Pakalb?kime apie tai, kaip galite naudoti Arduino, kad sukurtum?te robot?, kuris balansuoja kaip Segway.

Segway i? angl? kalbos. Segway yra dvirat? stovi transporto priemon? su elektrine pavara. Jie taip pat vadinami giroskopais arba elektriniais paspirtukais.

Ar kada susim?st?te, kaip veikia Segway? ?ioje pamokoje pabandysime jums parodyti, kaip sukurti Arduino robot?, kuris subalansuot? save kaip Segway.

Kad robotas b?t? subalansuotas, varikliai turi neutralizuoti roboto kritim?. ?iam veiksmui reikia gr??tamojo ry?io ir korekcini? element?. Gr??tamojo ry?io elementas - , kuris u?tikrina pagreit? ir sukim?si visomis trimis a?imis (). „Arduino“ tai naudoja nor?damas su?inoti dabartin? roboto orientacij?. Korekcinis elementas yra variklio ir rato derinys.

Galutinis rezultatas tur?t? b?ti ma?daug toks:

Robot? schema

L298N variklio tvarkykl?s modulis:

Nuolatin?s srov?s pavar? variklis su ratu:

Savaime balansuojantis robotas i? esm?s yra apversta ?vytuokl?. Jis gali b?ti geriau subalansuotas, jei mas?s centras yra auk??iau rat? a?i? at?vilgiu. Didesnis mas?s centras rei?kia didesn? mas?s inercijos moment?, kuris atitinka ma?esn? kampin? pagreit? (l?tesn? kritim?). ?tai kod?l mes ?d?jome akumuliatori? ant vir?aus. Ta?iau roboto auk?tis buvo pasirinktas pagal turimas med?iagas ?

U?baigt? savaiminio balansavimo roboto versij? galite pamatyti auk??iau esan?iame paveiksl?lyje. Vir?uje yra ?e?ios Ni-Cd baterijos, kurios maitina PCB. Tarp varikli? variklio vairuotojui naudojama 9 volt? baterija.

teorija

Valdymo teorijoje, norint i?laikyti tam tikr? kintam?j? (?iuo atveju roboto pad?t?), reikalingas specialus valdiklis, vadinamas PID (proporcine integrali i?vestin?). Kiekvienas i? ?i? parametr? turi „stiprinim?“, paprastai vadinam? Kp, Ki ir Kd. PID suteikia patais? tarp norimos vert?s (arba ?vesties) ir tikrosios vert?s (arba i?vesties). Skirtumas tarp ?vesties ir i?vesties vadinamas „klaida“.

PID valdiklis suma?ina paklaid? iki ma?iausios ?manomos vert?s, nuolat reguliuodamas i??jim?. M?s? savaime balansuojan?iame Arduino robote ?vest? (tai yra norimas nuolydis laipsniais) nustato programin? ?ranga. MPU6050 nuskaito esam? roboto posvyr? ir ?veda j? ? PID algoritm?, kuris atlieka skai?iavimus, kad valdyt? varikl? ir i?laikyt? robot? vertikaliai.

PID reikalauja, kad Kp, Ki ir Kd vert?s b?t? nustatytos ? optimalias reik?mes. In?inieriai naudoja programin? ?rang?, pvz., MATLAB, kad automati?kai apskai?iuot? ?ias vertes. Deja, ?iuo atveju negalime naudoti MATLAB, nes tai dar labiau apsunkins projekt?. Vietoj to, mes suderinsime PID reik?mes. ?tai kaip tai padaryti:

1. Nustatykite Kp, Ki ir Kd ? nul?.
2. Sureguliuokite Kp. Per ma?as Kp robotas nukris, nes pataisymo nepakanka. Per daug Kp priver?ia robot? jud?ti pirmyn ir atgal. Geras Kp privers robot? ?iek tiek pasilenkti pirmyn ir atgal (arba ?iek tiek svyruoti).
3. Nusta?ius Kp, sureguliuokite Kd. Gera Kd vert? suma?ins svyravimus tol, kol robotas taps beveik stabilus. Be to, tinkamas Kd i?laikys robot? net ir stumiamas.
4. Galiausiai ?diekite Ki. ?jungtas robotas svyruos net jei nustatyti Kp ir Kd, bet laikui b?gant stabilizuosis. Teisinga Ki reik?m? sutrumpins laik?, reikaling? robotui stabilizuotis.

Roboto elges? galite pamatyti ?emiau esan?iame vaizdo ?ra?e:

Arduino kodas savaime balansuojan?iam robotui

Mums reik?jo keturi? i?orini? bibliotek?, kad sukurtume savo robot?. PID biblioteka leid?ia lengvai apskai?iuoti reik?mes P, I ir D. LMotorController biblioteka skirta valdyti du variklius su L298N moduliu. I2Cdev biblioteka ir MPU6050_6_Axis_MotionApps20 biblioteka yra skirtos duomenims nuskaityti i? MPU6050. Galite atsisi?sti kod?, ?skaitant bibliotekas ?ioje saugykloje.

#?traukti #?traukti #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif #apibr??ti MIN_ABS_SPEED 20 MPU6050 mpu; // MPU valdymas/b?sena vars bool dmpReady = false; // nustatyti true, jei DMP inicijavimas buvo s?kmingas uint8_t mpuIntStatus; // saugo faktin? pertraukimo b?senos bait? i? MPU uint8_t devStatus; // gr??inti b?sen? po kiekvienos ?renginio operacijos (0 = s?kminga, !0 = klaida) uint16_t packetSize; // numatomas DMP paketo dydis (numatytasis yra 42 baitai) uint16_t fifoCount; // vis? bait? skai?ius ?iuo metu FIFO uint8_t fifoBuffer; // FIFO saugojimo buferis // orientation/motion vars Quaternion q; // ketvirtinis konteineris VectorFloat gravity; // gravitacijos vektorius float ypr; // pos?kio / ?ingsnio / ried?jimo konteineris ir gravitacijos vektorius //PID dvigubas originalasNustatyti = 173; double setpoint = originalSetpoint; dvigubas judantisKampinis poslinkis = 0,1; dvigubas ??jimas, i??jimas; //koreguokite ?ias reik?mes, kad jos atitikt? j?s? dizain? dvigubai Kp = 50; dvigubas Kd = 1,4; dvigubas Ki = 60; PID pid(&?vestis, &i?vestis, &nustatymas, Kp, Ki, Kd, DIRECT); dvigubas variklisSpeedFactorLeft = 0,6; dvigubas variklisSpeedFactorRight = 0,5; //VARIKLI? VALDIKLIS 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; // nurodo, ar MPU pertraukimo kai?tis pakilo auk?tai void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // prisijungti prie I2C magistral?s (I2Cdev biblioteka to nedaro automati?kai) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( ); TWBR = 24; // 400 kHz I2C laikrodis (200 kHz, jei procesorius yra 8 MHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, tiesa); #endif mpu.devSdtatus =mizepu.devStamptus(); // ?ia pateikite savo giroskopo poslinkius, pritaikytus minimaliam jautrumui mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); // 1688 gamyklos numatytoji mano bandymui lustas // ?sitikinkite, kad jis veik? (jei taip, gr??ina 0) if (devStatus == 0) ( // ?junkite DMP, dabar, kai jis paruo?tas, mpu.setDMPEnabled(true); // ?galinkite Arduino pertraukim? aptikim? attachInterrupt(0 , dmpDataReady , RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // nustatykite DMP Ready v?liav?l?, kad pagrindin? loop() funkcija ?inot?, ar j? naudoti galima dmpReady = true; // gauti laukiam? DM P paketo dydis v?lesniam palyginimui paketo dydis = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //nustatyti PID pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid. SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // KLAIDA! // 1 = nepavyko ?kelti pradin?s atminties // 2 = nepavyko atnaujinti DMP konfig?racijos // (jei jis suges, paprastai kodas bus 1) Serial.print(F("DMP inicijavimas nepavyko (kodas ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); ) ) void loop() ( // jei programavimas nepavyko, nebandykite nieko daryti, jei (!dmpReady ) return; // palaukite, kol bus pasiekiamas MPU pertraukimas arba papildomas (-?) paketas (-ai), kol (!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 >Galimas 1 paketas // (tai leid?ia i? karto perskaityti daugiau, nelaukiant pertraukimo) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&gravitacija, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravitacija); ?vestis = ypr * 180/M_PI + 180; ) )

Kp, Ki, Kd reik?m?s gali veikti arba neveikti. Jei ne, atlikite anks?iau nurodytus veiksmus. Atminkite, kad kode pasvirimas nustatytas ? 173 laipsnius. Jei norite, galite pakeisti ?i? reik?m?, ta?iau atkreipkite d?mes?, kad tai kampas, kur? robotas turi palaikyti. Be to, jei j?s? varikliai yra per greiti, galite reguliuoti motorSpeedFactorLeft ir motorSpeedFactorRight reik?mes.

Tai kol kas viskas. Iki.

skraidykl? viduje

Pagrindin?s detal?s

I? ko pagamintas giroskopas? Pa?i?r?jus i? ?ono giroskopas – ?domus prietaisas. Pirmasis yra darbo platforma arba lenta. B?tent ant jo ?mogus atsistoja ir, bandydamas i?laikyti pusiausvyr?, va?iuoja, va?iuoja ar krenta. Platformos ?onuose yra du ratai, b?tent jie suteikia mums galimyb? va?iuoti ir jud?ti pirmyn arba atgal.

Pirma, pakalb?kime apie platform?. Darbin? platforma padalinta ? dvi dalis – de?in? ir kair?. Tik de?in? ir kair? koja. Tai buvo padaryta tam, kad b?t? galima pasukti ? de?in? arba ? kair?, tiesiog paspaudus koj? pir?t? ?iose platformose.

Kaip veikia giroskopinis paspirtukas?

mini segway ?renginys

ratai

?onuose yra du ratai. Paprastai skraidan?ios lentos b?na 4 tip?, jos skiriasi rat? klase ir dyd?iu. Pirmoji hoverboard? klas? yra vaiki?ka hoverboard su 4,5 colio ratais. D?l ma?o rat? dyd?io paspirtukas yra labai nepatogus ir kai kuriose kelio atkarpose neprava?iuojamas.

Kita klas? yra 6,5 colio skraidykl?. Jis jau turi didesn? rato skersmen?, ta?iau viskas taip pat skirta tik va?iavimui lygiu pavir?iumi. 8 coli? giroskopas yra aukso vidurys tarp vis? giroskop?. Jis turi optimal? rat? dyd?, kuris gali va?iuoti beveik bet kokiu keliu.

O did?iausias yra visureigis i? vis? mini-segway – 10 coli? skraidykl?. Tai modelis, kuris turi ?domi? savyb?, be dideli? rat?, ?ie ratai turi kamerin? sistem?. Tai yra, ratai yra pripu?iami, jie skland?iau va?iuoja, o tokios skraidan?ios lentos yra atsparesn?s dilimui nei ma?esni prototipai.

R?mas

Vis? skraidan?i? lent? korpusas pagamintas i? skirting? med?iag?, ta?iau pasi?ymi ta pa?ia savybe. Visur d?klas dengia ratus, apsaugodamas nuo pursl?, purvo, vandens, sniego ir dulki?. Giroskopai su ma?ais 4,5 ir 6 ratukais da?niausiai gaminami i? paprasto plastiko. Kadangi ?ie modeliai skirti va?iuoti lygiu keliu ir nei?vysto tokio didelio grei?io, in?inieriai nusprend? nemontuoti brangaus plastiko ir taip padidinti skraidan?ios lentos kain?.

Motorolerio su 8 coli? ratais k?bulai gaminami i? ?vairi? med?iag?, tiek i? paprasto plastiko, tiek i? anglies pluo?to, sm?giams atsparaus magnio plastiko. Toks plastikas gali atlaikyti beveik bet kok? fizin? poveik? ir sm?gius. Pavyzd?iui, anglis taip pat yra lengva med?iaga, tod?l suma??ja elektros varikli? apkrova ir akumuliatoriaus i?sikrovimo greitis.

Varikliai

Nu?mus dangtel?, ar?iau rato esan?iose pus?se tur?tum?te matyti elektros varikl?. Elektriniai varikliai b?na skirtingos galios. Vidutin? vis? mini segment? vert? yra 700 vat? ant abiej? rat?. Arba 350 vat? vienam ratui. Faktas yra tas, kad giroskop? elektriniai varikliai veikia nepriklausomai vienas nuo kito. Vienas ratas gali va?iuoti vienu grei?iu, o kitas kitu, arba jie gali jud?ti skirtingomis kryptimis, vienas atgal, kitas ? priek?. Taigi ?i sistema suteikia giroskopui valdomum?.

Jis tampa jautresnis pos?kiams dideliu grei?iu. Taip pat galite pasukti 360 laipsni? kampu. Kuo didesn? variklio galia, tuo didesn? apkrova ir greitis, bet ne visada. Reikia suprasti, kad kuo didesn? apkrovos mas? ant platformos, tuo ma?esnis greitis ir grei?iau i?sikrauna akumuliatorius. Tod?l giroskopai su galingais varikliais yra brangesni.

Balansavimo sistema

Balansavimo sistema susideda ir apima nema?ai komponent?. Vis? pirma, tai yra du giroskopiniai jutikliai, kurie yra de?in?je ir kair?je platformos pus?se. Nu?mus korpuso dangtel? matosi dvi pagalbin?s plok?t?s, b?tent prie j? prijungti giroskopiniai davikliai. Pagalbin?s plok?t?s padeda apdoroti informacij? ir nusi?sti j? procesoriui.

Toliau de?in?je galite pamatyti pagrindin? plok?t?, ten yra 32 bit? procesorius ir atliekamas visas valdymas bei skai?iavimai. Taip pat yra programa, kuri reaguoja ? bet kokius platformos poky?ius de?in?je arba kair?je.

Jei platforma pakrypsta ? priek?, tai procesorius, apdoroj?s informacij?, siun?ia signal? elektros varikliams, kurie fizi?kai laiko plok?t? lygioje pad?tyje. Bet jei esant tam tikram sl?giui platforma labiau pakrypsta, ratas i? karto pradeda jud?ti pirmyn arba atgal.

Reikia atsiminti, kad visose dabartin?se skraidan?iose lentose turi b?ti dvi pagalbin?s giroskopini? jutikli? plok?t?s ir viena pagrindin? plok?t?, kurioje yra procesorius. Senesniuose modeliuose gali b?ti ir dviej? lent? sistema, ta?iau nuo 2015 met? rudens buvo atliktas standartinis pakeitimas ir dabar visos hoverboards, mini-segways gaminamos su 3 lentomis.

Kini?kose klastot?se ar ?emos kokyb?s lentose gali b?ti viena, pagrindin?. Deja, toks mini segv?jus turi prastas valdymo savybes. Gali vibruoti arba apversti vairuotoj?. Ir tada visa sistema gali visi?kai sugesti.

Giroskopo paspirtuko vidinio valdymo ?taiso schema n?ra tokia sud?tinga, kaip atrodo. Visa sistema sukurta taip, kad kuo grei?iau reaguot? ? bet kok? platformos elges?. Skai?iavimas atliekamas per sekund?s dal? ir nuostabiu tikslumu.

Baterija

Slidin?jimo lentos maitinimo sistema maitinama dviem ar daugiau baterij?. Standartiniuose nebrangiuose modeliuose da?niausiai montuojama 4400 mAh talpos baterija. Akumuliatorius yra atsakingas u? visos sistemos veikim? ir tiekim? elektra, tod?l baterija turi b?ti kokybi?ka ir firmin?. Paprastai naudojamos dviej? marki? baterijos – tai Samsung ir LG.

Baterijos taip pat skiriasi klas?je. Yra 1C, 2C klasi? ?emo lygio baterijos. Tokios baterijos da?niausiai dedamos ant skraidan?i? lent? su 4,5 ir 6,5 coli? ratais. Viskas d?l tos pa?ios prie?asties, nes ?ios skraidan?ios lentos skirtos lygiam keliui, lygiam asfaltui, marmurui ar grindims.

Giroskopai su 8 coli? ratais da?niausiai deda vidutin?s klas?s 3C tipo baterijas, tai yra patikimesnis akumuliatoriaus modelis. Jis nei?sijungs staigiai sustojus arba atsitrenkus ? kelkra?t? ar duob?.

Dideli? rat? 10 coli? modeliai da?niausiai turi 5C klas?s baterijas. ?i lenta gali va?iuoti beveik bet kokiu keliu, ?eme, balomis, duob?mis. Tod?l baterija turi b?ti patikimesn?.

Pagrindinis hoverboard ?renginio principas yra d?l pusiausvyros. Esant dideliam vairuotojo svoriui, giroskopui reikia daugiau elektros, kad gal?t? atlikti manevrus ir jud?ti.

Kita

Daugelyje skraidan?i? lent? taip pat yra „Bluetooth“ sistema ir garsiakalbiai. Su juo galite klausytis m?gstamos muzikos ir va?iuoti su draugais. Ta?iau ?i sistema vis tiek suteikia galimyb? prijungti i?man?j? telefon? prie skraidykl?s ir steb?ti transporto priemon?s b?kl?. Galite steb?ti vidutin? greit?, pamatyti, kok? atstum? ?veik?te. Nustatykite did?iausi? leistin? greit? ir dar daugiau.

Daugelis modeli? taip pat turi fonin? ap?vietim?, kuris ap?vie?ia keli? tamsoje, taip pat gali ry?kiai mirks?ti muzikos ritmu. Ta?iau reikia atsiminti, kad muzika ir ap?vietimas labai i?eikvoja baterij?. Daugelis paprastai i?jungia fonin? ap?vietim?, kad padidint? galios rezerv?.

I?vada

Paspirtukas sukurtas taip, kad b?t? kompakti?kas ir lengvas, ta?iau greitas, galingas ir patvarus. Svarbiausia yra pirkti hoverboard i? patikim? tiek?j?, kurie turi vis? reikiam? dokumentacij?, kad po nes?kmingo pasiva?in?jimo jums nereik?t? jos ardyti.

?iame straipsnyje bus aptariamas savaime balansuojan?ios transporto priemon?s arba tiesiog Segway suk?rimas. Beveik visos med?iagos ?iam ?renginiui sukurti yra lengvai prieinamos.

Pats ?renginys yra platforma, ant kurios stovi vairuotojas. Pakreipiant liemen? du elektros varikliai valdomi per grandini? grandin? ir mikrovaldiklius, atsakingus u? balansavim?.

Med?iagos:

-XBee belaid?io valdymo modulis.
- Arduino mikrovaldiklis
-baterijos
- InvenSense MPU-6050 jutiklis „GY-521“ modulyje,
- medin?s kalad?l?s
- mygtukas
- du ratai
ir kiti straipsnyje bei nuotraukose nurodyti dalykai.

Pirmas ?ingsnis: nustatykite reikiamas charakteristikas ir suprojektuokite sistem?.

Kurdamas ?? ?rengin? autorius steng?si, kad jis atitikt? tokius parametrus kaip:
- pl?duriavimas ir galia, reikalinga laisvai jud?ti net ant ?vyro
-baterijos, kuri? talpa yra pakankama, kad ?renginys nepertraukiamai veikt? bent vien? valand?
- suteikti belaid?io valdymo galimyb?, taip pat ?renginio veikimo duomenis fiksuoti SD kortel?je trik?i? ?alinimui ir ?alinimui.

Be to, pageidautina, kad tokio prietaiso suk?rimo i?laidos b?t? ma?esn?s nei u?sakant originali? visureigio skraidinimo lent?.

Pagal ?emiau pateikt? schem? galite pamatyti savaime balansuojan?ios transporto priemon?s elektros grandin?s schem?.

Toliau pateiktame paveiksl?lyje parodyta paspirtuko pavaros sistema.

Mikrovaldiklio, skirto Segway sistemoms valdyti, pasirinkimas yra ?vairus, autorin? Arduino sistema yra pati tinkamiausia d?l savo kain? kategorij?. Tinkami valdikliai, tokie kaip „Arduino Uno“, „Arduino Nano“, arba galite naudoti „ATmega 328“ kaip atskir? lust?.

Norint maitinti dvigubo tiltelio variklio valdymo grandin?, reikalinga 24 V maitinimo ?tampa, ?i ?tampa lengvai pasiekiama nuosekliai jungiant 12 V automobilio akumuliatorius.

Sistema sukurta taip, kad maitinimas ? variklius b?t? tiekiamas tik paspaudus paleidimo mygtuk?, tod?l norint greitai sustabdyti, tiesiog j? atleiskite. ?iuo atveju Arduino platforma turi palaikyti nuosekl?j? ry?? tiek su varikli? tilto valdymo grandine, tiek su belaid?iu valdymo moduliu.

Pasvirimo parametrai matuojami naudojant InvenSense MPU-6050 jutikl?, esant? „GY-521“ modulyje, kuris apdoroja pagreit? ir atlieka giroskopo funkcijas. Jutiklis buvo ant dviej? atskir? i?pl?timo plok??i?. L2c magistral? bendrauja su Arduino mikrovaldikliu. Be to, pakreipimo jutiklis su adresu 0x68 buvo u?programuotas taip, kad apklaust? kas 20 ms ir pertraukt? Arduino mikrovaldikl?. Kitas jutiklis turi 0x69 adres? ir yra traukiamas tiesiai ? Arduino.

Kai vartotojas atsistoja ant paspirtuko platformos, ?jungiamas apkrovos ribinis jungiklis, kuris ?jungia Segway balansavimo algoritmo re?im?.

Antras ?ingsnis: skraidan?ios lentos korpuso suk?rimas ir pagrindini? element? montavimas.

Nusta?iusi pagrindin? giroskopo paspirtuko veikimo schemos koncepcij?, autorius ?m?si tiesioginio jo korpuso surinkimo ir pagrindini? dali? montavimo. Pagrindin? med?iaga buvo medin?s lentos ir strypai. Medis sveria ma?ai, o tai teigiamai paveiks akumuliatoriaus ?krovimo trukm?, be to, mediena yra lengvai apdorojama ir yra izoliatorius. I? ?i? plok??i? buvo pagaminta d??ut?, kurioje bus sumontuoti akumuliatoriai, varikliai ir mikroschemos. Taip gauta U formos medin? dalis, ant kurios var?tais tvirtinami ratai ir varikliai.

Variklio galia bus perduodama ratams d?l pavar? perjungimo. Klojant pagrindinius komponentus Segway korpuse, labai svarbu u?tikrinti, kad svoris b?t? tolygiai paskirstytas, kai Segway pastatomas ? darbin? vertikali? pad?t?. Tod?l, jei neatsi?velgsite ? svorio pasiskirstym? i? sunki? baterij?, prietaiso balansavimo darbas bus sunkus.

?iuo atveju autorius ?d?jo baterijas gale, kad kompensuot? variklio, esan?io ?renginio centre, svor?. Elektroniniai prietaiso komponentai buvo laikomi tarp variklio ir akumuliatori?. V?lesniam bandymui prie Segway rankenos buvo pritvirtintas ir laikinas paleidimo mygtukas.

Tre?ias ?ingsnis: laid? schema.

Pagal auk??iau pateikt? schem?, visi laidai Segway korpuse buvo nutiesti. Be to, pagal toliau pateikt? lentel? visi Arduino mikrovaldiklio i??jimai buvo prijungti prie tilto variklio valdymo grandin?s, taip pat prie balansavimo jutikli?.

Toliau pateiktoje diagramoje parodytas horizontaliai sumontuotas posvyrio jutiklis, o valdymo jutiklis sumontuotas vertikaliai i?ilgai Y a?ies.

Ketvirtas veiksmas: ?renginio testavimas ir konfig?ravimas.

Atlik?s ankstesnius etapus, autorius gavo Segway model? bandymui.

Atliekant bandymus, svarbu atsi?velgti ? tokius veiksnius kaip bandymo zonos saugumas, taip pat ? apsaugines priemones, tokias kaip apsauginiai skydai ir vairuotojo ?almas.

Dabar vis labiau populiar?ja nedidel? savaeig? platforma su dviem ratais, vadinamoji Segway, kuri? i?rado Deanas Kamenas. Pasteb?j?s, kokius sunkumus patiria ne?galiojo ve?im?lyje s?dintis ?mogus lipdamas ?aligatviu, jis pamat? galimyb? sukurti transporto priemon?, kuri pad?t? ?mon?ms lengvai jud?ti. Kamenas ?gyvendino savo id?j? sukurti savaiminio balansavimo platform?. Pirmasis modelis buvo i?bandytas 2001 m. ir tai buvo transporto priemon? su mygtukais ant rankenos. Jis buvo sukurtas ?mon?ms su negalia ir leido jiems savaranki?kai jud?ti net nelygioje vietov?je. Naujasis modelis tapo ?inomas kaip „RT Segway“ ir jau buvo leid?iamas vairuoti pakreipiant svirt? ? kair? arba ? de?in?. 2004 m. jis buvo prad?tas pardavin?ti Europoje ir Azijoje. Pa?angiausi? ?iuolaikini? modeli?, toki? kaip Segway PTi2, kaina yra apie 5000 USD. Pastaruoju metu Kinijos ir Japonijos ?mon?s kuria ?vairi? modifikacij? ir naujovi?ko dizaino ?renginius. Kai kurie netgi gamina pana?ias transporto priemones tik su vienu ratu, bet pa?i?r?kime ? klasikin? „Segway“.

„Segway“ susideda i? platformos ir dviej? skersai i?d?styt? rat?, kuriuos varo du elektros varikliai. Pati sistem? stabilizuoja sud?tinga elektronin? grandin?, valdanti variklius, atsi?velgiant ne tik ? vairuotojo posvyr?, bet ir ? transporto priemon?s b?kl?, leid?ian?i? jai visada i?likti vertikalioje, stabilioje pad?tyje. Vairuotojas, stov?damas ant platformos, valdo greit? tiesiog judindamas ranken? pirmyn arba atgal, o pakreipdamas ? de?in? arba ? kair? – pasukite. Valdymo plok?t? stebi signalus i? atitinkam? judesio ir orientacijos jutikli? (pana?i? ? tuos, kurie leid?ia i?maniesiems telefonams keisti ekrano orientacij?), kad pad?t? integruotam mikroprocesoriui tiksliai orientuoti platform?. Pagrindin? segway paslaptis slypi ne tiek elektromechanin?je dalyje, kiek kode, kuriame su dideliu matematiniu tikslumu atsi?velgiama ? jud?jimo fizik? apdorojant duomenis ir numatant elges?.

„Segway“ turi du be?epetinius elektros variklius, pagamintus i? neodimio-gele?ies-boro lydinio, kurie d?l li?io polimero akumuliatoriaus gali i?vystyti iki 2 kW gali?.

I?sami informacija apie Segway

Nor?dami sukurti Segway, jums reikia dviej? pavar? varikli? su ratais, akumuliatoriaus, elektronin?s grandin?s, platformos ir vairo.

Nebrangi? modeli? variklio galia yra ma?daug 250 W, o tai u?tikrina greit? iki 15 km / h, su santykinai ma?omis srov?s s?naudomis. Jie negali tiesiogiai sukti rat?, nes didelis ?i? varikli? apsisukim? skai?ius neleid?ia i?gauti reikiamos traukos. Pana?iai kaip nutinka, kai naudojate dvira?io pavaras: padidin? pavar? skai?i? prarasite greit?, bet padidinsite pastangas spausti pedal?.

Platforma yra ?emiau varikli? a?ies. Akumuliatorius, kurio svoris yra gana didelis, taip pat yra pastatytas po kojele simetri?kai, o tai u?tikrina, kad net ir be vairuotojo, Segway i?liks vertikalioje pad?tyje. Be to, vidinis mechaninis stabilumas pad?s elektroniniam stabilizavimo blokui, kuris yra visi?kai aktyvus, kai yra vairuotojas. ?mogaus buvimas ant platformos pakelia svorio centr? vir? rato a?ies, tod?l sistema tampa nestabili – tai jau kompensuos elektronikos plok?t?.

I? esm?s tok? dalyk? galite padaryti patys, nusipirk? reikiam? elektronikos ?rengin? Kinijos svetain?je (jie parduodami). Visos dalys tvirtinamos var?tais ir ver?l?mis (ne var?tais). Ypatingas d?mesys turi b?ti skiriamas tinkamam grandin?s ?tempimui. Akumuliatoriai tvirtinami U formos spaustukais su ma?ais guminiais tarpikliais, kad b?t? u?tikrintas tinkamas sl?gis. Tarp akumuliatoriaus ir platformos rekomenduojama klijuoti dvipus? juost?, kad neslyst?. Valdymo skydelis turi b?ti ?ki?tas tarp dviej? baterij? ir pritvirtintas specialiais tarpikliais.

Valdymo svirtis gali b?ti arba neb?ti – juk dabar populiar?s segway modeliai be jos (minisegway). Apskritai dalykas yra ?domus ir n?ra labai brangus, nes, remiantis draug? informacija, didmenin? pirkimo kaina Kinijoje yra tik 100 USD.

Ko mums prireiks? Pirmiausia - ratus, paimkite i? treniruoklio presui. Reduktorius 12 volt? ir 160 aps./min. Maitinimo blokas 15 000 miliampervaland?i?. Kad gal?tume valdyti transporto priemon?, tai yra pasukti ? de?in? arba ? kair?, ?sib?g?ti ir sul?tinti, panaudosime modulius, kurie jau buvo naudojami gaminant namin? ?oliapjov?. Tai leis jums valdyti variklio greit?. Atitinkamai, 2 moduliai, 2 varikliai, 2 maitinimo blokai.

Abu rinkiniai veikia atskirai. Tarkime, kad de?iniajam varikliui prid?sime s?kius, segv?jus pasuks ? kair?. Tas pats, tik veidrodinis pos?kis ? de?in?. Jei vienu metu padidinsite dviej? varikli? greit?, ?rankis ?sib?g?s.

Pirmiausia sumontuosime pavaras. Nor?dami tai padaryti, u?tepame j? centre ant faneros lak?to, nubr??iame kont?r? ir pjaustytuvu padarome ?dub?. Lygiai taip pat, kaip grei?i? d??? buvo pritvirtinta kair?je pus?je, mes tai darome prie?ingoje pus?je.

Jums reikia i?kirpti kelet? ?i? stryp? ir prisukti ?onus. Tai b?tina, kad fanera nenukrist?.
Nuimkite ratus ir u?d?kite ant a?ies. Kaip matote, jie skiriasi vienas nuo kito. B?tina i? anksto pagaminti dvi medines ?vores. Naudosime namines medienos tekinimo stakles. Paai?k?jo du mediniai ruo?iniai.

?dedame ruo?in?. I?gr??iame skyl? ir suklijuojame ruo?in? epoksidine danga. (Autorius padar? patais? vaizdo ?ra?o pabaigoje, skaitykite toliau).

Dabar gaminsime vair?. Tam naudosime kanalizacijos vamzd?io gabal?. Mes pa?m?me ranken? i? simuliatoriaus. Vir?utin?je faneros dalyje padarysime skylutes, pritvirtinsime vamzd? ir ranken?. Segway vairas tur?t? b?ti ?iek tiek nuo?ulnus, tod?l po ?laitu padar?me skyl? faneroje ir nupjov?me plastikin? vamzd?.

Visi valdymo moduliai bus sumontuoti ant vairo. Nuo vairo iki pavar? d??i? reikia i?tempti 8 laidus. Kad jie nei?lipt? i? vir?aus, pirmiausia vamzdyje padarome kiaurym? ir ?stumiame laidus.

O dabar v?l reikia visk? suklijuoti epoksidine derva ir palaukti 24 val. Ratai pasirod? deformuoti, epoksidin? med?iaga pasirod? ne itin patikima. I?ard?iau pavar? d??es, nu?miau velenus ir nukirpau ant j? sriegius. Taip pat i?gr??iau skyles medin?se ?vor?se. ?d?tos metalin?s ?vor?s ir dabar viskas atrodo daug patikimiau. Ratai taip pat gali b?ti prisukami labai tvirtai. Plastikinis vamzdis atrod? ne visai patikimas, jo viduje buvo ?ki?ta kastuvo rankena, kad b?t? sustiprinta.

? skyd? ?d?jome 2 modulius. Vamzdyje reikia i?gr??ti skylutes rezistoriams. Belieka suklijuoti sagas kar?tais klijais. Nutieskite laidus prie modulio, reduktori?, maitinimo blok?. Prisukite ratus.

Tiems, kurie bijo neteisingai prijungti laidus, viskas detaliai nurodyta ant moduli?.

„Segway“ tur?s ir dvira?io spidometr?. Paruo?ta bandomoji naminio segway versija. I?bandykime.