▌01 节能信标

1.前期调试

在 第十六届全国大学生智能车竞赛 竞速组比赛中，有一组节能信标组。它使用带有无线充电线圈的信号源，能够为比赛的车模提供：

50W无线充电
无线导航
红色、红外灯光导航；
它同时通过上面的霍尔传感器检测车模是否经过信标。

在 无线节能信标调试说明-2021-3-3 记录了第一版本的调试内容。验证了功能基本上满足了比赛需求。

2.调试前确认

（1）LCC参数

a.电感参数

使用两个LCC电感以及测量的SmartTwister测量两个电感的参数：

L1:4.755uH
L2:4.743uH

^{▲ 两个LCC电感以及测量的SmartTwister}

上述电感是在 铁粉磁芯T94-2 上绕制23圈（包括最后引出线一圈）制作而成。

^{▲ 电感磁环材料信息}

^{▲ 铁粉芯T94-2磁环参数}

b.并联电容

^{▲ 串联与并联电容}

使用了7个35nF的电容并联而成：

Cp=246.5nFC_p = 246.5nFCp=246.5nF

c.串联电容

Cs=47.33nFC_s = 47.33nFCs=47.33nF

（2）电路板工作电压

测量结果：

接入电压： +12V
驱动电压：+8V
MCU电压：3.28V

通过测量，说明电路板上的低压电源稳压电压正常。

^{▲ 测量工作电压}

下图显示了输入电压从10V变化到24V所对应的8V以及3.3V的输出电压。

输出电压平均值：

8V 输出平均值：8.0562V
3.3V 输出平均值：3.3019V

^{▲ 测试输入电压从10V变化到24V板上稳压电压的输出}

▌02 电路板调试

1.单片机软件下载

（1）电路板MCU

a.原设计所使用的单片机

电路板上的MCU包括两种：

STM32F030K8T6
STM32F030F4

b.替换芯马单片机型号

其中STM32F030F4被替换成 芯马XM1008K6T6 ；STM32F030K8T6被替换成：芯片表面没有任何信息。

^{▲ 电路板上的MCU}

^{▲ XM32位单片机兼容STM32型号一栏表格}

（2）MCU调试确认

虽然在 XM1008F 淘宝销售 信息熵介绍XM1008F6P6对于STM32F030F4P6 完全兼容。但它是否在芯片的调试功能、Bootloader功能是否完全兼容呢？

a.焊接下载端口

焊接端口：

VNTRB: 串行Bootloader下载端口
SWD: 对于STM32F030F4下载程序
RDCVG:对于STM32F030C8T6下载程序

^{▲ 对于XM1008K6T6下载程序}

b.利用STM32Bootloader下载程序¹

^{验证之后，可以看到对于U6(STM32F030F4)使用UART对应的Bootloader进行下载程序。下面为使用STM32Bootloader进行下载程序的过程。}

^{^{▲ 利用STM32Bootloader 下载程序}}

c.使用ARMLINK下载U1固件²

^{经过验证可以看到，无法使用ARMLINK对于STM32F030C8的替代MCU下载程序。}

^{所以需要将替换的STM32F030C8替换芯片重新更换回来。重新更换后之后，程序便可以顺利下载到U1了。}

^{^{▲ 利用ARMLINK下载U1的固件}}

^{▲ 下载程序之后的电路板}

2.测试无线功率输出

（1）测量条件

工作电压：16V
将输出LCC电感焊开，这样可以避免输出半桥在没有线圈的时候过流；

（2）测量输出波形

输出波形表示电流输出反馈出现问题。

^{▲ 半桥输出波形}

测量半桥电流检测U5:AD8217的输出，对应的电流平均值非常低。因此故障应该出现的单片机上。

重新将XM1008K6T6更换到STM32F030K4，测量发现问题解决了。

^{▲ 更换单片机之后输出波形正常了}

（3）调试问题所在

在主函数读取ADC，ADC[0]所对应的电流值为27左右。反映了外部的电流检测电压的大小。但是这个初始值可能比起STM32F030K4的读取的值（0）要大。

屏蔽AdjustIBus（）功能，输出方波正常。

问题出现在：g_fLastD的初始化值上。前面是将g_fLastD初始化为0，则会出现对应的问题。现在将g_fLastD初始化为0.1，则问题解决了。

（4）功率限制

通过改变接收线圈与发射线圈之间的距离，可以看到输出波形的占空比在变化，显示了输出功率的限制过程。

a.电流限制：1A

设置电流限制：

头文件：control.h:
#define I_BUS_ADC_SET 500 // 1A

^{▲ 输出占空比变化}

功率测量：

电源电压：+24V
电源电流：1.2A
输出电压：14.38V

输出功率：Pout=20.68W；输入功率：Pin=28.8W
功率传输效率：Pout/Pin=71.8%

b.电流限制：2A

将I_BUS_ADC_SET修改为1000，则对应的限制电流大约为2A。

功率测量：

电源电压：+24V
电源电流：2.33A
输出电压：19.82V

输出功率：Pout=39.28W；输入功率：Pin=55.92W
功率传输效率：Pout/Pin=70.24%

最终的の电流限制修改为：1200。

▌结论

通过调试验证了如下结论：

对于MCU更换之后，其中XM1008K6T6依然可以使用Bootloader：UART进行程序下载；
对于STM32F030C8的替换MCU无法使用ARMLINK下载程序
XM1008K6T6对应的ADC转换与STM32F030K4不同，表现在对于AD出现的数值它读取会有一定的零偏。对于原来的程序做休整之后，则可以正常运行。

在博文 节能无线信标灯的几点补充测实验 对于第二版本的信标进行了补充测试。

■ 相关文献链接:

第十六届全国大学智能汽车竞赛竞速比赛规则
100W无线电耦合功率测试实验
无线节能信标调试说明-2021-3-3
铁粉磁芯T94-2
芯马XM1008K6T6
XM1008F 淘宝销售
节能无线信标灯的几点补充测实验

^{▲ 节能信标驱动板}

1.采集电压程序

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TESTVOLT.PY                  -- by Dr. ZhuoQing 2021-03-21
#
# Note:
#============================================================from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *dm3068open()#------------------------------------------------------------
setv = linspace(10, 24, 100)
v8dim = []
v33dim = []for v in setv:dh1766volt(v)time.sleep(1)meter = meterval()v8dim.append(meter[1])v33dim.append(dm3068vdc())printff(v8dim[-1], v33dim[-1])tspsave('volt', v8=v8dim, v33=v33dim, v=setv)#------------------------------------------------------------
dh1766volt(12)
printf('\a')plt.plot(setv, v8dim, label='8V')
plt.plot(setv, v33dim, label='3.3V')
plt.xlabel("Input Voltage(V)")
plt.ylabel("Regulate Voltage(V)")
plt.grid(True)
plt.legend(loc="upper right")
plt.tight_layout()
plt.show()#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TESTVOLT.PY
#============================================================

U6软件的:STM32\Application\SmartCar\2021\Beacon\F303AOD254\ ↩︎
U1的固件程序:STM32\Application\SmartCar\JudgementSystem\LBCF030C8T6\LBCF030C8T6\ ↩︎

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信标节能电路模块第二版本调试-无线充电-2021-3-21

▌01 节能信标

1.前期调试

2.调试前确认

（1）LCC参数

a.电感参数

b.并联电容

c.串联电容

（2）电路板工作电压

▌02 电路板调试

1.单片机软件下载

（1）电路板MCU

a.原设计所使用的单片机

b.替换芯马单片机型号

（2）MCU调试确认

a.焊接下载端口

b.利用STM32Bootloader下载程序¹

c.使用ARMLINK下载U1固件²

2.测试无线功率输出

（1）测量条件

（2）测量输出波形

（3）调试问题所在

（4）功率限制

a.电流限制：1A

b.电流限制：2A

▌结论

1.采集电压程序

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b.利用STM32Bootloader下载程序1

c.使用ARMLINK下载U1固件2

2.测试无线功率输出

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（2）测量输出波形

（3）调试问题所在

（4）功率限制

a.电流限制：1A

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