把智能小车压到“课堂可批量使用”的成本

PiCar Mini 2WD 的目标不是追求复杂传感器堆叠，而是用最少模块讲清楚嵌入式智能车的核心概念：供电、GPIO、PWM、电机驱动、测距、状态机和简单避障。

• 低成本：核心物料 ¥32.98，整车约 ¥35~40，适合批量采购和分组实验。
• 低门槛：采用 MicroPython，学生可从 Python 语法平滑进入嵌入式开发。
• 低复杂度：去掉 OLED 等非必要外设，降低接线、供电和 I2C 冲突风险。
• 可扩展：保留 GPIO3、GPIO4、GPIO7、GPIO8，可扩展 ToF、蜂鸣器、循迹模块等。

一个主控、一个驱动、一个测距传感器

整车采用 ESP32-C3 SuperMini 作为主控，双 H 桥迷你 L298N 驱动两只 TT 减速电机，HC-SR04 负责前方测距，运行按钮与红绿 LED 提供基础人机交互。

ESP32-C3 SuperMini
├── GPIO9/10/20/21 → 双 H 桥 → 左右 TT 电机
├── GPIO1/2        → HC-SR04 Trig / Echo
├── GPIO0          → 运行按钮
├── GPIO5/6        → 绿 / 红 LED
└── WiFi / BLE     → 后续遥控、Web、联网扩展

逻辑侧 5V，动力侧优先走 B+

电池经 5V 充放电一体小板输出 5V 给 SuperMini，电机驱动 VM 优先接电池 B+，这样大电流路径更短，升压回路压力更小。

18650 电池
├── 5V 充放电板 → 5V → ESP32-C3 SuperMini
│                         ├── HC-SR04 / 按钮 / LED 逻辑侧
│                         └── GPIO 控制信号
└── B+ / B- ─────────────→ 电机驱动 VM / GND
                              ├── MOTOR-A → 左轮
                              └── MOTOR-B → 右轮

• 共地：SuperMini、电机驱动、超声波、按钮、LED 必须共 GND。
• 效率：TT 马达常用 3~6V，B+ 直供符合电压范围，减少升压损耗。
• 安全：上电前确认 B+ / B-、5V / GND 极性，避免反接。

双 H 桥控制两个 TT 减速电机

迷你 L298N 双 H 桥模块使用 A1/A2 控制电机 A，B1/B2 控制电机 B；通过 PWM 占空比控制速度，通过高低电平组合控制正反转、滑行和刹车。

超声波避障 + 按钮启停 + 红绿状态灯

PiCar Mini 2WD 保留最基础但最有教学价值的人机交互：按键控制运行状态，红绿 LED 显示工作与告警，HC-SR04 通过 Trig / Echo 测量前方距离。

选择 HC-SR04 的主要原因是探测角度宽、价格低、适合基础避障；如果要做更精准的定点测距，可升级为 VL53L0X ToF。

MicroPython：从 REPL 到开机自启

固件采用 MicroPython（ESP32_GENERIC_C3 v1.27.0），便于学生用 Python 风格快速理解嵌入式 I/O、PWM 和模块化程序设计。

上传与运行示例

PORT=/dev/cu.usbmodem101

mpremote connect $PORT cp motor_driver.py :
mpremote connect $PORT cp test_motor.py :
mpremote connect $PORT cp test_button.py :
mpremote connect $PORT cp test_ultrasonic.py :

mpremote connect $PORT run test_motor.py
mpremote connect $PORT run test_ultrasonic.py

# 设为开机自启
mpremote connect $PORT cp test_button_forward.py :main.py

从一个 LED 到一台避障小车

PiCar Mini 2WD 适合作为一条逐步加复杂度的课程主线：每节课只引入一个新概念，最终组合为完整智能车项目。

低成本小车也要讲工程规范

• 共地连接：ESP32-C3、电机驱动板、超声波、充放电小板、按钮、LED 的 GND 必须互联。
• 电机供电：不要从 SuperMini 3.3V 给电机供电；电机 VM 走 B+ 或 5V 焊盘。
• GPIO9 strap：上电瞬间被拉低可能进入下载模式，启动异常时按 RESET。
• LED 限流：每只 LED 必须串联 220Ω~470Ω 电阻，不能直接接 GPIO。
• 超声波版本：优先使用 3.3V~5V 宽电压新版 HC-SR04。
• 堵转保护：TT 马达长时间堵转会发热并拉低电源，应避免卡死测试。

课堂中最容易踩的坑

从入门小车到进阶实验平台