Poj?me si promluvit o tom, jak m??ete pomoc? Arduina vytvo?it robota, kter? balancuje jako Segway.

Segway z angli?tiny. Segway je dvoukolov? stoj?c? vozidlo vybaven? elektrick?m pohonem. ??k? se jim tak? gyroscooters nebo elektrick? kolob??ky.

P?em??leli jste n?kdy, jak funguje Segway? V tomto tutori?lu se v?m pokus?me uk?zat, jak vyrobit robota Arduino, kter? se s?m vyrovn?v? jako Segway.

Aby bylo mo?n? robota vyv??it, mus? motory ?elit p?du robota. Tato akce vy?aduje zp?tnou vazbu a n?pravn? prvky. Element zp?tn? vazby - , kter? zaji??uje jak zrychlen?, tak rotaci ve v?ech t?ech os?ch (). Arduino to pou??v? ke zji?t?n? aktu?ln? orientace robota. Korek?n?m prvkem je kombinace motoru a kola.

Kone?n? v?sledek by m?l b?t n?co takov?ho:

Sch?ma robota

Modul ovlada?e motoru L298N:

DC p?evodov? motor s kole?kem:

Samovyva?ovac? robot je v podstat? obr?cen? kyvadlo. M??e b?t l?pe vyv??en, pokud je t??i?t? vy??? vzhledem k os?m kol. Vy??? t??i?t? znamen? vy??? hmotnostn? moment setrva?nosti, kter? odpov?d? men??mu ?hlov?mu zrychlen? (pomalej?? p?d). Proto jsme baterii um?stili nahoru. V??ka robota v?ak byla zvolena na z?klad? dostupnosti materi?l? ?

Dokon?en? verze samovyva?ovac?ho robota je vid?t na obr?zku v??e. V horn? ??sti je ?est Ni-Cd bateri? pro nap?jen? PCB. Mezi motory je pro pohon motoru pou?ita 9voltov? baterie.

Teorie

V teorii ??zen? dr?en? n?jak? prom?nn? (v tomto p??pad? pozice robota) vy?aduje speci?ln? regul?tor naz?van? PID (Proportional Integral Derivative). Ka?d? z t?chto parametr? m? „zisk“, b??n? ozna?ovan? jako Kp, Ki a Kd. PID poskytuje korekci mezi po?adovanou hodnotou (nebo vstupem) a skute?nou hodnotou (nebo v?stupem). Rozd?l mezi vstupem a v?stupem se naz?v? „chyba“.

PID regul?tor sni?uje chybu na nejmen?? mo?nou hodnotu plynul?m nastavov?n?m v?stupu. V na?em samovyva?ovac?m robotu Arduino je vstup (co? je po?adovan? sklon ve stupn?ch) nastaven softwarem. MPU6050 ?te aktu?ln? n?klon robota a zav?d? jej do PID algoritmu, kter? prov?d? v?po?ty pro ??zen? motoru a udr?en? robota ve vzp??men? poloze.

PID vy?aduje, aby hodnoty Kp, Ki a Kd byly nastaveny na optim?ln? hodnoty. In?en??i pou??vaj? software, jako je MATLAB, k automatick?mu v?po?tu t?chto hodnot. Bohu?el v na?em p??pad? nem??eme pou??t MATLAB, proto?e to projekt je?t? v?ce zkomplikuje. M?sto toho vylad?me hodnoty PID. Jak na to:

1. Nastavte Kp, Ki a Kd na nulu.
2. Upravte Kp. P??li? m?lo Kp zp?sob? p?d robota, proto?e oprava nesta??. P??li? mnoho Kp zp?sob?, ?e robot bude divok? tam a zp?t. Dobr? Kp zp?sob?, ?e se robot bude trochu nakl?n?t dop?edu a dozadu (nebo trochu oscilovat).
3. Jakmile je Kp nastaveno, upravte Kd. Dobr? hodnota Kd sn??? oscilace, dokud nebude robot t?m?? stabiln?. Spr?vn? Kd tak? udr?? robota, i kdy? je zatla?en.
4. Nakonec nainstalujte Ki. Po zapnut? bude robot oscilovat, i kdy? jsou Kp a Kd nastaveny, ale ?asem se stabilizuje. Spr?vn? hodnota Ki zkr?t? dobu pot?ebnou ke stabilizaci robota.

Chov?n? robota m??ete vid?t n??e na videu:

Arduino k?d pro samovyva?uj?c?ho robota

K vytvo?en? na?eho robota jsme pot?ebovali ?ty?i extern? knihovny. Knihovna PID usnad?uje v?po?et hodnot P, I a D. Knihovna LMotorController se pou??v? k ??zen? dvou motor? pomoc? modulu L298N. Knihovna I2Cdev a knihovna MPU6050_6_Axis_MotionApps20 jsou navr?eny pro ?ten? dat z MPU6050. K?d v?etn? knihoven si m??ete st?hnout v tomto ?lo?i?ti.

#zahrnout #zahrnout #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif #define MIN_ABS_SPEED 20 MPU605; // ovl?d?n?/stav MPU vars bool dmpReady = false; // nastavte hodnotu true, pokud byla inicializace DMP ?sp??n? uint8_t mpuIntStatus; // uchov?v? aktu?ln? stavov? bajt p?eru?en? z MPU uint8_t devStatus; // n?vrat stavu po ka?d? operaci za??zen? (0 = ?sp?ch, !0 = chyba) uint16_t packetSize; // o?ek?van? velikost paketu DMP (v?choz? je 42 bajt?) uint16_t fifoCount; // po?et v?ech byt? aktu?ln? ve FIFO uint8_t fifoBuffer; // vyrovn?vac? pam?? FIFO // orientace/pohyb vars Quaternion q; // kvaternionov? kontejner VectorFloat gravity; // vektor gravitace float ypr; // st??en?/n?klon/n?klon kontejneru a vektor gravitace //PID double originalSetpoint = 173; double setpoint = p?vodn?setpoint; double movingAngleOffset = 0,1; dvojit? vstup, v?stup; //upravte tyto hodnoty tak, aby odpov?daly va?emu vlastn?mu n?vrhu double Kp = 50; dvojn?sobn? Kd = 1,4; dvojit? Ki = 60; PID pid(&vstup, &v?stup, &nastaven? hodnota, Kp, Ki, Kd, DIRECT); double motorSpeedFactorLeft = 0,6; double motorSpeedFactorRight = 0,5; //MOTOROV? OVLADA? int ENA = 5; int IN1 = 6; int IN2 = 7; int IN3 = 8; int IN4 = 9; int ENB = 10; LMotorController motorController(ENA, IN1, IN2, ENB, IN3, IN4, motorSpeedFactorLeft, motorSpeedFactorRight); volatile bool mpuInterrupt = false; // indikuje, zda se pin p?eru?en? MPU dostal vysoko void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // p?ipojen? ke sb?rnici I2C (knihovna I2Cdev to ned?l? automaticky) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( ); TWBR = 24; // takt I2C 400 kHz (200 kHz, pokud je CPU 8 MHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, true); #endif mpu.initialize(); Initial(devStadtus =); // zde zadejte sv? vlastn? gyroskopick? offsety, ?k?lovan? pro minim?ln? citlivost mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); // 1688 v?choz? tov?rn? nastaven? pro m?j test ?ip // ujist?te se, ?e to fungovalo (pokud ano, vr?t? 0) if (devStatus == 0) ( // zapn?te DMP, nyn? je p?ipraven mpu.setDMPEnabled(true); // povolte detekci p?eru?en? Arduino connectInterrupt(0 , dmpDataReady , RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // nastav? n?? p??znak DMP Ready, aby funkce hlavn? smy?ky () v?d?la, ?e je v po??dku ji pou??t dmpReady = true; // z?skat o?ek?van? DM Velikost paketu P pro pozd?j?? srovn?n? packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //nastaven? PID pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid. SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // CHYBA! // 1 = po??te?n? na?ten? pam?ti se nezda?ilo // 2 = aktualizace konfigurace DMP se nezda?ily // (pokud se to rozbije, obvykle bude k?d 1) Serial.print(F("Inicializace DMP) selhalo (k?d ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); ) ) void loop() ( // pokud se programov?n? nezda?ilo, nezkou?ejte nic d?lat, pokud (!dmpReady ) return; // ?ek?n? na p?eru?en? MPU nebo dal?? pakety dostupn? b?hem (!mpuInterrupt && fifoCount< packetSize) { //no mpu data - performing PID calculations and output to motors pid.Compute(); motorController.move(output, MIN_ABS_SPEED); } // reset interrupt flag and get INT_STATUS byte mpuInterrupt = false; mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // get current FIFO count fifoCount = mpu.getFIFOCount(); // check for overflow (this should never happen unless our code is too inefficient) if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024) { // reset so we can continue cleanly mpu.resetFIFO(); Serial.println(F("FIFO overflow!")); // otherwise, check for DMP data ready interrupt (this should happen frequently) } else if (mpuIntStatus & 0x02) { // wait for correct available data length, should be a VERY short wait while (fifoCount < packetSize) fifoCount = mpu.getFIFOCount(); // read a packet from FIFO mpu.getFIFOBytes(fifoBuffer, packetSize); // track FIFO count here in case there is >1 dostupn? paket // (to n?m umo?n? okam?it? p?e??st v?ce bez ?ek?n? na p?eru?en?) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&gravitace, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravitace); vstup = ypr* 180/M_PI + 180; ))

Hodnoty Kp, Ki, Kd mohou nebo nemus? fungovat. Pokud ne, postupujte podle v??e uveden?ch krok?. V?imn?te si, ?e n?klon v k?du je nastaven na 173 stup??. Tuto hodnotu m??ete zm?nit, pokud chcete, ale uv?domte si, ?e toto je ?hel, kter? mus? robot podep??t. Pokud jsou va?e motory p??li? rychl?, m??ete upravit hodnoty motorSpeedFactorLeft a motorSpeedFactorRight.

To je prozat?m v?e. Uvid?me se.

hoverboard uvnit?

Hlavn? detaily

Z ?eho je vyroben gyroskop? Kdy? se pod?v?te z boku, gyro sk?tr je zaj?mav? za??zen?. Prvn? je pracovn? plo?ina nebo deska. Pr?v? na n?m ?lov?k vst?v? a ve snaze udr?et rovnov?hu jede, jezd? nebo pad?. Po stran?ch plo?iny jsou dv? kole?ka, pr?v? ta n?m d?vaj? mo?nost jezdit a pohybovat se dop?edu nebo dozadu.

Nejprve se poj?me zab?vat platformou. Pracovn? plo?ina je rozd?lena na dv? ??sti, pravou a levou. Jen prav? a lev? noha. To bylo provedeno proto, aby bylo mo?n? zato?it doprava nebo doleva, pouh?m stisknut?m ?pi?ky na t?chto platform?ch.

Jak je na tom gyro sk?tr?

mini segway za??zen?

kola

Po stran?ch jsou dv? kole?ka. Obvykle se hoverboardy dod?vaj? ve 4 typech a li?? se t??dou a velikost? kol. Prvn? t??dou hoverboard? je d?tsk? hoverboard s 4,5palcov?mi koly. Mal? rozm?r kol ?in? kolob??ku velmi nepohodlnou a v n?kter?ch ?sec?ch silnice nepr?jezdnou.

Dal?? t??dou je 6,5palcov? hoverboard. M? ji? v?t?? pr?m?r kol, ale v?e je tak? ur?eno pouze pro j?zdu po rovin?. 8palcov? gyroscooter je zlatou st?edn? cestou mezi v?emi gyroboardy. M? optim?ln? velikost kol, kter? m??e jezdit t?m?? po ka?d? silnici.

A t?m nejv?t??m je SUV ze v?ech minisegway? – 10palcov? hoverboard. Jedn? se o model, kter? m? zaj?mavou vlastnost, krom? velk?ch kol maj? tato kola komorov? syst?m. To znamen?, ?e kola jsou nafukovac?, maj? hlad?? j?zdu a takov? hoverboardy jsou odoln?j?? proti opot?eben? ne? men?? prototypy.

R?m

T?lo v?ech hoverboard? je vyrobeno z r?zn?ch materi?l?, ale se stejnou vlastnost?. V?ude obal zakr?v? kola, chr?n? p?ed post??k?n?m, ?p?nou, vodou, sn?hem a prachem. Gyroscooters s mal?mi koly 4,5 a 6 jsou obvykle vyrobeny z oby?ejn?ho plastu. Vzhledem k tomu, ?e tyto modely jsou navr?eny pro j?zdu na rovn? silnici a nevyv?jej? tak vysokou rychlost, in?en??i se rozhodli neinstalovat drah? plast a t?m zv??it cenu hoverboardu.

U sk?tru s 8palcov?mi koly jsou karoserie vyrobeny z r?zn?ch materi?l?, jak z jednoduch?ho plastu, tak z uhl?kov?ch vl?ken, n?razuvzdorn?ho ho???kov?ho plastu. Takov? plast je schopen odolat t?m?? jak?mukoli fyzick?mu n?razu a n?razu. Karbon je nap??klad tak? lehk? materi?l, ??m? se sni?uje zat??en? elektromotor? a sni?uje se rychlost vyb?jen? baterie.

Motory

Po sejmut? krytu byste m?li na stran?ch bl??e ke kolu vid?t elektromotor. Elektromotory se dod?vaj? v r?zn?ch kapacit?ch. Pr?m?rn? hodnota mezi v?emi mini-segway je 700 watt? na obou kolech. Nebo 350 watt? na kolo. Faktem je, ?e elektromotory gyroscooter? pracuj? nez?visle na sob?. Jedno kolo m??e jet jednou rychlost? a druh? jinou, nebo se mohou pohybovat r?zn?mi sm?ry, jedno dozadu, druh? dop?edu. Tento syst?m tedy d?v? gyroscooteru ovladatelnost.

St?v? se citliv?j?? na zat??ky p?i vysok? rychlosti. M??ete se tak? oto?it o 360 stup??. ??m vy??? je v?kon motoru, t?m vy??? je p?en??en? z?t?? a vy??? ot??ky, ale ne v?dy. Je t?eba si uv?domit, ?e ??m vy??? je hmotnost n?kladu na plo?in?, t?m ni??? je rychlost a t?m rychleji se baterie vyb?j?. Proto jsou gyroskopy s v?konn?mi motory dra???.

Vyrovn?vac? syst?m

Vyva?ovac? syst?m se skl?d? a zahrnuje pom?rn? m?lo komponent. V prvn? ?ad? se jedn? o dva gyroskopick? senzory, kter? jsou um?st?ny na prav? a lev? stran? platformy. Pokud sejmete kryt pouzdra, uvid?te dv? pomocn? desky, k nim? jsou p?ipojeny gyroskopick? senzory. Pomocn? desky pom?haj? zpracov?vat informace a odes?lat je do procesoru.

D?le na prav? stran? vid?te z?kladn? desku, tam je um?st?n 32bitov? procesor a prob?h? ve?ker? ovl?d?n? a v?po?ty. K dispozici je tak? program, kter? reaguje na jakoukoli zm?nu platformy vpravo nebo vlevo.

Pokud se platforma naklon? dop?edu, procesor po zpracov?n? informac? vy?le sign?l do elektromotor?, kter? fyzicky dr?? desku ve vodorovn? poloze. Pokud se ale plo?ina p?i ur?it?m tlaku v?ce naklon?, kolo se okam?it? za?ne pohybovat dop?edu nebo dozadu.

Je t?eba pamatovat na to, ?e ve v?ech sou?asn?ch hoverboardech mus? b?t dv? pomocn? desky pro gyroskopick? senzory a jedna hlavn? deska, kde je um?st?n procesor. U star??ch model? m??e b?t i dvoudeskov? syst?m, ale od podzimu 2015 do?lo ke zm?n? standardu a nyn? se v?echny hoverboardy, minisegwaye vyr?b? se 3 prkny.

V ??nsk?ch pad?lc?ch nebo nekvalitn?ch hoverboardech m??e b?t jedna deska, hlavn?. Bohu?el takov? mini-segway m? ?patn? j?zdn? vlastnosti. M??e vibrovat nebo p?evr?tit ovlada?. A pak m??e cel? syst?m selhat ?pln?.

Sch?ma vnit?n?ho ovl?dac?ho za??zen? gyro sk?tru nen? tak slo?it?, jak se zd?. Cel? syst?m je navr?en tak, aby co nejrychleji reagoval na jak?koli chov?n? platformy. V?po?et se prov?d? ve zlomku sekundy a s ??asnou p?esnost?.

baterie

Nap?jec? syst?m hoverboardu je nap?jen dv?ma a v?ce bateriemi. Ve standardn?ch levn?ch modelech je obvykle instalov?na baterie s kapacitou 4400 mAh. Baterie je zodpov?dn? za chod cel?ho syst?mu jako celku a dod?v? mu elekt?inu, proto mus? b?t baterie kvalitn? a zna?kov?. Obvykle se pou??vaj? dv? zna?ky bateri? – jedn? se o Samsung a LG.

Baterie se tak? li?? t??dou. Existuj? n?zko?rov?ov? baterie t??d 1C, 2C. Takov? baterie se obvykle d?vaj? na hoverboardy s 4,5 a 6,5 palcov?mi koly. V?e ze stejn?ho d?vodu, proto?e tyto hoverboardy jsou ur?eny na rovn? silnice, rovn? asfalt, mramor nebo podlahy.

Gyroscob??ky s 8palcov?mi koly obvykle d?vaj? baterie st?edn? t??dy typu 3C, jedn? se o spolehliv?j?? model baterie. Nevypne se p?i n?hl?m zastaven? nebo p?i n?razu do obrubn?ku nebo d?ry.

10palcov? modely s velk?mi koly maj? obvykle baterie t??dy 5C. Tento hoverboard je schopen jezdit t?m?? na ka?d? silnici, zemi, kalu??ch, j?m?ch. Baterie proto mus? b?t spolehliv?j??.

Z?kladn?m principem za??zen? hoverboard je rovnov?ha. P?i velk? hmotnosti ?idi?e pot?ebuje gyrosk?tr v?ce elekt?iny k prov?d?n? man?vr? a pohybu.

jin?

Mnoho hoverboard? m? tak? syst?m Bluetooth a reproduktory. S n?m m??ete poslouchat svou obl?benou hudbu a jezdit s p??teli. Tento syst?m ale st?le umo??uje p?ipojit v?? smartphone k hoverboardu a sledovat stav va?eho vozidla. M??ete sledovat pr?m?rnou rychlost, sledovat, jak daleko jste ujeli. Nastavte maxim?ln? povolenou rychlost a mnoho dal??ho.

Mnoho model? m? tak? podsv?cen?, osv?tl? v?m cestu ve tm? a m??e tak? jasn? blikat do rytmu hudby. Mus?te si ale uv?domit, ?e hudba a osv?tlen? zna?n? vyb?jej? baterii. Mnoz? obecn? vyp?naj? podsv?cen?, aby zv??ili v?konovou rezervu.

Z?v?r

Kolob??ka je navr?ena tak, aby byla kompaktn? a lehk?, p?esto rychl?, v?konn? a odoln?. Hlavn? je kupovat hoverboard od prov??en?ch dodavatel?, kte?? maj? ve?kerou pot?ebnou dokumentaci, abyste jej po ne?sp??n? j?zd? nemuseli rozeb?rat.

Tento ?l?nek se bude zab?vat vytvo?en?m samovyva?ovac?ho vozidla nebo jednodu?e Segway. T?m?? v?echny materi?ly pro vytvo?en? tohoto za??zen? jsou snadno dostupn?.

Samotn? za??zen? je platforma, na kter? stoj? ?idi?. Nakl?n?n?m trupu jsou ??zeny dva elektromotory prost?ednictv?m ?et?zce obvod? a mikrokontrol?r? odpov?dn?ch za vyv??en?.

Materi?ly:

- Modul bezdr?tov?ho ovl?d?n? XBee.
- Arduino mikrokontrol?r
-baterie
- Senzor InvenSense MPU-6050 na modulu „GY-521“,
- d?ev?n? bloky
-knofl?k
-dv? kola
a dal?? v?ci uveden? v ?l?nku a na fotografi?ch.

Krok prvn?: Ur?ete po?adovan? vlastnosti a navrhn?te syst?m.

P?i vytv??en? tohoto za??zen? se autor sna?il, aby se ve?lo do takov?ch parametr?, jako jsou:
- flotace a s?la pot?ebn? k voln?mu pohybu i na ?t?rku
-baterie s dostate?nou kapacitou pro zaji?t?n? alespo? jedn? hodiny nep?etr?it?ho provozu za??zen?
- poskytuj? mo?nost bezdr?tov?ho ovl?d?n? a tak? fixaci dat o provozu za??zen? na SD kartu pro odstra?ov?n? probl?m? a odstra?ov?n? probl?m?.

Krom? toho je ??douc?, aby n?klady na vytvo?en? takov?ho za??zen? byly ni??? ne? p?i objedn?n? origin?ln?ho ter?nn?ho hoverboardu.

Podle n??e uveden?ho sch?matu m??ete vid?t sch?ma elektrick?ho obvodu samovyva?ovac?ho vozidla.

N?sleduj?c? obr?zek ukazuje syst?m pohonu sk?tru.

V?b?r mikrokontrol?ru pro ovl?d?n? syst?m? Segway je rozmanit?, autor?v syst?m Arduino je vzhledem ke sv? cenov? kategorii nejv?hodn?j??. Vhodn? ?adi?e jako Arduino Uno, Arduino Nano, nebo m??ete vz?t ATmega 328 k pou?it? jako samostatn? ?ip.

Pro nap?jen? dvoum?stkov?ho ??dic?ho obvodu motoru je pot?eba nap?jec? nap?t? 24 V, tohoto nap?t? lze snadno dos?hnout zapojen?m 12 V autobateri? do s?rie.

Syst?m je navr?en tak, ?e proud je motor?m dod?v?n pouze po dobu stisknut? tla??tka start, tak?e pro rychl? zastaven? jej sta?? uvolnit. V tomto p??pad? mus? platforma Arduino udr?ovat s?riovou komunikaci jak s ??dic?m obvodem m?stku motor?, tak s bezdr?tov?m ??dic?m modulem.

Parametry n?klonu jsou m??eny pomoc? senzoru InvenSense MPU-6050 na modulu „GY-521“, kter? zpracov?v? zrychlen? a nese funkce gyroskopu. Senzor byl um?st?n na dvou samostatn?ch roz?i?uj?c?ch desk?ch. Sb?rnice l2c komunikuje s mikrokontrol?rem Arduino. Senzor n?klonu s adresou 0x68 byl nav?c naprogramov?n tak, aby se dotazoval ka?d?ch 20 ms a poskytoval p?eru?en? mikrokontrol?ru Arduino. Druh? senzor m? adresu 0x69 a je p?ita?en p??mo k Arduinu.

Kdy? se u?ivatel postav? na plo?inu sk?tru, aktivuje se koncov? sp?na? zat??en?, kter? aktivuje re?im algoritmu pro vyv??en? Segwaye.

Krok dva: Vytvo?en? t?la hoverboardu a instalace hlavn?ch prvk?.

Po stanoven? z?kladn? koncepce sch?matu provozu gyro sk?tru p?istoupil autor k p??m? mont??i jeho t?la a instalaci hlavn?ch d?l?. Jako hlavn? materi?l slou?ily d?ev?n? desky a ty?e. Strom v??? m?lo, co? pozitivn? ovlivn? dobu nab?jen? baterie, nav?c se d?evo snadno zpracov?v? a je izolantem. Z t?chto desek byla vyrobena krabice, ve kter? budou instalov?ny baterie, motory a mikroobvody. Tak byl z?sk?n d?ev?n? d?l ve tvaru U, na kter?m jsou kola a motory p?ipevn?ny ?rouby.

P?enos v?konu motoru na kola bude d?n p?evodem. P?i pokl?d?n? hlavn?ch komponent? do t?la Segwaye je velmi d?le?it? zajistit, aby v?ha byla p?i uv?d?n? Segwaye do pracovn? vzp??men? polohy rovnom?rn? rozlo?ena. Pokud tedy nezohledn?te rozlo?en? hmotnosti z t??k?ch bateri?, bude pr?ce na vyv??en? za??zen? obt??n?.

V tomto p??pad? autor um?stil baterie dozadu, tak aby kompenzoval v?hu motoru, kter? je um?st?n ve st?edu za??zen?. Elektronick? sou??sti za??zen? byly ulo?eny na m?st? mezi motorem a bateriemi. Pro pozd?j?? testov?n? bylo na rukojeti Segwaye tak? p?ipevn?no do?asn? startovac? tla??tko.

Krok t?i: Sch?ma zapojen?.

Podle v??e uveden?ho sch?matu byly v?echny dr?ty v pouzd?e Segway provedeny. V souladu s n??e uvedenou tabulkou byly tak? v?echny v?stupy mikrokontrol?ru Arduino p?ipojeny k ??dic?mu obvodu motoru m?stku a tak? k vyva?ovac?m senzor?m.

N?sleduj?c? obr?zek ukazuje sn?ma? n?klonu instalovan? vodorovn?, zat?mco ??dic? sn?ma? byl instalov?n svisle pod?l osy Y.

Krok ?ty?i: Testov?n? a konfigurace za??zen?.

Po proveden? p?edchoz?ch etap dostal autor k testov?n? model Segway.

P?i prov?d?n? testov?n? je d?le?it? vz?t v ?vahu takov? faktory, jako je bezpe?nost testovac?ho prostoru, stejn? jako ochrann? prost?edky v podob? ochrann?ch ?t?t? a p?ilby pro ?idi?e.

Nyn? je st?le obl?ben?j?? mal? samohybn? plo?ina se dv?ma koly, tzv. Segway, kterou vynalezl Dean Kamen. Kdy? si v?iml obt???, kter? m?l ?lov?k na invalidn?m voz?ku p?i lezen? po chodn?ku, vid?l p??le?itost vytvo?it vozidlo, kter? by lidem pom?halo pohybovat se bez n?mahy. Kamen uvedl do praxe svou my?lenku vytvo?en? samovyrovn?vac? platformy. Prvn? model byl testov?n v roce 2001 a jednalo se o vozidlo s tla??tky na rukojeti. Byl navr?en pro osoby se zdravotn?m posti?en?m a umo??oval jim samostatn? pohyb i po nerovn?m ter?nu. Nov? model se stal zn?m?m jako „RT Segway“ a ji? umo??oval ??dit nakl?n?n?m p?ky doleva nebo doprava. V roce 2004 se za?al prod?vat v Evrop? a Asii. Cena nejmodern?j??ch modern?ch model?, jako je Segway PTi2, je asi 5 000 $. V posledn? dob? ??nsk? a japonsk? spole?nosti vytv??ej? za??zen? s r?zn?mi ?pravami a inovativn?m designem. N?kte?? dokonce vyr?b?j? podobn? vozidla pouze s jedn?m kolem, ale pod?vejme se na klasick? Segway.

Segway se skl?d? z plo?iny a dvou kol um?st?n?ch p???n? poh?n?n?ch dv?ma elektromotory. Samotn? syst?m je stabilizov?n propracovan?m elektronick?m obvodem, kter? ??d? motory, p?i?em? zohled?uje nejen n?klon ?idi?e, ale tak? stav vozidla, co? mu umo??uje z?stat v?dy ve vzp??men? poloze a stabiln?. ?idi?, stoj?c? na plo?in?, ovl?d? rychlost jednodu?e pohybem rukojeti vp?ed nebo vzad, p?i nakl?n?n? doprava nebo doleva - zat??en?. ??dic? deska monitoruje sign?ly z p??slu?n?ch sn?ma?? pohybu a orientace (podobn?ch t?m, kter? umo??uj? chytr?m telefon?m m?nit orientaci obrazovky), aby pomohla integrovan?mu mikroprocesoru p?esn? orientovat platformu. Hlavn? tajemstv? segway nen? ani tak v elektromechanick? ??sti, ale v k?du, kter? s v?raznou matematickou p?esnost? zohled?uje fyziku pohybu p?i zpracov?n? dat a predikci chov?n?.

Segway je vybaven dv?ma bezkomut?torov?mi elektromotory vyroben?mi ze slitiny neodym-?elezo-bor, schopn?mi vyvinout v?kon a? 2 kW, d?ky lithium-polymerov? baterii.

Podrobnosti pro Segway

K vytvo?en? Segwaye pot?ebujete dva p?evodov? motory s koly, baterii, elektronick? obvod, plo?inu a volant.

V?kon motoru u levn?ch model? je p?ibli?n? 250W, co? poskytuje rychlost a? 15 km/h, p?i relativn? n?zk? spot?eb? proudu. Nemohou nat??et kola p??mo, proto?e vysok? po?et ot??ek t?chto motor? neumo??uje z?skat pot?ebnou trakci. Podobn? jako p?i pou?it? p?evod? na kole: zv??en?m p?evodov?ho pom?ru ztrat?te rychlost, ale zv???te ?sil? vynalo?en? na ped?l.

Plo?ina je um?st?na pod osou motor?. Baterie, jej?? hmotnost je pom?rn? vysok?, je nav?c um?st?na pod stupa?kou v symetrick? poloze, co? zaji??uje, ?e i bez ?idi?e na palub? z?stane Segway ve vzp??men? poloze. Vnit?n? mechanick? stabilit? nav?c pom??e elektronick? stabiliza?n? jednotka, kter? je pln? aktivn? v p??tomnosti ?idi?e. P??tomnost ?lov?ka na plo?in? zvedne t??i?t? nad osu kola, co? zp?sob? nestabilitu syst?mu – to u? bude kompenzovat deska elektroniky.

V z?sad? m??ete takovou v?c ud?lat sami zakoupen?m pot?ebn? elektronick? jednotky na ??nsk?m webu (jsou v prodeji). V?echny d?ly se montuj? pomoc? ?roub? a matic (ne ?roub?). Zvl??tn? pozornost je t?eba v?novat spr?vn?mu napnut? ?et?zu. Baterie jsou zaji?t?ny U-svorkami s mal?mi pry?ov?mi pr?chodkami pro zaji?t?n? spr?vn?ho tlaku. Mezi baterii a plo?inu se doporu?uje p?idat oboustrannou p?sku, aby nedoch?zelo k prokluzov?n?. Ovl?dac? panel mus? b?t vlo?en mezi dv? baterie a zaji?t?n speci?ln?mi distan?n?mi vlo?kami.

Ovl?dac? p?ka m??e a nemus? b?t – ostatn? modely segway bez n? (minisegway) jsou nyn? obl?ben?. Obecn? je v?c zaj?mav? a nen? p??li? drah?, proto?e podle informac? od p??tel je velkoobchodn? n?kupn? cena v ??n? pouze 100 $.

co budeme pot?ebovat? Pro za??tek - kola, vezm?te ze simul?toru pro tisk. Reduktor pro 12 volt? a 160 ot./min. Powerbanka s v?dr?? 15 000 miliamp?rhodin. Abychom mohli vozidlo ovl?dat, tedy zat??et doprava nebo doleva, zrychlovat a zpomalovat, vyu?ijeme moduly, kter? ji? byly pou?ity p?i v?rob? dom?c? seka?ky na tr?vu. To v?m umo?n? ovl?dat ot??ky motoru. Podle toho 2 moduly, 2 motory, 2 power banky.

Tyto dv? sady funguj? samostatn?. P?edpokl?dejme, ?e p?id?me ot??ky prav?mu motoru, segway zato?? doleva. Tot??, ale zrcadlov? p?i odbo?ov?n? vpravo. Pokud p?id?te rychlost dv?ma motor?m sou?asn?, n?stroj zrychl?.

Nejprve nainstalujme ozuben? kola. Za t?mto ??elem jej naneseme do st?edu na p?ekli?kovou desku, nakresl?me obrys a pomoc? ?eza?ky vytvo??me vybr?n?. Stejn? jako byla p?evodovka p?ipevn?na na lev? stran?, d?l?me to na opa?n? stran?.

Mus?te od??znout n?kolik t?chto ty?? a p?i?roubovat je po stran?ch. To je nutn?, aby se p?ekli?ka neproh?bala.
Sundejte kola a nasa?te n?pravu. Jak vid?te, li?? se od sebe. Je nutn? p?edem vyrobit dv? d?ev?n? pr?chodky. Pou?ijeme dom?c? soustruh na d?evo. Uk?zalo se, ?e dva d?ev?n? polotovary.

Vlo??me obrobek. Vyvrt?me otvor a p?ilep?me obrobek epoxidem. (Autor provedl ?pravu na konci videa, ?t?te n??e).

Nyn? vyrob?me volant. K tomu pou?ijeme kus kanaliza?n? trubky. Vzali jsme kliku od simul?toru. V horn? ??sti p?ekli?ky ud?l?me otvory, upevn?me trubku a rukoje?. Volant Segwaye by m?l b?t m?rn? naklon?n?, proto jsme do p?ekli?ky pod svahem ud?lali d?ru a od??zli plastovou trubku.

V?echny ovl?dac? moduly budou instalov?ny na volant. Je pot?eba nat?hnout 8 kus? dr?t? od volantu k p?evodovk?m. Aby nevy?n?valy shora, ud?l?me nejprve do trubky pr?choz? otvor a dr?ty zatla??me.

A nyn? je op?t pot?eba v?e slepit epoxidem a po?kat 24 hodin. Kola se uk?zala b?t deformovan?, epoxid se uk?zal jako nep??li? spolehliv? materi?l. Rozebral jsem p?evodovky, sundal h??dele a vy?ezal na nich z?vity. Tak? jsem vyvrtal otvory do d?ev?n?ch pr?chodek. Vlo?en? kovov? pr?chodky a nyn? to v?e vypad? mnohem spolehliv?ji. Kole?ka lze tak? velmi pevn? p?i?roubovat. Plastov? trubka se nezd?la b?t ?pln? spolehliv?, uvnit? byla vlo?ena n?sada lopaty, aby ji zpevnila.

Do panelu jsme vlo?ili 2 moduly. V potrub? mus?te vyvrtat otvory pro rezistory. Zb?v? p?ilepit tla??tka hork?m lepidlem. Ve?te dr?ty k modulu, redukce, powerbanky. P?i?roubujte kola.

Pro ty, kte?? se boj? nespr?vn? p?ipojit vodi?e, je v?e podrobn? pops?no na modulech.

Segway bude m?t tak? tachometr na kolo. Testovac? verze podom?cku vyroben?ho segway je p?ipravena. Poj?me to otestovat.