使用树莓派做两轮自平衡车（一）——概述

为什么要用树莓派做平衡车呢？
原因主要有下面几点：
第一， 我不忍心再让它吃灰了；
第二， 我想学习linux的应用开发；
第三， 我想学习linux的驱动开发；
第四， 树莓派可玩性和可扩展性高；
第五， 切实体会下嵌入式linux开发与裸机开发的区别，对比一下它们的优缺点；
第六， 看看自己到底能不能做出个东西来。
基于以上原因，我拿出了尘封已久的树莓派开干了。

材料清单：

树莓派（3，4，zero应该都行）；MPU6050传感器；TB6612FNG或者L298N电机驱动（两个我都试过，推荐前者）；电机、轮子和车架（这个某宝有卖，130块，电机一定要带编码器）；5v稳压电源模块（电流最好2A以上）；12V锂电池；面包板（洞洞板）；排针排座；导线、杜邦线；焊接工具（烙铁、焊锡、松香等等）；OLED显示屏（可选）；超声波传感器（可选）；自己画电路板（可选，好处是整洁紧凑，没有太多连线，稳定可靠）；其他（可选，开关、按键、固定柱、螺丝螺母、电源插座等，这个看实际情况安排）；

程序开发步骤：

1、 调通传感器mpu60502、 控制电机3、 获取编码器信号和测速4、 编写pid控制代码5、 调通oled6、 控制超声波7、 调通蓝牙8、 调整代码逻辑，优化代码

程序代码逻辑概要：

电路原理图和接线概要图：

最终效果：

我的树莓派两轮平衡车可以实现遥控、避障了！！！

通过制作平衡车，可以学习掌握或者了解的知识点有：

1、 linux gpio控制；2、 linux i2c；3、 linux spi；4、 linux 中断；5、 linux字符设备驱动；6、 linux模块开发；7、 Linux蓝牙控制；8、 Linux线程；9、 Linux信号；10、Linux的系统api，其中有open、read、write、lseek、ioctl、select、poll、usleep、sleep、gettimeofday、mmap等等；11、数字PID的实现；12、PID控制参数整定；13、滤波算法——卡尔曼、一阶互补；14、Makefile编写；15、驱动移植的方法；16、电机方向和速度（pwm）的控制方法；17、Linux gdb调试程序的方法；18、如果自己画板子，电路板原理图与pcb绘制，电路板焊接。

整个项目都使用c语言开发，需要对c语言比较熟悉。个人感觉平衡车还算是一个比较综合的项目，资料丰富，难度适中，很适合学了一堆模块却不知道做个什么小项目的小伙伴。

本文主要给大家一个大概的印象和思路，具体的细节我会分几篇专栏详细讲解，欢迎大家一起学习、交流。