L?t oss prata om hur du kan anv?nda Arduino f?r att skapa en robot som balanserar som en Segway.

Segway fr?n engelska. Segway ?r ett tv?hjuligt st?ende fordon utrustad med en elektrisk drivning. De kallas ?ven gyroskotrar eller elektriska skotrar.

Har du n?gonsin undrat hur en Segway fungerar? I den h?r handledningen kommer vi att f?rs?ka visa dig hur man g?r en Arduino-robot som balanserar sig sj?lv precis som en Segway.

F?r att balansera roboten m?ste motorerna motverka robotens fall. Denna ?tg?rd kr?ver feedback och korrigerande element. ?terkopplingselement - , som ger b?de acceleration och rotation i alla tre axlarna (). Arduino anv?nder detta f?r att veta robotens nuvarande orientering. Det korrigerande elementet ?r kombinationen av motor och hjul.

Slutresultatet borde bli ungef?r s? h?r:

Robotschema

L298N motordrivrutin:

DC-v?xelmotor med hjul:

En sj?lvbalanserande robot ?r i grunden en inverterad pendel. Den kan balanseras b?ttre om massans centrum ?r h?gre i f?rh?llande till hjulaxlarna. Ett h?gre masscentrum inneb?r ett h?gre masstr?ghetsmoment, vilket motsvarar en l?gre vinkelacceleration (l?ngsammare fall). Det ?r d?rf?r vi l?gger batteripaketet ovanp?. H?jden p? roboten valdes dock utifr?n tillg?ngen p? material ?

Den f?rdiga versionen av den sj?lvbalanserande roboten kan ses i figuren ovan. ?verst finns sex Ni-Cd-batterier f?r att driva kretskortet. Mellan motorerna anv?nds ett 9-volts batteri f?r motorf?raren.

Teori

I kontrollteorin kr?ver att h?lla n?gon variabel (i detta fall robotens position) en speciell styrenhet som kallas PID (Proportional Integral Derivative). Var och en av dessa parametrar har en "f?rst?rkning", vanligen kallad Kp, Ki och Kd. PID ger en korrigering mellan det ?nskade v?rdet (eller ing?ngen) och det faktiska v?rdet (eller utg?ngen). Skillnaden mellan input och output kallas "fel".

PID-regulatorn reducerar felet till minsta m?jliga v?rde genom att hela tiden justera utg?ngen. I v?r sj?lvbalanserande Arduino-robot st?lls ing?ngen (som ?r den ?nskade lutningen i grader) av programvaran. MPU6050 l?ser av robotens nuvarande lutning och matar in den i en PID-algoritm som utf?r ber?kningar f?r att styra motorn och h?lla roboten uppr?tt.

PID kr?ver att Kp-, Ki- och Kd-v?rdena st?lls in p? optimala v?rden. Ingenj?rer anv?nder programvara som MATLAB f?r att automatiskt ber?kna dessa v?rden. Tyv?rr kan vi inte anv?nda MATLAB i v?rt fall eftersom det kommer att komplicera projektet ?nnu mer. Ist?llet kommer vi att st?lla in PID-v?rdena. S? h?r g?r du:

1. St?ll in Kp, Ki och Kd till noll.
2. Justera Kp. F?r lite Kp kommer att f? roboten att falla eftersom fixeringen inte r?cker. F?r mycket Kp f?r roboten att g? vild fram och tillbaka. En bra Kp kommer att f? roboten att luta sig fram och tillbaka ganska mycket (eller sv?nga lite).
3. N?r Kp ?r inst?llt, justera Kd. Ett bra Kd-v?rde kommer att minska sv?ngningarna tills roboten ?r n?stan stabil. Dessutom kommer en ordentlig Kd att beh?lla roboten ?ven om den trycks.
4. Slutligen, installera Ki. N?r den ?r p?slagen kommer roboten att sv?nga ?ven om Kp och Kd ?r inst?llda, men stabiliseras ?ver tiden. R?tt Ki-v?rde f?rkortar tiden som kr?vs f?r att roboten ska stabiliseras.

Robotens beteende kan ses nedan i videon:

Arduino-kod f?r en sj?lvbalanserande robot

Vi beh?vde fyra externa bibliotek f?r att skapa v?r robot. PID-biblioteket g?r det enkelt att ber?kna v?rden P, I och D. LMotorController-biblioteket anv?nds f?r att styra tv? motorer med L298N-modulen. I2Cdev-biblioteket och MPU6050_6_Axis_MotionApps20-biblioteket ?r designade f?r att l?sa data fr?n MPU6050. Du kan ladda ner koden inklusive bibliotek i det h?r arkivet.

#omfatta #omfatta #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif #define MIN_ABS_SPEED 20 MPU6050 mpu; // MPU-kontroll/status vars bool dmpReady = false; // st?ll in sant om DMP init lyckades uint8_t mpuIntStatus; // inneh?ller faktisk avbrottsstatusbyte fr?n MPU uint8_t devStatus; // returnera status efter varje enhetsoperation (0 = framg?ng, !0 = fel) uint16_t packetSize; // f?rv?ntad DMP-paketstorlek (standard ?r 42 byte) uint16_t fifoCount; // antal av alla bytes f?r n?rvarande i FIFO uint8_t fifoBuffer; // FIFO-lagringsbuffert // orientering/r?relse vars Quaternion q; // quaternion container VectorFloat gravity; // gravitationsvektor float ypr; // yaw/pitch/roll beh?llare och gravitationsvektor //PID dubbel originalb?rv?rde = 173; dubbelt b?rv?rde = originalb?rv?rde; dubbel r?rlig vinkelf?rskjutning = 0,1; dubbel ing?ng, utg?ng; //justera dessa v?rden f?r att passa din egen design dubbel Kp = 50; dubbel Kd = 1,4; dubbel Ki = 60; PID pid(&ing?ng, &utg?ng, &b?rv?rde, Kp, Ki, Kd, DIRECT); dubbel motorSpeedFactorLeft = 0,6; dubbel motorSpeedFactorRight = 0,5; //MOTORSTYRNING 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; // indikerar om MPU-avbrottsstiftet har blivit h?gt void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // join I2C bus (I2Cdev-biblioteket g?r inte detta automatiskt) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( ); TWBR = 24; // 400kHz I2C-klocka (200kHz om CPU ?r 8MHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, true); #endif mpu.initialize(); devdStatus = mpitialize.(); // ange dina egna gyrof?rskjutningar h?r, skalade f?r min k?nslighet mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); // 1688 fabriksstandard f?r mitt test chip // se till att det fungerade (returerar 0 om s? ?r fallet) if (devStatus == 0) ( // sl? p? DMP, nu n?r den ?r klar mpu.setDMPEnabled(true); // aktivera Arduino avbrottsdetektering attachInterrupt(0 , dmpDataReady , RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // st?ll in v?r DMP Ready-flagga s? att main loop()-funktionen vet att det ?r okej att anv?nda den dmpReady = true; // f? f?rv?ntad DM P-paketstorlek f?r senare j?mf?relse packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //setup PID pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid. SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // FEL! // 1 = initial minnesladdning misslyckades // 2 = DMP-konfigurationsuppdateringar misslyckades // (om den kommer att g? s?nder kommer vanligtvis koden att vara 1) Serial.print(F("DMP-initiering misslyckades (kod ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); ) ) void loop() ( // om programmeringen misslyckades, f?rs?k inte g?ra n?gonting if (!dmpReady) ) return; // v?nta p? MPU-avbrott eller extra paket tillg?ngliga medan (!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 paket tillg?ngligt // (detta l?ter oss omedelbart l?sa mer utan att v?nta p? ett avbrott) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity); input = ypr * 180/M_PI + 180; ))

Kp, Ki, Kd-v?rden kanske fungerar eller inte. Om de inte g?r det, f?lj stegen ovan. Observera att lutningen i koden ?r inst?lld p? 173 grader. Du kan ?ndra det h?r v?rdet om du vill, men observera att detta ?r vinkeln som roboten m?ste st?dja. Om dina motorer ?r f?r snabba kan du ocks? justera v?rdena f?r motorSpeedFactorLeft och motorSpeedFactorRight.

Det var allt tills vidare. Vi ses.

hoverboard inuti

Huvuddetaljer

Vad ?r ett gyroskop gjort av? Om du tittar fr?n sidan ?r gyroscootern en intressant enhet. Den f?rsta ?r en arbetsplattform eller br?da. Det ?r p? den som en person reser sig och f?rs?ker h?lla balansen, k?r, rider eller faller. P? sidorna av plattformen finns tv? hjul, det ?r de som ger oss m?jlighet att ?ka och r?ra oss fram?t eller bak?t.

L?t oss f?rst ta itu med plattformen. Arbetsplattformen ?r uppdelad i tv? delar, h?ger och v?nster. Bara h?ger och v?nster fot. Detta gjordes f?r att kunna sv?nga h?ger eller v?nster, bara genom att trycka p? t?n p? dessa plattformar.

Hur ?r en gyroskoter?

mini segway enhet

hjul

Det finns tv? hjul p? sidorna. Vanligtvis finns hoverboards i 4 typer, och de skiljer sig ?t i klassen och storleken p? hjulen. Den f?rsta klassen av hoverboards ?r en barnhoverboard med 4,5 tums hjul. Den lilla storleken p? hjulen g?r skotern v?ldigt obekv?m och inte framkomlig p? vissa v?gavsnitt.

N?sta klass ?r 6,5 tum hoverboard. Den har redan en st?rre hjuldiameter, men allt ?r ocks? designat endast f?r k?rning p? plana ytor. 8-tums gyroscootern ?r den gyllene medelv?gen bland alla gyroboards. Den har en optimal hjulstorlek som kan k?ra p? n?stan vilken v?g som helst.

Och den st?rsta ?r SUV:n av alla mini-segways - en 10-tums hoverboard. Detta ?r en modell som har en intressant egenskap, f?rutom stora hjul har dessa hjul ett kammarsystem. Det vill s?ga att hjulen ?r uppbl?sbara, de har en mjukare g?ng och s?dana hoverboards ?r mer slitstarka ?n mindre prototyper.

Ram

Kroppen p? alla hoverboards ?r gjord av olika material, men med samma funktion. ?verallt t?cker fodralet hjulen och skyddar mot st?nk, smuts, vatten, sn? och damm. Gyroskotrar med sm? hjul 4,5 och 6 ?r vanligtvis gjorda av vanlig plast. Eftersom dessa modeller ?r designade f?r att k?ra p? en platt v?g och inte utvecklar en s? h?g hastighet, beslutade ingenj?rerna att inte installera dyr plast och d?rmed ?ka priset p? en hoverboard.

F?r en skoter med 8 tums hjul ?r karosserna gjorda av olika material, b?de av enkel plast och av kolfiber, en slagt?lig magnesiumplast. S?dan plast kan motst? n?stan alla fysiska st?tar och st?tar. Kol ?r till exempel ocks? ett l?ttviktsmaterial, vilket minskar belastningen p? elmotorer och minskar batteriets urladdningshastighet.

Motorer

N?r du har tagit bort k?pan, p? sidorna n?rmare hjulet b?r du se elmotorn. Elmotorer finns i olika kapaciteter. Medelv?rdet bland alla mini-segways ?r 700 watt p? b?da hjulen. Eller 350 watt per hjul. Faktum ?r att gyroskotrarnas elmotorer fungerar oberoende av varandra. Ett hjul kan g? i en hastighet och det andra i en annan, eller s? kan de r?ra sig i olika riktningar, det ena bak?t, det andra fram?t. Detta system ger s?ledes gyroscootern styrbarhet.

Den blir k?nsligare f?r sv?ngar i h?g hastighet. Du kan ocks? v?nda dig 360 grader. Ju h?gre effekt motorn har, desto h?gre belastning och desto h?gre hastighet, men inte alltid. Det m?ste f?rst?s att ju h?gre massa lasten p? plattformen ?r, desto l?gre hastighet och desto snabbare laddas batteriet ur. D?rf?r ?r gyroscooters med kraftfulla motorer dyrare.

Balanseringssystem

Balanseringssystemet best?r och inneh?ller en hel del komponenter. F?rst och fr?mst ?r dessa tv? gyroskopiska sensorer, som ?r placerade p? h?ger och v?nster sida av plattformen. Om du tar bort h?ljets lock kan du se tv? hj?lpbr?dor, det ?r till dem som de gyroskopiska sensorerna ?r anslutna. Hj?lpkort hj?lper till att bearbeta information och skicka den till processorn.

L?ngre till h?ger kan du se huvudkortet, det ?r d?r som 32-bitars processorn sitter och all kontroll och ber?kning utf?rs. Det finns ocks? ett program som reagerar p? varje f?r?ndring i plattformen till h?ger eller v?nster.

Om plattformen lutar sig fram?t skickar processorn, efter att ha bearbetat informationen, en signal till elmotorerna som fysiskt h?ller kortet i ett plant l?ge. Men om plattformen lutar mer med ett visst tryck, b?rjar hjulet genast r?ra sig fram?t eller bak?t.

Man m?ste komma ih?g att i alla nuvarande hoverboards m?ste det finnas tv? hj?lpkort f?r gyroskopiska sensorer och ett huvudkort, d?r processorn ?r placerad. I ?ldre modeller kan det ?ven finnas ett tv?kortssystem, men sedan h?sten 2015 har det gjorts en ?ndring av standarden och nu ?r alla hoverboards, mini-segways gjorda med 3 br?dor.

I kinesiska f?rfalskningar eller hoverboards av l?g kvalitet kan det finnas en br?da, den huvudsakliga. Tyv?rr har en s?dan mini-segway d?liga hanteringsegenskaper. Kan vibrera eller v?lta f?raren. Och d? kan hela systemet misslyckas totalt.

Schemat f?r den interna kontrollenheten f?r gyroscootern ?r inte s? komplicerat som det verkar. Hela systemet ?r utformat f?r att reagera s? snabbt som m?jligt p? plattformens beteende. Ber?kningen g?rs p? en br?kdel av en sekund och med otrolig noggrannhet.

Batteri

Hoverboardens str?mf?rs?rjningssystem drivs av tv? eller flera batterier. I vanliga billiga modeller installeras vanligtvis ett batteri med en kapacitet p? 4400 mAh. Batteriet ansvarar f?r driften av hela systemet som helhet och f?rser det med elektricitet, s? batteriet m?ste vara av h?g kvalitet och m?rkt. Vanligtvis anv?nds tv? m?rken av batterier - dessa ?r Samsung och LG.

Batterier skiljer sig ocks? i klass. Det finns l?gniv?batterier av klasserna 1C, 2C. S?dana batterier s?tts vanligtvis p? hoverboards med 4,5 och 6,5 tums hjul. Allt av samma anledning, eftersom dessa hoverboards ?r designade f?r plana v?gar, platt asfalt, marmor eller golv.

Gyroskotrar med 8-tumshjul s?tter vanligtvis batterier av medelklass typ 3C, detta ?r en mer p?litlig batterimodell. Den st?ngs inte av vid ett pl?tsligt stopp eller n?r den tr?ffar en trottoarkant eller ett h?l.

Storhjuliga 10-tumsmodeller har vanligtvis klass 5C-batterier. Denna hoverboard kan ?ka p? n?stan alla v?gar, land, vattenp?lar, gropar. D?rf?r m?ste batteriet vara mer p?litligt.

Grundprincipen f?r hoverboardanordningen beror p? balansen. Med en stor vikt p? f?raren beh?ver gyroskotern mer elektricitet f?r att utf?ra man?vrar och r?relser.

?vrig

M?nga hoverboards har ?ven ett Bluetooth-system och h?gtalare. Med den kan du lyssna p? din favoritmusik och ?ka med v?nner. Men det h?r systemet g?r det fortfarande m?jligt att ansluta din smartphone till hoverboarden och ?vervaka ditt fordons tillst?nd. Du kan ?vervaka medelhastigheten, se hur l?ngt du har tillryggalagt. St?ll in h?gsta till?tna hastighet och mycket mer.

M?nga modeller har ?ven bakgrundsbelysning, den lyser upp din v?g i m?rkret, och kan ?ven blinka starkt i takt med musiken. Men du m?ste komma ih?g att musik och belysning drar ur batteriet kraftigt. M?nga st?nger generellt av bakgrundsbelysningen f?r att ?ka energireserven.

Slutsats

Scootern ?r designad f?r att vara kompakt och l?tt, men ?nd? snabb, kraftfull och h?llbar. Det viktigaste ?r att k?pa en hoverboard fr?n p?litliga leverant?rer som har all n?dv?ndig dokumentation s? att du inte beh?ver demontera den efter en misslyckad ?ktur.

Den h?r artikeln kommer att ?verv?ga skapandet av ett sj?lvbalanserande fordon, eller helt enkelt en Segway. N?stan allt material f?r att skapa denna enhet ?r l?ttillg?ngligt.

Sj?lva enheten ?r en plattform som f?raren st?r p?. Genom att luta b?len styrs tv? elmotorer genom en kedja av kretsar och mikrokontroller som ansvarar f?r balansering.

Material:

-XBee tr?dl?s kontrollmodul.
- Arduino mikrokontroller
-batterier
- InvenSense MPU-6050-sensor p? "GY-521"-modulen,
- tr? block
-knapp
-tv? hjul
och annat som anges i artikeln och p? fotografierna.

Steg ett: Best?m de n?dv?ndiga egenskaperna och designa systemet.

N?r du skapade den h?r enheten f?rs?kte f?rfattaren f? den att passa in i s?dana parametrar som:
- flytning och kraft beh?vs f?r att r?ra sig fritt ?ven p? grus
- batterier med tillr?cklig kapacitet f?r att ge minst en timmes kontinuerlig drift av enheten
- ge m?jlighet till tr?dl?s kontroll, samt fixa data om enhetens funktion p? ett SD-kort f?r fels?kning och fels?kning.

Dessutom ?r det ?nskv?rt att kostnaden f?r att skapa en s?dan enhet ?r mindre ?n att best?lla den ursprungliga off-road hoverboarden.

Enligt diagrammet nedan kan du se det elektriska kretsschemat f?r ett sj?lvbalanserande fordon.

F?ljande bild visar skoterns drivsystem.

Valet av en mikrokontroller f?r att styra Segway-system ?r m?ngsidigt, f?rfattarens Arduino-system ?r det mest att f?redra p? grund av dess priskategorier. L?mpliga kontroller som Arduino Uno, Arduino Nano, eller s? kan du ta ATmega 328 f?r att anv?nda som ett separat chip.

F?r att driva en dubbelbryggmotors styrkrets kr?vs en matningssp?nning p? 24 V, denna sp?nning kan enkelt uppn?s genom att seriekoppla 12 V bilbatterier.

Systemet ?r konstruerat s? att str?m tillf?rs motorerna endast n?r startknappen ?r intryckt, s? f?r ett snabbt stopp ?r det bara att sl?ppa den. I det h?r fallet m?ste Arduino-plattformen uppr?tth?lla seriell kommunikation med b?de motorernas bryggstyrkrets och med den tr?dl?sa styrmodulen.

Lutningsparametrar m?ts med hj?lp av InvenSense MPU-6050-sensorn p? "GY-521"-modulen, som bearbetar acceleration och b?r funktionerna hos ett gyroskop. Sensorn var placerad p? tv? separata expansionskort. L2c-bussen kommunicerar med Arduino-mikrokontrollern. Dessutom var lutningssensorn med adress 0x68 programmerad p? ett s?dant s?tt att den pollar var 20:e ms och ger ett avbrott till Arduino-mikrokontrollern. Den andra sensorn har adress 0x69 och dras direkt till Arduino.

N?r anv?ndaren st?r p? skoterns plattform aktiveras lastgr?nsbrytaren, vilket aktiverar algoritml?get f?r att balansera Segway.

Steg tv?: Skapa hoverboardens kropp och installera huvudelementen.

Efter att ha best?mt grundkonceptet f?r driftschemat f?r gyroscootern fortsatte f?rfattaren till direkt montering av sin kropp och installationen av huvuddelarna. Tr?skivor och barer fungerade som huvudmaterial. Tr?det v?ger lite, vilket positivt p?verkar batteriladdningens varaktighet, dessutom ?r tr? l?tt bearbetat och ?r en isolator. En l?da gjordes av dessa kort, i vilken batterier, motorer och mikrokretsar kommer att installeras. S?lunda erh?lls en U-formad tr?del, p? vilken hjulen och motorerna ?r f?sta med bultar.

?verf?ringen av motorkraft till hjulen kommer att bero p? utv?xling. N?r du l?gger huvudkomponenterna i Segway-kroppen ?r det mycket viktigt att se till att vikten f?rdelas j?mnt n?r du f?r Segway till ett fungerande uppr?tt l?ge. D?rf?r, om du inte tar h?nsyn till viktf?rdelningen fr?n tunga batterier, blir arbetet med att balansera enheten sv?rt.

I det h?r fallet placerade f?rfattaren batterierna p? baksidan f?r att kompensera f?r vikten p? motorn, som ?r placerad i mitten av enheten. De elektroniska komponenterna i enheten f?rvarades p? plats mellan motorn och batterierna. F?r senare tester f?stes ?ven en tillf?llig startknapp p? Segwayens handtag.

Steg tre: Kopplingsschema.

Enligt ovanst?ende diagram utf?rdes alla ledningar i Segway-fallet. I enlighet med tabellen nedan var alla utg?ngar fr?n Arduino-mikrokontrollern anslutna till bromotorns styrkrets, s?v?l som till balanseringssensorerna.

F?ljande diagram visar lutningssensorn installerad horisontellt, medan kontrollsensorn installerades vertikalt l?ngs Y-axeln.

Steg fyra: Testa och konfigurera enheten.

Efter att ha genomf?rt de tidigare stegen fick f?rfattaren en Segway-modell f?r testning.

N?r man genomf?r tester ?r det viktigt att ta h?nsyn till s?dana faktorer som s?kerheten i testomr?det, samt skyddsutrustning i form av skyddssk?ldar och en hj?lm f?r f?raren.

Nu mer och mer popul?rt ?r en liten sj?lvg?ende plattform med tv? hjul, den s? kallade Segway, som uppfanns av Dean Kamen. N?r han m?rkte de sv?righeter en person i rullstol hade n?r han kl?ttrade upp p? trottoaren, s?g han en m?jlighet att skapa ett fordon som kunde hj?lpa m?nniskor att ta sig runt utan anstr?ngning. Kamen omsatte sin id? om att skapa en sj?lvbalanserande plattform i praktiken. Den f?rsta modellen testades 2001 och det var ett fordon med knappar p? handtaget. Den var designad f?r personer med funktionshinder och l?t dem r?ra sig sj?lvst?ndigt ?ven i oj?mn terr?ng. Den nya modellen blev k?nd som "RT Segway", och fick redan styra genom att luta spaken ?t v?nster eller h?ger. 2004 b?rjade den s?ljas i Europa och Asien. Priset p? de mest avancerade moderna modellerna, som Segway PTi2, ?r cirka 5 000 dollar. Nyligen har kinesiska och japanska f?retag skapat enheter med olika modifieringar och innovativ design. Vissa tillverkar till och med liknande fordon med bara ett hjul, men l?t oss titta p? den klassiska Segwayen.

Segway best?r av en plattform och tv? hjul placerade p? tv?ren drivna av tv? elmotorer. Systemet i sig stabiliseras av en sofistikerad elektronisk krets som styr motorerna, med h?nsyn inte bara till f?rarens lutning, utan ?ven fordonets skick, vilket g?r att det alltid f?rblir uppr?tt och stabilt. F?raren, som st?r p? plattformen, kontrollerar hastigheten helt enkelt genom att f?ra handtaget fram?t eller bak?t, samtidigt som den lutar ?t h?ger eller v?nster - sv?ng. Styrkortet ?vervakar signaler fr?n l?mpliga r?relse- och orienteringssensorer (liknande de som l?ter smartphones ?ndra sk?rmorientering) f?r att hj?lpa den inbyggda mikroprocessorn att orientera plattformen korrekt. Segwayens huvudhemlighet ligger inte s? mycket i den elektromekaniska delen, utan i koden, som tar h?nsyn till r?relsens fysik med betydande matematisk precision i databehandling och beteendef?ruts?gelse.

Segwayen ?r utrustad med tv? borstl?sa elmotorer gjorda av en legering av neodym-j?rn-bor, som kan utveckla effekt upp till 2 kW, tack vare ett litium-polymerbatteri.

Detaljer f?r Segway

F?r att skapa en Segway beh?ver du tv? v?xelmotorer med hjul, ett batteri, en elektronisk krets, en plattform och en ratt.

Motoreffekten f?r billiga modeller ?r cirka 250W, vilket ger hastigheter upp till 15 km/h, med relativt l?g str?mf?rbrukning. De kan inte vrida hjulen direkt, eftersom det h?ga antalet varv f?r dessa motorer inte till?ter att f? den n?dv?ndiga dragkraften. I likhet med vad som h?nder n?r du anv?nder v?xlarna p? din cykel: genom att ?ka utv?xlingen kommer du att tappa fart, men ?ka anstr?ngningen som appliceras p? pedalen.

Plattformen ?r placerad under motoraxeln. Batteriet, vars vikt ?r ganska h?g, ?r ocks? placerat under fotplattan i ett symmetriskt l?ge, vilket s?kerst?ller att ?ven utan f?rare ombord f?rblir Segway i uppr?tt l?ge. Dessutom kommer intern mekanisk stabilitet att hj?lpa den elektroniska stabiliseringsenheten, som ?r fullt aktiv n?r f?raren ?r n?rvarande. N?rvaron av en person p? plattformen h?jer tyngdpunkten ?ver hjulaxeln, vilket g?r systemet instabilt - detta kommer redan att kompensera f?r elektronikkortet.

I princip kan du g?ra en s?dan sak sj?lv genom att k?pa den n?dv?ndiga elektronikenheten p? den kinesiska webbplatsen (de ?r till f?rs?ljning). Alla delar ?r monterade med skruvar och muttrar (ej skruvar). S?rskild uppm?rksamhet m?ste ?gnas ?t korrekt kedjesp?nning. Batterierna ?r s?krade med U-kl?mmor med sm? gummigenomf?ringar f?r att s?kerst?lla r?tt tryck. Det rekommenderas att l?gga dubbelh?ftande tejp mellan batteriet och plattformen, s? att det inte glider. Man?verpanelen ska s?ttas in mellan tv? batterier och s?kras med speciella distanser.

Det kanske finns en kontrollspak eller inte - trots allt ?r segwaymodeller utan den (minisegway) nu popul?ra. I allm?nhet ?r saken intressant och inte s?rskilt dyr, f?r enligt information fr?n v?nner ?r grossistpriset i Kina bara 100 $.

Vad kommer vi att beh?va? Till att b?rja med - hjulen, ta fr?n simulatorn f?r pressen. Reducerare f?r 12 volt och 160 rpm. Powerbank f?r 15 000 milliampere timmar. F?r att kunna styra fordonet, det vill s?ga sv?nga h?ger eller v?nster, accelerera och sakta ner, kommer vi att anv?nda de moduler som redan har anv?nts vid tillverkningen av en hemmagjord gr?sklippare. Detta g?r att du kan kontrollera motorns hastighet. F?ljaktligen 2 moduler, 2 motorer, 2 powerbanks.

De tv? upps?ttningarna fungerar separat. Anta att vi l?gger till varv p? h?ger motor, s? sv?nger segwayen ?t v?nster. Samma sak, men speglas vid h?gersv?ngning. Om du l?gger till hastighet till tv? motorer samtidigt kommer verktyget att accelerera.

L?t oss installera v?xlarna f?rst. F?r att g?ra detta applicerar vi det i mitten p? en plywoodskiva, ritar en kontur och g?r en f?rdjupning med en sk?rare. P? samma s?tt som v?xell?dan f?stes p? v?nster sida g?r vi det p? motsatt sida.

Du m?ste sk?ra n?gra av dessa st?nger och skruva p? sidorna. Detta ?r n?dv?ndigt s? att plywooden inte sjunker.
Ta bort hjulen och s?tt p? axeln. Som du kan se ?r de olika varandra. Det ?r n?dv?ndigt att f?rbereda tv? tr?bussningar. Vi kommer att anv?nda en hemmagjord tr?svarv. Det blev tv? tr??mnen.

Vi s?tter in arbetsstycket. Vi borrar ett h?l och limar arbetsstycket med epoxi. (F?rfattaren gjorde en ?ndring i slutet av videon, l?s nedan).

Nu ska vi g?ra ratten. F?r detta kommer vi att anv?nda en bit avloppsr?r. Vi tog handtaget fr?n simulatorn. Vi kommer att g?ra h?l i den ?vre delen av plywooden, fixa r?ret och handtaget. Segwayens ratt ska vara n?got lutande, s? vi gjorde ett h?l i plywooden under lutningen och skar plastr?ret.

Alla kontrollmoduler kommer att installeras p? ratten. Det ?r n?dv?ndigt att str?cka 8 bitar av ledningar fr?n ratten till v?xell?dorna. F?r att de inte ska sticka ut ovanifr?n g?r vi f?rst ett genomg?ende h?l i r?ret och trycker p? ledningarna.

Och nu igen m?ste du limma allt med epoxi och v?nta 24 timmar. Hjulen visade sig vara deformerade, epoxi visade sig inte vara ett s?rskilt tillf?rlitligt material. Jag tog is?r v?xell?dorna, tog bort axlarna och klippte g?ngorna p? dem. Jag borrade ?ven h?l i tr?bussningarna. Insatt metallbussningar och nu ser det hela mycket mer p?litligt ut. Hjulen kan ocks? skruvas mycket h?rt. Plastr?ret verkade inte riktigt tillf?rlitligt, ett spadehandtag sattes in i det f?r att st?rka det.

Vi s?tter 2 moduler i panelen. Du m?ste borra h?l i r?ret f?r motst?nd. Det ?terst?r att limma knapparna med varmt lim. Dra ledningar till modulen, reducerare, Powerbanks. Skruva p? hjulen.

F?r dem som ?r r?dda f?r att koppla ledningarna felaktigt ?r allt detaljerat p? modulerna.

Segway kommer ocks? att ha en cykelhastighetsm?tare. En testversion av en hemmagjord segway ?r klar. L?t oss testa det.