Segway gibi denge kurabilen bir robot yaratmak i?in Arduino'yu nas?l kullanabilece?inizi konu?al?m.

?ngilizce'den Segway. Segway, elektrikli tahrikle donat?lm?? iki tekerlekli ayakta duran bir ara?t?r. Bunlara u?an kaykaylar veya elektrikli scooterlar da denir.

Segway'in nas?l ?al??t???n? hi? merak ettiniz mi? Bu dersimizde t?pk? Segway gibi kendi kendini dengeleyen bir Arduino robotunun nas?l yap?laca??n? size g?stermeye ?al??aca??z.

Robotu dengelemek i?in motorlar?n robotun d??mesine direnmesi gerekir. Bu eylem gerektirir geri bildirim ve d?zeltici unsurlar. Geri bildirim ??esi - ?? eksenin hepsinde () hem h?zlanma hem de d?n?? sa?lar. Arduino bunu robotun mevcut y?n?n? bilmek i?in kullan?r. D?zeltici unsur motor ve tekerle?in birle?imidir.

Nihai sonu? ??yle bir ?ey olmal?:

Robot diyagram?

L298N Motor S?r?c? Mod?l?:

Di?li motoru DC tekerlekli:

Kendi kendini dengeleyen bir robot asl?nda ters ?evrilmi? bir sarka?t?r. K?tle merkezinin tekerlek akslar?na g?re daha y?ksek olmas? daha iyi dengelenebilir. Daha y?ksek bir k?tle merkezi, daha d???k bir a??sal ivmeye (daha yava? d??me) kar??l?k gelen k?tlenin daha y?ksek bir atalet momenti anlam?na gelir. Bu y?zden pil tak?m?n? ?ste koyduk. Ancak robotun y?ksekli?i malzemelerin mevcudiyetine g?re se?ildi :)

Kendi kendini dengeleyen robotun tamamlanm?? hali yukar?daki ?ekilde g?r?lebilir. ?st k?s?mda g?? i?in alt? adet Ni-Cd pil var bask?l? devre kart?. Motorlar?n aras?nda motor s?r?c?s? i?in 9 voltluk ak? kullan?lmaktad?r.

Teori

Kontrol teorisinde, baz? de?i?kenleri (bu durumda robotun konumu) tutmak, PID (orant?l? integral t?rev) ad? verilen ?zel bir kontrol?r gerektirir. Bu parametrelerin her birinin genellikle Kp, Ki ve Kd olarak adland?r?lan bir "kazanc?" vard?r. PID, istenen de?er (veya giri?) ile ger?ek de?er (veya ??k??) aras?nda d?zeltme sa?lar. Giri? ve ??k?? aras?ndaki farka "hata" denir.

PID kontrol?r? hatay? en aza indirir olas? anlam, ??k??? s?rekli olarak ayarl?yor. Kendimizi dengelememizde arduino robotu giri? (derece cinsinden istenen e?imdir) yaz?l?m taraf?ndan ayarlan?r. MPU6050, robotun mevcut e?imini okur ve bunu, motoru kontrol etmek ve robotu dik tutmak i?in hesaplamalar yapan PID algoritmas?na besler.

PID, Kp, Ki ve Kd de?erlerinin ayarlanmas?n? gerektirir optimum de?erler. M?hendisler bu de?erleri otomatik olarak hesaplamak i?in MATLAB gibi yaz?l?mlar kullan?rlar. Ne yaz?k ki bizim durumumuzda MATLAB'? kullanam?yoruz ??nk? bu projeyi daha da karma??k hale getirecek. Bunun yerine PID de?erlerini ayarlayaca??z. Bunu nas?l yapaca??n?z a?a??da a??klanm??t?r:

1. Kp, Ki ve Kd'yi s?f?ra e?itleyin.
2. Kp'yi ayarlay?n. ?ok k???k bir Kp, d?zeltmenin yeterli olmamas? nedeniyle robotun d??mesine neden olacakt?r. ?ok fazla Kp, robotun ??lg?nca ileri geri hareket etmesine neden olur. ?yi bir Kp, robotun biraz ileri geri hareket etmesini (veya biraz sal?nmas?n?) sa?layacakt?r.
3. Kp ayarland?ktan sonra Kd'yi ayarlay?n. ?yi de?er Kd, robot neredeyse kararl? hale gelinceye kadar sal?n?mlar? azaltacakt?r. Ayr?ca do?ru Kd, itilse bile robotu tutacakt?r.
4. Son olarak Ki'yi y?kleyin. A??ld???nda robot, Kp ve Kd ayarlanm?? olsa bile sal?n?m yapacak, ancak zamanla dengelenecektir. Do?ru anlam Ki, robotu dengelemek i?in gereken s?reyi azaltacakt?r.

Robotun davran??? a?a??daki videoda g?r?lebilir:

Kendini dengeleyen robot i?in Arduino kodu

Robotumuzu olu?turmak i?in d?rt harici k?t?phaneye ihtiyac?m?z vard?. PID k?t?phanesi P, I ve D de?erlerinin hesaplanmas?n? basitle?tirir LMotorController k?t?phanesi, L298N mod?l?yle iki motoru kontrol etmek i?in kullan?l?r. I2Cdev kitapl??? ve MPU6050_6_Axis_MotionApps20 kitapl???, MPU6050'den veri okumak i?in tasarlanm??t?r. K?t?phaneler dahil kodu bu depodan indirebilirsiniz.

#katmak #katmak #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 kontrol?/durumu de?i?ir bool dmpReady = false; // DMP ba?latma i?lemi ba?ar?l? olursa do?ru olarak ayarlay?n uint8_t mpuIntStatus; // MPU uint8_t devStatus'tan ger?ek kesme durumu bayt?n? tutar; // her cihaz i?leminden sonra durumu d?nd?r (0 = ba?ar?, !0 = hata) uint16_t packageSize; // beklenen DMP paket boyutu (varsay?lan 42 baytt?r) uint16_t fifoCount; // ?u anda FIFO'da bulunan t?m baytlar?n say?s? uint8_t fifoBuffer; // FIFO depolama tamponu // y?nelim/hareket de?i?kenleri Quaternion q; // kuaterniyon konteyneri VectorFloat yer?ekimi; // yer?ekimi vekt?r? float ypr; //yaw/pitch/roll kapsay?c? ve yer?ekimi vekt?r? //PID double orijinalAyar Noktas? = 173; ?ift ayar noktas? = orijinal Ayar noktas?; ?ift hareketli A?? Kaymas? = 0,1; ?ift giri?, ??k??; //bu de?erleri kendi tasar?m?n?za uyacak ?ekilde ayarlay?n double Kp = 50; ?ift Kd = 1,4; ?ift Ki = 60; PID pid(&giri?, &??k??, &ayar noktas?, Kp, Ki, Kd, DIRECT); ?ift motorH?z Fakt?r?Sol = 0,6; ?ift motorH?z Fakt?r?Sa? = 0,5; //MOTOR KONTROL?R? 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); u?ucu bool mpuInterrupt = false; // MPU kesme pininin y?ksek seviyeye ??k?p ??kmad???n? g?sterir void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // I2C veriyoluna kat?l?n (I2Cdev k?t?phanesi bunu otomatik olarak yapmaz) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( TWBR = 24; // 400kHz I2C saati (CPU 8MHz ise 200kHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, true); #endif mpu.initialize(); devStatus = mpu.dmpInitialize(); // minimum hassasiyete g?re ?l?eklendirilmi? olarak kendi jiroskop ofsetlerinizi sa?lay?n mpu.setXGyroOffset(220) mpu.setYGyroOffset(76); mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); // test ?ipim i?in 1688 fabrika varsay?lan? // ?al??t???ndan emin olun (e?er ?yleyse 0 d?nd?r?r) if (devStatus == 0) ( // DMP'yi a??n , art?k haz?r mpu.setDMPEnabled(true); // Arduino kesme alg?lamas?n? etkinle?tirinattachInterrupt(0, dmpDataReady, RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // DMP Haz?r bayra??m?z? ana loop() i?levinin onu kullanman?n uygun oldu?unu bilecek ?ekilde ayarlay?n dmpReady = true; // daha sonraki kar??la?t?rma i?in beklenen DMP paket boyutunu al?n packageSize = mpu .dmpGetFIFOPacketSize(); //PID kurulumu pid.SetMode(AUTOMATIC); pid.SetSampleTime(10); pid. SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // HATA! // 1 = ilk bellek y?klemesi ba?ar?s?z oldu // 2 = DMP yap?land?rma g?ncellemeleri ba?ar?s?z oldu // (e?er bozulacaksa, genellikle kod 1 olacakt?r) Serial.print(F("DMP Ba?latma) ba?ar?s?z oldu (code ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F()")); ) ) void loop() ( // programlama ba?ar?s?z olursa, (!dmpReady ) hi?bir ?ey yapmaya ?al??may?n //bekle; MPU kesintisi veya ekstra paket(ler) i?in mevcut iken (!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 mevcut // (bu, kesintiyi beklemeden hemen daha fazlas?n? okumam?z? sa?lar) fifoCount -= packageSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&yer?ekimi, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &yer?ekimi); giri? = ypr * 180/M_PI + 180; ))

Kp, Ki, Kd de?erleri ?al??abilir veya ?al??mayabilir. Yapmazlarsa yukar?daki ad?mlar? izleyin. Koddaki e?imin 173 dereceye ayarland???n? unutmay?n. ?sterseniz bu de?eri de?i?tirebilirsiniz ancak bunun robotun korumas? gereken e?im a??s? oldu?unu unutmay?n. Ayr?ca motorlar?n?z ?ok h?zl? ise motorSpeedFactorLeft ve motorSpeedFactorRight de?erlerini ayarlayabilirsiniz.

?imdilik bu kadar. G?r???r?z.

??eride u?an kaykay

Ana ayr?nt?lar

Bir u?an kaykay nelerden olu?ur? D??ar?dan bakt???n?zda u?an kaykay ilgin? cihaz. Birincisi bir ?al??ma platformu veya panosudur. Bir ki?i bunun ?zerinde durur ve dengeyi korumaya ?al???rken, y?nlendirir, s?rer veya d??er. Platformun yanlar?nda iki tekerlek var, bunlar bize ilerleme ve ileri veya geri hareket etme f?rsat? veriyor.

?ncelikle platforma bakal?m. ?al??ma platformu sa? ve sol olmak ?zere iki k?sma ayr?lm??t?r. Sa? ve sol ayaklar i?in tam do?ru. Bu, bu platformlarda sadece ayak parma??na basarak sa?a veya sola d?nmenin m?mk?n olmas? i?in yap?ld?.

Bir u?an kaykay nas?l ?al???r?

Mini Segway cihaz?

Tekerlekler

Yanlarda iki adet tekerlek bulunmaktad?r. Tipik olarak u?an kaykaylar 4 tipte gelir ve s?n?f ve tekerlek boyutu bak?m?ndan farkl?l?k g?sterir. Birinci u?an kaykay s?n?f?, 4,5 in? ?ap?nda tekerleklere sahip bir ?ocuk u?an kaykay?d?r. K???k boyut Tekerlekler u?an kaykay?n yolun baz? k?s?mlar?nda ?ok kullan??s?z ve ge?ilmez olmas?na neden oluyor.

Bir sonraki s?n?f 6,5 in?lik u?an kaykayd?r. Daha b?y?k bir tekerlek ?ap?na sahiptir, ancak yine de yaln?zca d?z y?zeylerde s?r?? i?in tasarlanm??t?r. 8 in?lik u?an kaykay, t?m u?an kaykaylar aras?nda alt?n ortalamad?r. O var optimum boyut neredeyse her yolda gidebilen tekerlekler.

Ve en b?y???, t?m mini Segways'in SUV'sidir - 10 in?lik u?an kaykay. ?lgin? bir ?zelli?i olan bir model bu, b?y?k tekerleklerin yan? s?ra bu tekerleklerin hazne sistemi de bulunuyor. Yani tekerlekler ?i?irilebilir, daha yumu?ak bir s?r??e sahiptir ve bu t?r u?an kaykaylar, daha k???k prototiplere g?re a??nmaya daha dayan?kl?d?r.

?er?eve

T?m u?an kaykaylar?n g?vdesi malzemeden yap?lm??t?r farkl? malzemeler, ancak ayn? ?zelli?e sahip. Muhafaza tekerlekleri her yerde kaplayarak onlar? su s??ramalar?na, kire, suya, kar ve toza kar?? korur. 4.5 ve 6 numaral? k???k tekerlekli u?an kaykaylar genellikle s?radan plastikten yap?l?r. Bu modeller d?z bir yolda s?r?? i?in tasarland???ndan ve bu kadar y?ksek bir h?z geli?tirmedi?inden, m?hendisler pahal? plastik yerle?tirmemeye ve dolay?s?yla u?an kaykay?n fiyat?n? art?rmamaya karar verdi.

8 in? tekerlekli u?an kaykaylar?n g?vdeleri ?unlardan yap?lm??t?r: ?e?itli malzemeler itibaren basit plastik ve karbondan, darbeye dayan?kl? magnezyum plastikten. Bu t?r plastik neredeyse her t?rl? fiziksel darbeye ve darbeye dayanabilir. ?rne?in karbon ayn? zamanda hafif malzeme b?ylece elektrik motorlar? ?zerindeki y?k azal?r ve ak?n?n bo?alma h?z? azal?r.

Motorlar

Kapa?? ??kard???n?zda tekerle?e yak?n kenarlarda bir elektrik motoru g?rmelisiniz. Elektrik motorlar? farkl? kapasitelerde gelir. T?m mini Segway'ler aras?nda ortalama her iki tekerlekte de 700 watt't?r. Veya tekerlek ba??na 350 watt. Ger?ek ?u ki u?an kaykaylar?n elektrik motorlar? birbirinden ba??ms?z ?al???yor. Bir tekerlek bir h?zda, di?eri ba?ka bir h?zda hareket edebilir veya biri ileri, di?eri geri olmak ?zere farkl? y?nlerde hareket edebilir. B?ylece bu sistem u?an kaykay?n kontrol edilebilirli?ini sa?l?yor.

Y?ksek h?zda viraj al?rken daha hassas hale gelir. Ayr?ca 360 derece d?nebilirsiniz. Motor g?c? ne kadar y?ksek olursa, ta??nan y?k de o kadar y?ksek olur ve h?z da o kadar y?ksek olur, ancak her zaman de?il. Platformdaki y?k?n k?tlesi ne kadar y?ksek olursa, h?z?n o kadar d???k olaca??n? ve ak?n?n daha h?zl? bo?alaca??n? anlamal?s?n?z. Bu nedenle u?an kaykaylar g??l? motorlar daha pahal?d?r.

Dengeleme sistemi

Dengeleme sistemi pek ?ok bile?enden olu?ur ve i?erir. ?ncelikle bunlar platformun sa? ve sol taraflar?nda bulunan iki jiroskopik sens?rd?r. Muhafaza kapa??n? ??kar?rsan?z, iki yard?mc? kart? g?rebilirsiniz; jiroskopik sens?rler onlara ba?l?d?r. Yard?mc? kartlar bilgilerin i?lenmesine ve i?lemciye g?nderilmesine yard?mc? olur.

Ayr?ca sa? tarafta ana kart? g?rebilirsiniz, buras? 32 bit i?lemcinin bulundu?u ve t?m kontrol ve hesaplamalar?n yap?ld??? yerdir. Sa?da veya solda platformda yap?lacak herhangi bir de?i?ikli?e tepki veren bir program da bulunmaktad?r.

Platform ?ne do?ru e?ilirse, bilgiyi i?leyen i?lemci, kart? fiziksel olarak d?z bir konumda tutan elektrik motorlar?na bir sinyal g?nderir. Ancak platform belirli bir bas?n?la daha fazla e?ilirse tekerlek hemen ileri veya geri hareket etmeye ba?lar.

Mevcut t?m u?an kaykaylar?n jiroskopik sens?rler i?in iki yard?mc? panele ve i?lemcinin bulundu?u bir ana karta sahip olmas? gerekti?ini unutmamak gerekir. Eski modeller iki kartl? sisteme sahip olabilir, ancak 2015 sonbahar?ndan bu yana standartta bir de?i?iklik yap?ld? ve art?k t?m u?an kaykaylar ve mini Segway'ler 3 kartla yap?l?yor.

?in sahte veya d???k kaliteli u?an kaykaylarda, ana olan bir tahta olabilir. Ne yaz?k ki, b?yle bir mini Segway var d???k performans y?netimde. Titre?ime neden olabilir veya s?r?c?n?n devrilmesi m?mk?nd?r. Ve daha sonra t?m sistem tamamen ba?ar?s?z olabilir.

?ema dahili cihaz Bir u?an kaykay?n kontrol edilmesi g?r?nd??? kadar zor de?ildir. Sistemin tamam?, platformun herhangi bir davran???na m?mk?n oldu?unca h?zl? yan?t verecek ?ekilde tasarlanm??t?r. Hesaplama saniyeler i?inde ve inan?lmaz bir do?rulukla ger?ekle?tirilir.

Pil

U?an kaykay?n g?? kayna?? sistemi iki veya daha fazla pille ?al???r. Standart ucuz modeller genellikle 4400 mAh kapasiteli bir bataryaya sahiptir. Ak?, t?m sistemin bir b?t?n olarak ?al??mas?ndan ve ona elektrik sa?lanmas?ndan sorumludur, dolay?s?yla ak?n?n kaliteli ve markal? olmas? gerekir. Genellikle iki marka pil kullan?l?r - Samsung ve LG.

Piller s?n?fa g?re de farkl?l?k g?sterir. 1C, 2C s?n?flar?n?n d???k seviyeli pilleri vard?r. Bu t?r piller genellikle 4,5 ve 6,5 in? tekerlekli u?an kaykaylara tak?l?r. Hepsi ayn? nedenden ?t?r?, ??nk? bu u?an kaykaylar d?zg?n yollar, p?r?zs?z asfalt, mermer veya zeminler i?in tasarland?.

8 in? tekerlekli u?an kaykaylar genellikle orta s?n?f 3C piller kullan?r; bu daha g?venilir bir pil modelidir. Ani duru?larda veya kald?r?ma veya ?ukura ?arp?ld???nda kapanmaz.

B?y?k tekerlekli 10 in?lik modellerde genellikle 5C s?n?f? piller bulunur. Bu u?an kaykay neredeyse her yolda, zeminde, su birikintisinde veya ?ukurda s?r?? yetene?ine sahiptir. Bu nedenle pilin daha g?venilir olmas? gerekiyor.

Hoverboard'un temel prensibi dengeyi korumakt?r. ?u tarihte: a??r a??rl?k U?an kaykay s?r?c?s?n?n manevra yapmak ve hareket etmek i?in daha fazla elektri?e ihtiyac? var.

Di?er

Bir?ok u?an kaykay?n ayr?ca bir Bluetooth sistemi ve hoparl?rleri vard?r. Bununla birlikte en sevdi?iniz m?zi?i dinleyebilir ve arkada?lar?n?zla yolculuk yapabilirsiniz. Ancak bu sistem ayn? zamanda ak?ll? telefonunuzu u?an kaya?a ba?laman?za ve arac?n?z?n durumunu izlemenize de olanak tan?yor. Takip edebilirsiniz ortalama h?z, ne kadar mesafe kat etti?inizi g?r?n. ?zin verilen maksimum h?z? ve ?ok daha fazlas?n? ayarlay?n.

Pek ?ok modelde arka ???k bulunur, karanl?kta yolunuzu ayd?nlat?r ve ayn? zamanda m?zikle birlikte parlak bir ?ekilde yan?p s?nebilir. Ancak m?zik ve ???kland?rman?n pili ?ok t?ketti?ini unutmamal?s?n?z. Pek ?ok ki?i g?? rezervini art?rmak i?in arka ????? tamamen kapat?yor.

??z?m

Hoverboard kompakt ve hafif olmas?n?n yan? s?ra h?zl?, g??l? ve dayan?kl? olacak ?ekilde tasarlanm??t?r. ?nemli olan, ba?ar?s?z bir s?r??ten sonra onu s?kmek zorunda kalmamak i?in gerekli t?m belgelere sahip g?venilir tedarik?ilerden bir u?an kaykay sat?n almakt?r.

Bu makale kendi kendini dengeleyen bir arac?n veya k?saca "Segway"in yarat?lmas?na bakacakt?r. Bu cihaz? olu?turmak i?in hemen hemen t?m malzemeler kolayl?kla temin edilebilir.

Cihaz?n kendisi s?r?c?n?n ?zerinde durdu?u bir platformdur. G?vdeyi e?erek, iki elektrik motoru bir devreler zinciri ve dengelemeden sorumlu mikrokontrol?rler arac?l???yla kontrol ediliyor.

Malzemeler:

-XBee kablosuz kontrol mod?l?.
-Arduino mikrodenetleyici
- piller
- “GY-521” mod?l? ?zerinde InvenSense MPU-6050 sens?r?,
-ah?ap bloklar
-d??me
-iki tekerlek
ve makalede ve foto?raflarda belirtilen di?er ?eyler.

Birinci Ad?m: Gerekli ?zellikleri belirleyin ve sistemi tasarlay?n.

Yazar, bu cihaz? olu?tururken a?a??daki parametrelere uymas?n? sa?lamaya ?al??t?:
- ?ak?lda bile serbest hareket i?in gerekli arazi kabiliyeti ve g?c?
-Cihaz?n en az bir saat s?rekli ?al??mas?n? sa?layacak yeterli kapasiteye sahip piller
-kablosuz kontrol?n yan? s?ra, tan?mlama ve sorun giderme i?in cihaz?n ?al??mas?yla ilgili verileri bir SD karta kaydetme olana?? sa?lar.

Ek olarak, b?yle bir cihaz?n yarat?lmas?n?n maliyetinin, orijinal bir arazi u?an kaykay?n?n sipari?inden daha az olmas? arzu edilir.

A?a??daki ?emaya g?re kendi kendini dengeleyen bir arac?n elektrik devre ?emas?n? g?rebilirsiniz.

A?a??daki resimde u?an kaykay?n tahrik sistemi g?sterilmektedir.

Segway sistemlerini kontrol etmek i?in mikrodenetleyici se?imi ?e?itlidir; yazar?n Arduino sistemi, sahip oldu?u ?zelliklerden dolay? en ?ok tercih edilenidir. fiyat kategorileri. Arduino Uno, Arduino Nano gibi kontrol?rler uygundur veya ATmega 328'i ayr? bir ?ip olarak kullanmak ?zere alabilirsiniz.

?ift k?pr?l? motor kontrol devresine g?? sa?lamak i?in 24 V'luk bir besleme voltaj? gereklidir; bu voltaj, 12 V ara? ak?s?n?n seri ba?lanmas?yla kolayca elde edilir.

Sistem, motorlara yaln?zca ba?latma d??mesine bas?ld???nda g?? sa?lanacak ?ekilde tasarlanm??t?r; dolay?s?yla h?zl? bir durdurma i?in d??meyi b?rakman?z yeterlidir. Bu durumda Arduino platformunun hem k?pr? motor kontrol devresi hem de kablosuz kontrol mod?l? ile seri ileti?imi desteklemesi gerekmektedir.

H?zlanmay? i?leyen ve jiroskop fonksiyonlar?n? ta??yan “GY-521” mod?l? ?zerinde bulunan InvenSense MPU-6050 sens?r? sayesinde e?im parametreleri ?l??l?yor. Sens?r iki ayr? geni?letme kart?na yerle?tirildi. L2c veri yolu Arduino mikro denetleyicisi ile ileti?imi destekler. Ayr?ca 0x68 adresli e?im sens?r? her 20 ms'de bir yoklama yapacak ve Arduino mikrodenetleyicisine kesinti sa?layacak ?ekilde programland?. Di?er sens?r?n adresi 0x69'dur ve do?rudan Arduino'ya ba?lan?r.

Kullan?c? scooter platformunun ?zerinde durdu?unda, Segway'i dengelemek i?in algoritma modunu etkinle?tiren y?k s?n?rlama anahtar? tetiklenir.

?kinci ad?m: U?an kaykay?n g?vdesini olu?turmak ve ana elemanlar? kurmak.

Yazar, u?an kaykay?n ?al??ma ?emas?n?n temel konseptini belirledikten sonra do?rudan g?vdesini birle?tirmeye ve ana par?alar? kurmaya ba?lad?. Ana malzeme ?uydu: ah?ap panolar ve barlar. A?ac?n a??rl???n?n az olmas? pilin ?arj s?resini olumlu y?nde etkileyecektir; ayr?ca ah?ab?n i?lenmesi kolayd?r ve yal?tkand?r. Bu kartlardan pillerin, motorlar?n ve mikro devrelerin tak?laca?? bir kutu yap?ld?. Bu, ?zerine tekerleklerin ve motorlar?n c?vataland??? U ?eklinde bir ah?ap par?a olu?turur.

Motor g?c? bir di?li tahrik vas?tas?yla tekerleklere aktar?lacakt?r. Ana bile?enleri Segway'in g?vdesine yerle?tirirken, Segway'i dik ?al??ma pozisyonuna getirirken a??rl???n e?it ?ekilde da??t?lmas?n? sa?lamak ?ok ?nemlidir. Bu nedenle a??rl?k da??l?m?n? dikkate almazsan?z a??r piller, o zaman cihaz? dengelemek zor olacakt?r.

Bu durumda yazar, cihaz g?vdesinin ortas?nda bulunan motorun a??rl???n? telafi etmek i?in pilleri arkaya yerle?tirmi?tir. Cihaz?n elektronik bile?enleri motor ile ak?lerin aras?nda bir yere yerle?tirildi. Sonraki testler i?in Segway koluna ge?ici bir ba?latma d??mesi de tak?ld?.

???nc? ad?m: Elektrik ?emas?.

Yukar?daki ?emaya g?re t?m teller Segway g?vdesine monte edilmi?tir. Ayr?ca a?a??daki tabloya uygun olarak Arduino mikrokontrolc?n?n t?m pinleri k?pr? motor kontrol devresine ve dengeleme sens?rlerine ba?land?.

A?a??daki ?emada yatay olarak monte edilmi? bir e?im sens?r?, kontrol sens?r?n?n ise Y ekseni boyunca dikey olarak monte edildi?i g?sterilmektedir.

D?rd?nc? ad?m: Cihaz?n test edilmesi ve kurulmas?.

?nceki a?amalar? tamamlad?ktan sonra yazar test i?in bir Segway modeli ald?.

Test yaparken, test alan?n?n g?venli?i gibi fakt?rlerin yan? s?ra koruyucu kalkanlar ve s?r?c? i?in kask ?eklindeki koruyucu ekipmanlar?n dikkate al?nmas? ?nemlidir.

G?n?m?zde, Dean Kamen taraf?ndan icat edilen Segway ad? verilen iki tekerlekli, kendinden tahrikli k???k bir platform giderek daha pop?ler hale geliyor. Tekerlekli sandalye kullan?c?s?n?n kald?r?ma ??karken ya?ad??? zorlu?u fark ederek, insanlar?n tekerlekli sandalyeye ihtiya? duymadan dola?mas?na yard?mc? olabilecek bir ara? yaratma f?rsat?n? g?rd?. ?zel ?aba. Kamen, kendi kendini dengeleyen bir platform olu?turma fikrini hayata ge?irdi. ?lk model 2001 y?l?nda test edilmi?ti ve sap?nda d??meler bulunan bir ara?t?. Engelli insanlar i?in tasarland? ve engebeli arazide bile ba??ms?z hareket etmelerine olanak sa?lad?. Yeni model"Segway RT" olarak tan?nd? ve kolu sola veya sa?a e?erek y?nlendirmeye zaten izin verildi. 2004 y?l?nda Avrupa ve Asya'da sat??a sunuldu. En geli?mi? fiyat? modern modeller?rne?in Segway PTi2 - yakla??k 5.000 dolar. ???NDE son zamanlarda?inli ve Japon ?irketler, ?e?itli modifikasyonlara ve yenilik?i tasar?mlara sahip cihazlar yarat?yor. Hatta baz?lar? tek tekerlekli benzer ara?lar bile ?retiyor ama gelin klasik Segway'e bakal?m.

Segway, iki elektrik motoru taraf?ndan tahrik edilen, bir platform ve enine yerle?tirilmi? iki tekerlekten olu?ur. Sistemin kendisi, yaln?zca s?r?c?n?n e?imini de?il ayn? zamanda arac?n her zaman dik ve sabit bir konumda kalmas?n? sa?layan arac?n durumunu da dikkate alarak motorlar? kontrol eden karma??k bir elektronik devre ile dengelenir. Platform ?zerinde duran s?r?c?, kolu ileri veya geri hareket ettirerek ve sa?a veya sola e?erek d?nerek h?z? kontrol eder. Kontrol panosu, yerle?ik mikroi?lemcinin platformu do?ru ?ekilde y?nlendirmesine yard?mc? olmak i?in uygun hareket ve y?n sens?rlerinden (ak?ll? telefonlar?n ekran y?n?n? de?i?tirmesine izin verenlere benzer) gelen sinyalleri izler. Ana s?r Segway, elektro-mekanik k?s?mda ?ok fazla de?il, veri i?leme ve davran?? tahmininde ?nemli matematiksel do?rulukla hareket fizi?ini hesaba katan koddad?r.

Segway, lityum-polimer pil sayesinde 2 kW'a kadar g?? ?retebilen, neodimyum-demir-bor ala??m? kullan?larak yap?lm?? iki f?r?as?z elektrik motoruyla donat?lm??t?r.

Segway par?alar?

Bir Segway yaratmak i?in tekerlekli iki di?li motora, bir ak?ye, elektronik devre, platform ve direksiyon simidi.

Ucuz modellerin motor g?c? yakla??k 250 W olup, nispeten d???k ak?m t?ketimiyle 15 km/saat'e kadar h?z sa?lar. Bu motorlar?n y?ksek h?z? gerekli ?eki?i elde etmelerine izin vermedi?inden tekerlekleri do?rudan d?nd?remezler. Bisikletinizin viteslerini kulland???n?zda olana benzer: Di?li oran?n? artt?rd???n?zda h?z kaybedersiniz ancak pedala uygulanan kuvvet artar.

Platform motor ekseninin alt?nda bulunur. A??rl??? olduk?a y?ksek olan pil de ayak dayana??n?n alt?nda simetrik bir konumda yer al?yor; bu, ara?ta s?r?c? olmasa bile Segway'in dik konumda kalmas?n? garanti ediyor. Ayr?ca s?r?c? mevcut oldu?unda tamamen aktif olan elektronik stabilite kontrol ?nitesi dahili mekanik stabiliteye yard?mc? olacak. Platformda bir ki?inin bulunmas? a??rl?k merkezini tekerlek ekseninin ?zerine y?kseltir, bu da sistemi dengesiz hale getirir - bu durum elektronik kart taraf?ndan zaten telafi edilecektir.

Prensip olarak, gerekli elektronik ?niteyi ?in web sitesinden sat?n alarak b?yle bir ?eyi kendiniz yapabilirsiniz (indirimlidir). T?m par?alar vidalar ve somunlar (vidalar de?il) kullan?larak monte edilir. ?zel ilgi Uygun zincir gerginli?inin sa?lanmas?na dikkat edilmelidir. Piller, k???k u?lu U ?eklindeki kelep?elerle sabitlenir. kau?uk contalar Gerekli bas?nc? sa?lamak i?in. Kayma olmamas? i?in ak? ile platform aras?na ?ift tarafl? bant eklenmesi tavsiye edilir. Kontrol paneli iki ak? aras?na yerle?tirilmeli ve ?zel ara par?alarla sabitlenmelidir.

Bir kontrol kolu olabilir veya olmayabilir - sonu?ta, onsuz Segway modelleri (mini Segway) art?k pop?ler. Genel olarak bu ?ey ilgin? ve ?ok pahal? de?il, ??nk? arkada?lar?n verdi?i bilgiye g?re ?in'deki toptan sat?? fiyat? sadece 100 dolar.

Neye ihtiyac?m?z var? Ba?lang?? olarak kar?n egzersiz makinesinin tekerleklerini alal?m. ?anz?man 12 volt ve 160 rpm. 15.000 miliamper saatlik g?? bankas?. Y?netebilmek ara? yani sa?a veya sola d?n?n, h?zlan?p yava?lay?n, ev yap?m? ?im bi?me makinesinin imalat?nda zaten kulland???m?z mod?lleri kullanaca??z. Bu ?ekilde motor devrini d?zenleyebilirsiniz. Buna g?re 2 mod?l, 2 motor, 2 powerbank.

?ki set ayr? ayr? ?al???r. Sa? motora h?z ekledi?imizi varsayal?m, Segway sola d?necektir. Ayn? ?ey, ancak sa?a d?nerken aynal?. ?ki motora ayn? anda h?z eklerseniz ?r?n h?zlanacakt?r.

?lk ?nce di?li kutular?n? takal?m. Bunu yapmak i?in, kontrplak bir levhan?n ortas?na yerle?tirin, tasla??n? ?izin ve bir oyuk a?mak i?in bir kesici kullan?n. ?anz?man?n sol tarafa tak?lmas?yla ayn? ?ekilde kar?? tarafta da yap?yoruz.

Bu ?ubuklardan birka??n? kesip yanlara vidalaman?z gerekiyor. Kontrpla??n sarkmamas? i?in bu gereklidir.
Tekerlekleri s?k?p aksa tak?yoruz. G?rd???n?z gibi birbirlerinden farkl?lar. ?nce iki ah?ap bur? yapmal?s?n?z. Ev yap?m? olan? kullanaca??z torna ah?ap ?zerinde. Sonu? iki ah?ap bo?luktu.

?? par?as?n? yerle?tirin. Bir delik a??n ve i? par?as?n? yap??t?r?n epoksi re?ine. (Yazar videonun sonunda bir de?i?iklik yapm??, a?a??da okuyun).

?imdi direksiyonu yapaca??z. Bunun i?in bir par?a kanalizasyon borusu kullanaca??z. Kolu sim?lat?rden ald?k. Kontrplak?n ?st k?sm?na delikler a??p boruyu ve sap? sabitleyece?iz. Segway'in gidonu hafif e?imli olmal?d?r, bu y?zden kontrplakta e?imli bir delik a?t?k ve plastik boruyu kestik.

T?m kontrol mod?lleri direksiyon simidine monte edilecektir. Direksiyondan vites kutular?na kadar 8 adet kablo uzatman?z gerekiyor. Yukar?dan d??ar? ??kmalar?n? ?nlemek i?in ?nce boruya bir delik a??p telleri yerle?tiriyoruz.

Ve ?imdi yine her ?eyi epoksi re?ine ile yap??t?rman?z ve 24 saat beklemeniz gerekiyor. Tekerleklerin deforme oldu?u ortaya ??kt?; epoksinin pek g?venilir bir malzeme olmad??? ortaya ??kt?. Di?li kutular?n? s?kt?m, milleri ??kard?m ve ?zerlerindeki di?leri kestim. Ayr?ca ah?ap bur?lara da delikler a?t?m. Metal bur?lar yerle?tirdim ve art?k her ?ey ?ok daha g?venilir g?r?n?yor. Tekerlekler ayr?ca ?ok s?k? bir ?ekilde vidalanabilir. Plastik boru tamamen g?venilir g?r?nm?yordu; g??lendirmek i?in i?ine bir k?rek sap? yerle?tirildi.

Panelin i?erisine 2 adet mod?l yerle?tirdik. Diren?ler i?in boruya delikler a?man?z gerekir. Geriye kalan tek ?ey d??meleri s?cak tutkal kullanarak yap??t?rmak. Kablolar? mod?le, di?li kutular?na ve g?? bankalar?na y?nlendirin. Tekerlekleri vidalay?n.

Kablolar? yanl?? ba?lamaktan korkanlar i?in mod?llerde her ?ey ayr?nt?l? olarak anlat?lm??t?r.

Segway'de ayr?ca bisiklet h?z g?stergesi de bulunacak. Ev yap?m? Segway'in test versiyonu haz?r. Hadi test edelim.