Po?me sa porozpr?va? o tom, ako m??ete pou?i? Arduino na vytvorenie robota, ktor? balansuje ako Segway.

Segway z angli?tiny. Segway je dvojkolesov? stojace vozidlo vybaven? elektrick?m pohonom. Naz?vaj? sa aj gyroscootre alebo elektrick? kolobe?ky.

Zamysleli ste sa niekedy nad t?m, ako funguje Segway? V tomto n?vode sa v?m pok?sime uk?za?, ako vyrobi? robota Arduino, ktor? sa s?m vyrovn? ako Segway.

Aby sa robot vyrovnal, motory musia p?sobi? proti p?du robota. T?to akcia si vy?aduje sp?tn? v?zbu a n?pravn? prvky. Prvok sp?tnej v?zby - , ktor? zabezpe?uje zr?chlenie aj rot?ciu vo v?etk?ch troch osiach (). Arduino to pou??va na zistenie aktu?lnej orient?cie robota. Korek?n?m prvkom je kombin?cia motora a kolesa.

Kone?n? v?sledok by mal by? nie?o tak?:

Sch?ma robota

Modul pohonu motora L298N:

Jednosmern? prevodov? motor s kolesom:

Samovyva?ovac? robot je v podstate obr?ten? kyvadlo. M??e by? lep?ie vyv??en?, ak je ?a?isko vy??ie v porovnan? s osami kolies. Vy??ie ?a?isko znamen? vy??? hmotnostn? moment zotrva?nosti, ?omu zodpoved? men?ie uhlov? zr?chlenie (pomal?? p?d). Preto sme bat?riu umiestnili na vrch. V??ka robota bola v?ak zvolen? na z?klade dostupnosti materi?lov ?

Hotov? verziu samovyva?ovacieho robota je mo?n? vidie? na obr?zku vy??ie. V hornej ?asti je ?es? Ni-Cd bat?ri? na nap?janie PCB. Medzi motormi sa pre pohon motora pou??va 9-voltov? bat?ria.

te?ria

V te?rii riadenia si dr?anie nejakej premennej (v tomto pr?pade polohy robota) vy?aduje ?peci?lny regul?tor naz?van? PID (Proportional Integral Derivative). Ka?d? z t?chto parametrov m? „zisk“, be?ne ozna?ovan? ako Kp, Ki a Kd. PID poskytuje korekciu medzi po?adovanou hodnotou (alebo vstupom) a skuto?nou hodnotou (alebo v?stupom). Rozdiel medzi vstupom a v?stupom sa naz?va "chyba".

PID regul?tor zni?uje chybu na najmen?iu mo?n? hodnotu neust?lym nastavovan?m v?konu. V na?om samovyva?ovacom robote Arduino je vstup (?o je po?adovan? sklon v stup?och) nastaven? softv?rom. MPU6050 ??ta aktu?lny sklon robota a dod?va ho do PID algoritmu, ktor? vykon?va v?po?ty na ovl?danie motora a udr?iavanie robota vo vzpriamenej polohe.

PID vy?aduje, aby boli hodnoty Kp, Ki a Kd nastaven? na optim?lne hodnoty. In?inieri pou??vaj? softv?r ako MATLAB na automatick? v?po?et t?chto hodn?t. Bohu?ia? v na?om pr?pade nem??eme pou?i? MATLAB, preto?e to projekt e?te viac skomplikuje. Namiesto toho vylad?me hodnoty PID. Postup:

1. Nastavte Kp, Ki a Kd na nulu.
2. Upravte Kp. Pr?li? m?lo Kp sp?sob? p?d robota, preto?e oprava nesta??. Pr?li? ve?a Kp rob? robota divok?m tam a sp??. Dobr? Kp sp?sob?, ?e sa robot dos? naklon? dopredu a dozadu (alebo bude trochu oscilova?).
3. Po nastaven? Kp upravte Kd. Dobr? hodnota Kd zn??i oscil?cie, k?m robot nebude takmer stabiln?. Taktie? poriadny Kd udr?? robotu aj pri tla?en?.
4. Nakoniec nain?talujte Ki. Po zapnut? bude robot oscilova?, aj ke? s? nastaven? Kp a Kd, ale ?asom sa stabilizuje. Spr?vna hodnota Ki skr?ti ?as potrebn? na stabiliz?ciu robota.

Spr?vanie robota je mo?n? vidie? ni??ie na videu:

Arduino k?d pre samovyva?ovac? robot

Na vytvorenie n??ho robota sme potrebovali ?tyri extern? kni?nice. Kni?nica PID u?ah?uje v?po?et hodn?t P, I a D. Kni?nica LMotorController sa pou??va na riadenie dvoch motorov s modulom L298N. Kni?nica I2Cdev a kni?nica MPU6050_6_Axis_MotionApps20 s? ur?en? na ??tanie ?dajov z MPU6050. K?d vr?tane kni?n?c si m??ete stiahnu? v tomto ?lo?isku.

#include #include #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif #define MIN_ABS_SPEED 20 mpu605; // riadenie/stav MPU vars bool dmpReady = false; // nastavte hodnotu true, ak bola inicializ?cia DMP ?spe?n? uint8_t mpuIntStatus; // obsahuje aktu?lny stavov? bajt preru?enia z MPU uint8_t devStatus; // n?vrat stavu po ka?dej oper?cii zariadenia (0 = ?spech, !0 = chyba) uint16_t packetSize; // o?ak?van? ve?kos? paketu DMP (predvolen? hodnota je 42 bajtov) uint16_t fifoCount; // po?et v?etk?ch bajtov moment?lne vo FIFO uint8_t fifoBuffer; // vyrovn?vacia pam?? FIFO // orient?cia/pohyb vars Quaternion q; // quaternion kontajner VectorFloat gravity; // vektor gravit?cie float ypr; // vybo?enie/naklonenie/naklonenie kontajnera a vektor gravit?cie //PID double originalSetpoint = 173; dvojit? nastaven? hodnota = p?vodn? nastaven? hodnota; dvojit? uhol posunutia = 0,1; dvojit? vstup, v?stup; //upravte tieto hodnoty tak, aby vyhovovali v??mu 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? OVL?DA? 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, ?i je kol?k preru?enia MPU vysoko void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // pripojenie k I2C zbernici (kni?nica I2Cdev to nerob? automaticky) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( ); TWBR = 24; // 400 kHz I2C hodiny (200 kHz, ak je CPU 8 MHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, true); #endif mpu.initialize(); Initialize(); devStadtus = ); // tu zadajte svoje vlastn? gyroskopick? offsety, ?k?lovan? pre minim?lnu citlivos? mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); // 1688 predvolen? v?robn? nastavenie pre m?j test ?ip // uistite sa, ?e to fungovalo (vr?ti 0, ak ?no), ak (devStatus == 0) ( // zapnite DMP, teraz, ke? je pripraven? mpu.setDMPEnabled(true); // povo?te detekciu preru?enia Arduino connectInterrupt(0 , dmpDataReady , RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // nastav? n?? pr?znak DMP Ready, aby funkcia hlavnej slu?ky () vedela, ?e je v poriadku ju pou?i? dmpReady = true; // o?ak?van? DM P ve?kos? paketu pre neskor?ie porovnanie packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //nastavenie PID pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid. SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // CHYBA! // 1 = po?iato?n? na??tanie pam?te zlyhalo // 2 = aktualiz?cie konfigur?cie DMP zlyhali // (ak sa to pokaz?, zvy?ajne bude k?d 1) Serial.print(F("Inicializ?cia DMP) zlyhalo (k?d ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); ) ) void loop() ( // ak programovanie zlyhalo, nepok??ajte sa ni? robi?, ak (!dmpReady ) return; // po?kajte na preru?enie MPU alebo ?al?ie pakety, ktor? s? dostupn?, k?m (!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?ite pre??ta? viac bez ?akania na preru?enie) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&gravit?cia, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravit?cia); vstup = ypr* 180/M_PI + 180; ))

Hodnoty Kp, Ki, Kd m??u alebo nemusia fungova?. Ak nie, postupujte pod?a vy??ie uveden?ch krokov. V?imnite si, ?e sklon v k?de je nastaven? na 173 stup?ov. Ak chcete, m??ete t?to hodnotu zmeni?, ale v?imnite si, ?e toto je uhol naklonenia, ktor? mus? robot podporova?. Ak s? va?e motory pr?li? r?chle, m??ete upravi? hodnoty motorSpeedFactorLeft a motorSpeedFactorRight.

To je zatia? v?etko. Maj sa.

hoverboard vo vn?tri

Hlavn? detaily

Z ?oho je vyroben? gyroskop? Ak sa pozriete zboku, gyro sk?ter je zauj?mav? zariadenie. Prv?m je pracovn? plo?ina alebo doska. Pr?ve na ?om ?lovek vst?va a sna?? sa udr?a? rovnov?hu, ?of?ruje, jazd? alebo pad?. Po stran?ch plo?iny s? dve koles?, pr?ve tie n?m d?vaj? mo?nos? jazdi? a pohybova? sa dopredu alebo dozadu.

Najprv sa po?me zaobera? platformou. Pracovn? plo?ina je rozdelen? na dve ?asti, prav? a ?av?. Len prav? a ?av? noha. Bolo to uroben? preto, aby bolo mo?n? odbo?i? doprava alebo do?ava, len stla?en?m ?pi?ky na t?chto platform?ch.

Ako je to s gyroskopom?

mini segway zariadenie

koles?

Po stran?ch s? dve kolieska. Zvy?ajne sa hoverboardy dod?vaj? v 4 typoch a l??ia sa triedou a ve?kos?ou kolies. Prv? trieda hoverboardov je detsk? hoverboard so 4,5 palcov?mi kolesami. Mal? rozmer kolies rob? kolobe?ku ve?mi nepohodlnou a v niektor?ch ?sekoch cesty neprejazdnou.

?al?ou triedou je 6,5 palcov? hoverboard. M? u? v???? priemer kolies, ale v?etko je tie? ur?en? len na jazdu po rovine. 8 palcov? gyroscooter je zlatou strednou cestou medzi v?etk?mi gyroboardmi. M? optim?lnu ve?kos? kolies, ktor? m??u jazdi? takmer po ka?dej ceste.

A t?m najv????m je SUV zo v?etk?ch mini-segwayov – 10-palcov? hoverboard. Ide o model, ktor? m? zauj?mav? vlastnos?, okrem ve?k?ch kolies maj? tieto kolieska komorov? syst?m. To znamen?, ?e koles? s? nafukovacie, maj? plynulej?iu jazdu a tak?to hoverboardy s? odolnej?ie vo?i opotrebovaniu ako men?ie prototypy.

R?m

Telo v?etk?ch hoverboardov je vyroben? z r?znych materi?lov, no s rovnak?mi vlastnos?ami. V?ade obal zakr?va koles?, chr?ni pred postriekan?m, ?pinou, vodou, snehom a prachom. Gyroscootre s mal?mi kolesami 4,5 a 6 s? zvy?ajne vyroben? z oby?ajn?ho plastu. Ke??e tieto modely s? ur?en? na jazdu po rovnej ceste a nevyv?jaj? tak? vysok? r?chlos?, in?inieri sa rozhodli nein?talova? drah? plast a t?m zv??i? cenu hoverboardu.

Pre kolobe?ku s 8 palcov?mi kolesami s? karos?rie vyroben? z r?znych materi?lov, ako z jednoduch?ho plastu, tak aj z uhl?kov?ch vl?kien, n?razuvzdorn?ho magn?ziov?ho plastu. Tak?to plast je schopn? odola? takmer ak?muko?vek fyzick?mu n?razu a n?razu. Napr?klad karb?n je tie? ?ahk? materi?l, ??m sa zni?uje za?a?enie elektromotorov a zni?uje sa r?chlos? vyb?jania bat?rie.

motory

Po odstr?nen? krytu by ste mali na stran?ch bli??ie ku kolesu vidie? elektromotor. Elektromotory prich?dzaj? v r?znych kapacit?ch. Priemern? hodnota medzi v?etk?mi mini-segwaymi je 700 wattov na oboch koles?ch. Alebo 350 wattov na koleso. Faktom je, ?e elektromotory gyroskopov pracuj? nez?visle od seba. Jedno koleso m??e ?s? jednou r?chlos?ou a druh? inou, alebo sa m??u pohybova? r?znymi smermi, jedno dozadu, druh? dopredu. Tento syst?m teda d?va gyroscooteru ovl?date?nos?.

St?va sa citlivej??m na z?kruty pri vysokej r?chlosti. M??ete sa tie? oto?i? o 360 stup?ov. ??m vy??? je v?kon motora, t?m vy??ia je pren??an? z??a? a vy??ie ot??ky, ale nie v?dy. Je potrebn? si uvedomi?, ?e ??m vy??ia je hmotnos? n?kladu na plo?ine, t?m ni??ia je r?chlos? a t?m r?chlej?ie sa bat?ria vyb?ja. Preto s? gyroscootre s v?konn?mi motormi drah?ie.

Vyva?ovac? syst?m

Vyva?ovac? syst?m pozost?va a obsahuje pomerne ve?a komponentov. V prvom rade s? to dva gyroskopick? senzory, ktor? s? umiestnen? na pravej a ?avej strane platformy. Ak odstr?nite kryt puzdra, uvid?te dve pomocn? dosky, ku ktor?m s? pripojen? gyroskopick? senzory. Pomocn? dosky pom?haj? spracov?va? inform?cie a odosiela? ich do procesora.

?alej na pravej strane vid?te hlavn? dosku, tam je umiestnen? 32-bitov? procesor a vykon?va sa v?etko ovl?danie a v?po?ty. Nech?ba ani program, ktor? reaguje na ak?ko?vek zmenu platformy vpravo alebo v?avo.

Ak sa platforma naklon? dopredu, procesor po spracovan? inform?ci? odo?le sign?l elektromotorom, ktor? fyzicky dr?ia dosku vo vodorovnej polohe. Ale ak sa plo?ina pri ur?itom tlaku naklon? viac, koleso sa okam?ite za?ne pohybova? dopredu alebo dozadu.

Je potrebn? pripomen??, ?e vo v?etk?ch s??asn?ch hoverboardoch musia by? dve pomocn? dosky pre gyroskopick? senzory a jedna hlavn? doska, kde je umiestnen? procesor. V star??ch modeloch m??e by? aj dvojdoskov? syst?m, no od jesene 2015 nastala zmena ?tandardu a teraz sa v?etky hoverboardy, minisegwaye vyr?baj? s 3 doskami.

V ??nskych falzifik?toch alebo nekvalitn?ch hoverboardoch m??e by? jedna doska, hlavn?. Bohu?ia?, tak?to mini-segway m? zl? jazdn? vlastnosti. M??e vibrova? alebo prevr?ti? vodi?. A potom m??e cel? syst?m zlyha? ?plne.

Sch?ma vn?torn?ho ovl?dacieho zariadenia gyroskopu nie je tak? zlo?it?, ako sa zd?. Cel? syst?m je navrhnut? tak, aby ?o najr?chlej?ie reagoval na ak?ko?vek spr?vanie platformy. V?po?et sa vykon?va v zlomku sekundy a s ??asnou presnos?ou.

Bat?ria

Nap?jac? syst?m hoverboardu je nap?jan? dvomi alebo viacer?mi bat?riami. V ?tandardn?ch lacn?ch modeloch je zvy?ajne nain?talovan? bat?ria s kapacitou 4400 mAh. Bat?ria je zodpovedn? za chod cel?ho syst?mu ako celku a z?sobuje ho elektrickou energiou, preto mus? by? bat?ria kvalitn? a zna?kov?. Zvy?ajne sa pou??vaj? dve zna?ky bat?ri? - Samsung a LG.

Bat?rie sa l??ia aj triedou. Existuj? n?zko?rov?ov? bat?rie tried 1C, 2C. Tak?to bat?rie sa zvy?ajne d?vaj? na hoverboardy so 4,5 a 6,5 palcov?mi kolesami. V?etko z rovnak?ho d?vodu, preto?e tieto hoverboardy s? ur?en? na rovn? cesty, rovn? asfalt, mramor alebo podlahy.

Gyroscooter s 8-palcov?mi kolesami zvy?ajne d?va bat?rie strednej triedy typu 3C, ide o spo?ahlivej?? model bat?rie. Nevypne sa pri n?hlom zastaven? alebo pri n?raze na obrubn?k alebo dieru.

10-palcov? modely s ve?k?mi kolesami maj? zvy?ajne bat?rie triedy 5C. Tento hoverboard je schopn? jazdi? takmer na ka?dej ceste, zemi, kalu?iach, jam?ch. Preto mus? by? bat?ria spo?ahlivej?ia.

Z?kladn?m princ?pom zariadenia hoverboard je vyv??enos?. Pri ve?kej hmotnosti vodi?a potrebuje gyrosk?ter viac elektriny na vykon?vanie man?vrov a pohybu.

In?

Mnoho hoverboardov m? aj syst?m Bluetooth a reproduktory. S n?m m??ete po??va? svoju ob??ben? hudbu a jazdi? s priate?mi. Tento syst?m v?ak st?le umo??uje pripoji? v?? smartf?n k hoverboardu a sledova? stav v??ho vozidla. M??ete sledova? priemern? r?chlos?, vidie?, ako ?aleko ste pre?li. Nastavte maxim?lnu povolen? r?chlos? a ove?a viac.

Mnoh? modely maj? aj podsvietenie, osvetl? v?m cestu v tme a dok??e aj silno blika? do rytmu hudby. Mus?te si v?ak uvedomi?, ?e hudba a osvetlenie v?razne vyb?jaj? bat?riu. Mnoh? vo v?eobecnosti vyp?naj? podsvietenie, aby zv??ili v?konov? rezervu.

Z?ver

Kolobe?ka je navrhnut? tak, aby bola kompaktn? a ?ahk?, no z?rove? r?chla, v?konn? a odoln?. Hlavn? vec je k?pi? hoverboard od overen?ch dod?vate?ov, ktor? maj? v?etku potrebn? dokument?ciu, aby ste ho po ne?spe?nej jazde nemuseli rozobera?.

Tento ?l?nok sa bude zaobera? vytvoren?m samovyva?ovacieho vozidla alebo jednoducho Segway. Takmer v?etky materi?ly na vytvorenie tohto zariadenia s? ?ahko dostupn?.

Samotn? zariadenie je platforma, na ktorej vodi? stoj?. Nakl??an?m trupu sa ovl?daj? dva elektromotory cez re?az obvodov a mikrokontrol?rov zodpovedn?ch za vyv??enie.

Materi?ly:

- Modul bezdr?tov?ho ovl?dania XBee.
- Arduino mikrokontrol?r
-bat?rie
- Senzor InvenSense MPU-6050 na module „GY-521“,
- dreven? kocky
-tla?idlo
- dve koles?
a ?al?ie veci uveden? v ?l?nku a na fotografi?ch.

Prv? krok: Stanovte po?adovan? charakteristiky a navrhnite syst?m.

Pri vytv?ran? tohto zariadenia sa autor sna?il, aby sa zmestilo do tak?ch parametrov, ako s?:
- flot?cia a sila potrebn? na vo?n? pohyb aj po ?trku
-bat?rie s dostato?nou kapacitou na zabezpe?enie aspo? jednej hodiny nepretr?itej prev?dzky zariadenia
- poskytuj? mo?nos? bezdr?tov?ho ovl?dania, ako aj fix?ciu ?dajov o prev?dzke zariadenia na SD kartu pre odstra?ovanie probl?mov a odstra?ovanie por?ch.

Okrem toho je ?iaduce, aby n?klady na vytvorenie tak?hoto zariadenia boli ni??ie ako pri objedn?vke p?vodn?ho ter?nneho hoverboardu.

Pod?a sch?my ni??ie m??ete vidie? sch?mu elektrick?ho obvodu samovyva?ovacieho vozidla.

Nasleduj?ci obr?zok zobrazuje syst?m pohonu sk?tra.

V?ber mikrokontrol?ra na ovl?danie syst?mov Segway je r?znorod?, autorsk? syst?m Arduino je vzh?adom na svoje cenov? kateg?rie najv?hodnej??. Vhodn? ovl?da?e ako Arduino Uno, Arduino Nano alebo ATmega 328 m??ete pou?i? ako samostatn? ?ip.

Pre nap?janie dvojmostov?ho riadiaceho obvodu motora je potrebn? nap?jacie nap?tie 24 V, toto nap?tie mo?no ?ahko dosiahnu? zapojen?m 12 V autobat?ri? do s?rie.

Syst?m je navrhnut? tak, aby sa nap?janie motorov dod?valo len po?as stla?enia ?tartovacieho tla?idla, tak?e pre r?chle zastavenie ho sta?? uvo?ni?. V tomto pr?pade mus? platforma Arduino udr?iava? s?riov? komunik?ciu s riadiacim obvodom most?ka motorov aj s bezdr?tov?m riadiacim modulom.

Parametre n?klonu sa meraj? pomocou senzora InvenSense MPU-6050 na module „GY-521“, ktor? spracov?va zr?chlenie a nesie funkcie gyroskopu. Senzor bol umiestnen? na dvoch samostatn?ch roz?iruj?cich dosk?ch. Zbernica l2c komunikuje s mikrokontrol?rom Arduino. Sn?ma? n?klonu s adresou 0x68 bol navy?e naprogramovan? tak, aby sa ka?d?ch 20 ms dotazoval a poskytoval preru?enie mikrokontrol?ru Arduino. Druh? senzor m? adresu 0x69 a je pritiahnut? priamo do Arduina.

Ke? sa pou??vate? postav? na plo?inu sk?tra, aktivuje sa koncov? sp?na? za?a?enia, ktor? aktivuje re?im algoritmu na vyv??enie Segway.

Krok dva: Vytvorenie tela hoverboardu a in?tal?cia hlavn?ch prvkov.

Po ur?en? z?kladnej koncepcie sch?my fungovania gyroskopick?ho sk?tra autor prist?pil k priamej mont??i jeho tela a in?tal?cii hlavn?ch ?ast?. Ako hlavn? materi?l sl??ili dreven? dosky a ty?e. Strom v??i m?lo, ?o priaznivo ovplyvn? trvanie nab?jania bat?rie, okrem toho sa drevo ?ahko spracov?va a je izolantom. Z t?chto dosiek bola vyroben? krabica, v ktorej bud? nain?talovan? bat?rie, motory a mikroobvody. Tak sa z?skala dreven? ?as? v tvare U, na ktorej s? koles? a motory pripevnen? skrutkami.

Prenos sily motora na koles? bude ma? na svedom? radenie. Pri ukladan? hlavn?ch komponentov do tela Segway je ve?mi d?le?it? zabezpe?i? rovnomern? rozlo?enie hmotnosti pri uveden? Segway do pracovnej vzpriamenej polohy. Preto, ak neberiete do ?vahy rozlo?enie hmotnosti z ?a?k?ch bat?ri?, potom bude pr?ca na vyv??en? zariadenia n?ro?n?.

V tomto pr?pade autor umiestnil bat?rie vzadu, aby kompenzoval hmotnos? motora, ktor? je umiestnen? v strede zariadenia. Elektronick? komponenty zariadenia boli ulo?en? na mieste medzi motorom a bat?riami. Pre neskor?ie testovanie bolo na rukov?ti Segway pripevnen? aj do?asn? ?tartovacie tla?idlo.

Tret? krok: Sch?ma zapojenia.

Pod?a vy??ie uveden?ho diagramu boli v?etky dr?ty v pr?pade Segway vykonan?. V s?lade s ni??ie uvedenou tabu?kou boli tie? v?etky v?stupy mikrokontrol?ra Arduino pripojen? k riadiacemu obvodu motora most?ka, ako aj k vyva?ovac?m senzorom.

Nasleduj?ci obr?zok zobrazuje sn?ma? n?klonu in?talovan? horizont?lne, zatia? ?o riadiaci sn?ma? bol in?talovan? vertik?lne pozd?? osi Y.

Krok ?tyri: Testovanie a konfigur?cia zariadenia.

Po vykonan? predch?dzaj?cich et?p dostal autor na testovanie model Segway.

Pri vykon?van? testovania je d?le?it? vzia? do ?vahy tak? faktory, ako je bezpe?nos? testovacieho priestoru, ako aj ochrann? vybavenie v podobe ochrann?ch ?t?tov a prilby pre vodi?a.

Teraz je ?oraz popul?rnej?ia mal? samohybn? plo?ina s dvoma kolesami, takzvan? Segway, ktor? vyna?iel Dean Kamen. Ke? si v?imol, ak? ?a?kosti m? ?lovek na invalidnom voz?ku pri lezen? po chodn?ku, videl pr?le?itos? vytvori? vozidlo, ktor? by ?u?om pom?halo bez n?mahy. Kamen uviedol do praxe svoju my?lienku vytvorenia samovyva?ovacej platformy. Prv? model bol testovan? v roku 2001 a i?lo o vozidlo s tla?idlami na rukov?ti. Bol navrhnut? pre ?ud? so zdravotn?m postihnut?m a umo??oval im samostatn? pohyb aj po nerovnom ter?ne. Nov? model sa stal zn?mym ako „RT Segway“ a u? umo??oval riadenie nakl??an?m p?ky do?ava alebo doprava. V roku 2004 sa za?al pred?va? v Eur?pe a ?zii. Cena najmodernej??ch modern?ch modelov, ako je Segway PTi2, je pribli?ne 5 000 dol?rov. ??nske a japonsk? spolo?nosti v poslednej dobe vytv?raj? zariadenia s r?znymi ?pravami a inovat?vnym dizajnom. Niektor? dokonca vyr?baj? podobn? vozidl? len s jedn?m kolesom, no pozrime sa na klasick? Segway.

Segway pozost?va z plo?iny a dvoch kolies umiestnen?ch prie?ne poh??an?ch dvoma elektromotormi. Samotn? syst?m je stabilizovan? sofistikovan?m elektronick?m obvodom, ktor? riadi motory, pri?om zoh?ad?uje nielen n?klon vodi?a, ale aj stav vozidla, ?o mu umo??uje zosta? v?dy vzpriamen? a stabiln?. Vodi? stojaci na plo?ine ovl?da r?chlos? jednoduch?m pohybom rukov?te dopredu alebo dozadu, pri?om nakl??a doprava alebo do?ava - ot??anie. Riadiaca doska monitoruje sign?ly z vhodn?ch sn?ma?ov pohybu a orient?cie (podobn? t?m, ktor? umo??uj? smartf?nom meni? orient?ciu obrazovky), aby pomohla integrovan?mu mikroprocesoru presne orientova? platformu. Hlavn? tajomstvo segway nie je ani tak v elektromechanickej ?asti, ale v k?de, ktor? s v?raznou matematickou presnos?ou zoh?ad?uje fyziku pohybu pri spracovan? d?t a predikcii spr?vania.

Segway je vybaven? dvoma bezkomut?torov?mi elektromotormi vyroben?mi zo zliatiny neod?mu, ?eleza a b?ru, ktor? s? schopn? vyvin?? v?kon a? 2 kW v?aka l?tium-polym?rovej bat?rii.

Podrobnosti pre Segway

Na vytvorenie Segway potrebujete dva prevodov? motory s kolesami, bat?riu, elektronick? obvod, plo?inu a volant.

V?kon motora lacn?ch modelov je pribli?ne 250W, ?o poskytuje r?chlos? a? 15 km/h, pri relat?vne n?zkej spotrebe pr?du. Nem??u priamo ot??a? koles?, preto?e vysok? po?et ot??ok t?chto motorov neumo??uje z?ska? potrebn? trakciu. Podobne ako pri pou?it? prevodov na bicykli: zv??en?m prevodov?ho pomeru strat?te r?chlos?, ale zv??ite ?silie vynalo?en? na ped?l.

Plo?ina je umiestnen? pod osou motorov. Bat?ria, ktorej hmotnos? je pomerne vysok?, je tie? umiestnen? pod stupa?kou v symetrickej polohe, ?o zais?uje, ?e aj bez vodi?a na palube zostane Segway vo vzpriamenej polohe. Vn?tornej mechanickej stabilite navy?e pom??e elektronick? stabiliza?n? jednotka, ktor? je plne akt?vna v pr?tomnosti vodi?a. Pr?tomnos? osoby na plo?ine zdvihne ?a?isko nad os kolesa, ??m sa syst?m st?va nestabiln?m – to u? kompenzuje doska elektroniky.

V z?sade m??ete tak?to vec urobi? sami zak?pen?m potrebnej jednotky elektroniky na ??nskej webovej str?nke (s? v predaji). V?etky diely s? namontovan? skrutkami a maticami (nie skrutkami). Osobitn? pozornos? je potrebn? venova? spr?vnemu napnutiu re?aze. Bat?rie s? zaisten? U-svorkami s mal?mi gumen?mi priechodkami, aby sa zabezpe?il spr?vny tlak. Medzi bat?riu a plo?inu sa odpor??a prida? obojstrann? p?sku, aby nedo?lo k sk?znutiu. Ovl?dac? panel mus? by? vlo?en? medzi dve bat?rie a zaisten? ?peci?lnymi rozperami.

Ovl?dacia p?ka m??e a nemus? by? - ve? modely segway bez nej (minisegway) s? teraz popul?rne. Vo v?eobecnosti je vec zauj?mav? a nie pr?li? drah?, preto?e pod?a inform?ci? od priate?ov je ve?koobchodn? n?kupn? cena v ??ne iba 100 dol?rov.

?o budeme potrebova?? Na za?iatok - koles?, vezmite si zo simul?tora pre lis. Redukcia na 12 voltov a 160 ot./min. Powerbanka s v?dr?ou 15 000 miliamp?r hod?n. Na to, aby sme mohli vozidlo ovl?da?, teda zat??a? doprava alebo do?ava, zr?ch?ova? a spoma?ova?, vyu?ijeme moduly, ktor? u? boli pou?it? pri v?robe dom?cej kosa?ky. To v?m umo?n? ovl?da? r?chlos? motora. Pod?a toho 2 moduly, 2 motory, 2 power banky.

Tieto dve sady funguj? oddelene. Predpokladajme, ?e prid?me ot??ky k prav?mu motoru, segway zato?? do?ava. To ist?, ale zrkadlovo pri odbo?ovan? vpravo. Ak prid?te r?chlos? dvom motorom s??asne, n?stroj sa zr?chli.

Najprv nain?talujte ozuben? koles?. Za t?mto ??elom ho nanesieme do stredu na preglejkov? dosku, nakresl?me obrys a pomocou fr?zy vytvor?me vybranie. Rovnako ako bola prevodovka pripevnen? na ?avej strane, rob?me to na opa?nej strane.

Mus?te odreza? nieko?ko t?chto ty?? a skrutkova? po stran?ch. Je to potrebn?, aby sa preglejka nepreh?bala.
Odstr??te koles? a nasa?te n?pravu. Ako vid?te, navz?jom sa l??ia. Je potrebn? vopred vyrobi? dve dreven? priechodky. Pou?ijeme dom?ci s?struh na drevo. Uk?zalo sa, ?e dva dreven? polotovary.

Vlo??me obrobok. Vyv?tame otvor a obrobok prilep?me epoxidom. (Autor urobil ?pravu na konci videa, pre??tajte si ni??ie).

Teraz vyrob?me volant. Na to pou?ijeme k?sok kanaliza?n?ho potrubia. Zobrali sme k?u?ku zo simul?tora. V hornej ?asti preglejky urob?me otvory, upevn?me potrubie a rukov??. Volant Segwaya by mal by? mierne naklonen?, preto sme pod svahom urobili dieru do preglejky a odrezali plastov? r?rku.

V?etky ovl?dacie moduly bud? nain?talovan? na volante. Od volantu k prevodovk?m je potrebn? natiahnu? 8 kusov dr?tov. Aby nevyt??ali zhora, najprv urob?me priechodn? otvor v potrub? a zatla??me dr?ty.

A teraz znova mus?te v?etko prilepi? epoxidom a po?ka? 24 hod?n. Koles?, ako sa uk?zalo, boli deformovan?, epoxid sa uk?zal ako nie ve?mi spo?ahliv? materi?l. Rozobral som prevodovky, vybral hriadele a vyrezal na nich z?vity. Nav?tal som otvory aj do dreven?ch priechodiek. Vlo?en? kovov? priechodky a teraz to v?etko vyzer? ove?a spo?ahlivej?ie. Koles? sa daj? priskrutkova? aj ve?mi pevne. Plastov? r?rka sa nezdala ?plne spo?ahliv?, na jej spevnenie bola do nej vlo?en? rukov?? lopaty.

Do panelu sme vlo?ili 2 moduly. V potrub? mus?te vyv?ta? otvory pre odpory. Zost?va lepi? gomb?ky hor?cim lepidlom. Ve?te k?ble k modulu, redukcie, Power banky. Priskrutkujte koles?.

Pre t?ch, ktor? sa ob?vaj? nespr?vneho pripojenia vodi?ov, je v?etko podrobne uveden? na moduloch.

Segway bude ma? aj tachometer na bicykli. Testovacia verzia dom?ceho segway je pripraven?. Po?me to otestova?.