
126. }
127. if (readPower == 204) {
128. digitalWrite(hornPin, 1);  // start horn
129. hornStartTime = t0;
130. tone(tonePin, 4000);
131. }
132. //if (readPower == 205 || (hornStartTime > 0 && (t0 - hornStartTime) / 1000 > hornOffTime)) {
133. if (readPower == 205) {
134. digitalWrite(hornPin, 0);  // stop horn
135. hornStartTime = 0;
136. noTone(tonePin);
137. }
138. // light control
139. if (lightMode == 1) {
140. // light on
141. digitalWrite(lightCtrlPin, 1);
142. lightStatus = true;
143. } else if (lightMode == 2){
144. // light off
145. digitalWrite(lightCtrlPin, 0);
146. lightStatus = false;
147. } else {
148. //auto
149. int envLight = analogRead(envLightSensorPin);
150. testingValue = envLight;
151. if (!lightStatus && envLight < 800) {
152. lightStatus = true;
153. }
154. if (lightStatus && envLight > 900) {
155. lightStatus = false;
156. }
157. digitalWrite(lightCtrlPin, lightStatus);
158. }
159. updateCounter();
160. switchLight();
161. checkBattery();
163. double T = 2500;
164. // if has power scale
165. double scaledPower = power;
166. if (power > 50) {
167. scaledPower = 50 + (power - 50) * powerScale / 100;
168. }
169. double len = 900 + scaledPower * 12; //(0~100对应总周期0.9ms～2.1ms)
170. powerServo.writeMicroseconds(len);
171. if (motorPin2 > 0) powerServo2.writeMicroseconds(len);
173. int leftMs = (int) (t0 + T - micros());
174. if (leftMs > 1500 && (t0-lastRecvTime)/1000 < shutDownTimeRange) {
175. sendPowerInfo();
176. leftMs = (int) (t0 + T - micros());
177. }
178. if (leftMs < 1) leftMs = 1;
179. delayMicroseconds(leftMs);
180. }

PWM是“怕玩命”的缩写，英文写法是“Pulse-width modulation”，也有些外行人士把它翻译成“脉冲宽度调制”。对于没有听说过PWM的同学，请先参考一下我的另一篇博客Arduino的模拟输入和输出。

简单的说，对于传统的控制信号，假设最高速的时候控制电压是1，那么可以输出0.5来表示一般的速度。但是对于单片机来说，输出0和1是方便的，输出0.5会比较麻烦。这种情况了，可以快速的在0和1之间切换，达到的效果就和0.5很相似了。

电调的控制，就是使用了PWM的方式。不过它不是通过占空的比例来控制转速，而是用1的脉冲宽度来判断：
输出高电平2.1ms左右，表示最大值；

输出高电平0.9ms左右，表示最小值。

下面这段代码，用蓝牙发送0~100的数值给单片机，就可以模拟航模摇杆从油门最小推到最大的情况：

#include <Servo.h>
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(11, 5);

int motorPin = 12;    // 用于控制电机的管脚
Servo powerServo;

void setup()
{
  mySerial.begin(9600);
  powerServo.attach(motorPin);
}

void loop()
{
  double T = 2500; // 脉冲周期2.5ms，相当于400Hz
  long t0 = micros();  // 记录当前时间

  int readPower = 50; //默认是中点位置50
  while(mySerial.available()) {
    // 从蓝牙输入一个0~100的值
    readPower = mySerial.read();
  }

  double len = 900 + readPower * 12; //(0~100对应总周期0.9ms～2.1ms)
  powerServo.writeMicroseconds(len);

  int leftMs = (int) (t0 + T - micros());  //休眠到下一个周期继续循环
  delayMicroseconds(leftMs);
}

需要注意的是，航模和车模的电调操控方式是不同的。航模的油门是从最低点开始，推到头是最大值；而车模的电调平时处于中点位置，向上推到头表示加速，向下拉到头表示刹车。滑板就是使用的车模电调模式，也就是说高电平从 1.5ms~2.1ms是加速区域、从1.5ms~0.9ms是刹车区域。

好盈的电调一般都支持很多模式，另外还有很多可选的参数。如果想修改它的模式，可以按住小按钮后接通电源，然后按照说明书的提示进行设置。

不差钱的同学可以买一个编程器，插上电调之后可以直接设置。

3. 电机 （推荐型号：N5065）

我选用的电机是N5065无刷电机，其中5065表示电机的直径是50mm，长度是65mm。N表示电机型号，具体代表什么我也不清楚，下面是N5065和C5065的对比：

无刷电机

可以看到，N5065的屁股是平的，C5065的屁股是尖的，相对来说 N5065的功率会大一些，当然价格也要贵一些。
需要注意的是，这些电机几乎都是为航模设计的，所以特性跟滑板的需求并不一致。航模应用里是带动螺旋桨，转速越高的时候负载越大。而电滑板在启动的阶段阻力非常大，一旦跑起来的之后阻力会突然变小，之后才又随着速度增加而增大。所以电动滑板在启动之后经常会有一个突然加速（美国那边一万多块钱的boosted board也这样），请大家务必要小心。要解决顿挫感，可能唯一的办法是换大轮子和大直径的电机。

有些同学可能会觉得N5065比较贵，实际上我试过很多电机，以我的体重70公斤为参考，C5065、C5055、N5055这些电机都可以带动。启动的时候会有一些区别，功率小的电机，启动的时候会比较费劲。如果你体重比较轻，可以试试小号的电机。

电机还有一个重要参数叫KV值，所谓的KV值就是电压增加1伏的时候，转速增加的数量。简单的说：KV值越大转速越快。那么问题来了，KV值是越大越好呢，还是越小越好？对于咱们的电滑板来说，基本上是越小越好，因为电机的转速对滑板来说太快了，遥控器基本上没有机会推到头。我一般选用的是KV270左右的电机，假如最高时速是25公里，那么选用KV400的电机，最高时速就可能达到37公里，这个速度摔倒的话基本就得去医院住一阵子了……

4. 电调（推荐型号：150A）

电调

电调的全称是“电子调速器”，它的作用是调节电机转速。遥控器或手机发出的控制信号，是通过蓝牙传给单片机。单片机的功率非常小，带一个玩具小马达还凑合，带动滑板这么大的家伙，就需要电调了。电调最主要的参数就是电流，比如80A，150A。这个值显然越大越好，当然也是越大越贵。

我刚做滑板的时候还是冬天，那会儿先买了个80A的电调回来测试，发现还挺好用的。接着春天到了，万物复苏，阳光明媚，电调爆了……
在公园里跑着跑着，滑板下面直接开始冒绿色的明火，呼呼的开始烧。换一块烧一块，几天功夫烧掉了3块。这才知道是因为气温升高，散热不如冬天好了。
随后我换了一个150A的电调，具体型号是 QuicRun WP-8BL150，之后就再也没有烧过了。

有一些朋友说120A的应该也可以用，不过我没有试过。不是因为有钱任性，而是之前烧怕了，如果有用过120A电调的朋友，欢迎分享一下自己的型号和经验。

5. 电池 （推荐6S 5200mAh锂电池）

锂电池

锂电池的种类也有好多种，我选用的这种是航模用的锂电池，6S表示是6片锂电池串联而成，江湖上的黑话叫“六串”。每片电池充满电的时候是4.2V左右，整块电池是25.2V。随着电池的使用，电压会逐步下降。电压过低会严重影响锂电池的寿命，所以建议在3.5V时就要开始充电，如果低于3V的话基本就算是废了。后面的程序部分，我会介绍如何在板上采集电池电压，然后在低电量的时候让喇叭发出滴滴的警报。

6. 充电器  （推荐 B6）

B6充电器

这种锂电池需要使用专门的平衡充，最常见的充电器就是这种B6充电器。充电略有点儿麻烦，需要稍微设置一下。

7. 传动结构（需要定制）

电滑板传动结构

目前常见的电滑板方案，都是一对减速齿轮，用皮带连接，通过一个支架安装在轮子上。
我选用的齿轮比是大轮66齿，小轮16齿，用15mm*232齿的皮带连接，传动比大约是4:1左右。

支架的安装是个麻烦的事情，对于有法兰盘的海鸥架，只需要用一个片来连接就行，在该打孔的地方打上孔。如果不定制的话，也可以自己动手磨。我收集的百宝箱里有一段钢制的导轨，最初两个版本的支架，就是用砂轮磨出来的。其中那些奇怪的曲线，是因为钢轨打孔非常困难，只好用砂轮从外面掏进去。

手工打造的电滑板固定架

8. 轮子 （推荐83mm*52mm长板轮）

滑板的轮子尺寸种类都很多，对于电滑板来说，平稳非常重要，所以轮子需要大一点儿。需要注意的是，很多店家卖轮子的时候，是不包含轴承的，因为轴承这东西价格差别很大，专业的玩家可能使用的轴承比轮子还贵。这个就看你的不差钱程度啦。

另外还需要注意的是，7里面的传动结构，跟轮子和海鸥架都需要配合，所以最好等海鸥架和轮子都到手之后，量好尺寸，再开始定制同步轮和支架。

9. 控制板 （自己做）

控制板是在滑板上的，用来接收信号和控制电机的部分。它的核心是一块Arduino单片机，通信部分是一个蓝牙模块。

电滑板控制电路

这是我的长板上的控制部分，这个板子可以接两个电机，上面还带了电池电量检测、环境亮度检测、灯带、警报喇叭等功能。这一部分需要的零七八碎的部件比较多，统一和遥控器的清单列在最后面。在后面的攻略里，会发出原理图，有兴趣的同学可以去照单采购。强大的HelloPlanet同学做出了PCB板（后面提到的遥控器板子也做了），患有电路恐惧症的同学，也许可以直接购买（暂时没有淘宝链接，先看看有没有同学需要吧）

10. 遥控器

如果你手头有一个android手机的话，其实完全可以不需要遥控器，很多人会担心手机操控不方便，玩滑板的时候怎么能看着手机呢？
其实不用担心，我的APP做成了全屏界面，你完全不需要看着手机，直接用手在屏幕上下移动就可以了。上半屏幕是加速，越往上速度越快；下半屏幕是刹车，越往下刹车越重。手指头越过中间的区域时，我会让手机震动一下，就知道是过了中点了。

电滑板遥控程序（Android）

如果你是土豪型的iPhone用户，或者觉得手机的手感不太好，或者怕紧急情况下把手机摔坏，也可以做一个手持的遥控器。跟它对比的是常见的枪式车模遥控器，这个枪型的东西其实用户体验很糟糕。扣板机是加速，向前推扳机是刹车。问题是遇到紧急情况时，很多人下意识的反应是握拳，反而会出现危险。

手持滑板遥控器

手持的遥控器，主要部分也是由Arduino和蓝牙模块组成（遥控器的蓝牙需要使用主设备，滑板上的使用从设备）。具体的原理图和器件清单，我也会在后续的攻略中陆续发出。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~这是一条分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

控制板和遥控器中使用的器件清单，有些略有调整，不一定都更新在里面了。

我写攻略比较啰嗦，所以更新的比较慢，大家不要着急。这里是目录页，我每写一篇就会更新到这个里面。