Zrób to sam segwayem. Zbiórka części elektronicznych

Zrób to sam segwayem. Zbiórka części elektronicznych
Zrób to sam segwayem. Zbiórka części elektronicznych
15.06.2019

Deskorolka w środku

Główne szczegóły

Z czego składa się hoverboard? Jeśli spojrzeć z zewnątrz, jest to deskorolka ciekawe urządzenie. Pierwsza to platforma robocza lub deska. To na tym człowiek stoi i próbując utrzymać równowagę, steruje, jeździ lub upada. Po bokach platformy znajdują się dwa koła, to one dają nam możliwość jazdy i poruszania się do przodu lub do tyłu.

Najpierw spójrzmy na platformę. Platforma robocza jest podzielona na dwie części, prawą i lewa strona. W sam raz dla prawej i lewej stopy. Zrobiono to tak, aby można było skręcić w prawo lub w lewo, po prostu naciskając palec na tych platformach.

Jak działa hoverboard?

Urządzenie Mini Segway

Koła

Po bokach znajdują się dwa koła. Zazwyczaj hoverboardy występują w 4 typach, różniących się klasą i rozmiarem kół. Pierwszą klasą hoverboardów jest hoverboard dla dzieci z kołami o średnicy 4,5 cala. Mały rozmiar koła sprawiają, że deskorolka jest bardzo niewygodna i nieprzejezdna na niektórych odcinkach drogi.

Następną klasą jest hoverboard o przekątnej 6,5 cala. Ma już większą średnicę koła, ale nadal jest przeznaczony tylko i wyłącznie do jazdy powierzchnie płaskie. 8-calowy hoverboard to złoty środek wśród wszystkich hoverboardów. On ma optymalny rozmiar koła, które poradzą sobie na niemal każdej drodze.

A największy ze wszystkich mini-Segwayów to SUV – 10-calowy hoverboard. Jest to model, który ma interesująca funkcja, oprócz dużych kół, koła te posiadają system komorowy. Oznacza to, że koła są nadmuchiwane, mają więcej płynna praca, a takie hoverboardy są bardziej odporne na zużycie niż mniejsze prototypy.

Rama

Korpus wszystkich hoverboardów jest wykonany z różne materiały, ale z tą samą funkcją. Wszędzie obudowa zakrywa koła, chroniąc je przed zachlapaniami, brudem, wodą, śniegiem i kurzem. Hoverboardy z małymi kołami 4,5 i 6 są zwykle wykonane ze zwykłego plastiku. Ponieważ te modele są przeznaczone do jazdy po płaskiej drodze i nie rozwijają takich wysoka prędkość, wówczas inżynierowie postanowili nie instalować drogiego plastiku i tym samym nie podnosić ceny hoverboardu.

W przypadku hoverboardów z 8-calowymi kołami korpusy wykonane są z różne materiały, zarówno z prostego tworzywa sztucznego, jak i z węglowego, odpornego na uderzenia tworzywa magnezowego. Taki plastik może wytrzymać prawie każde fizyczne uderzenie i wstrząs. Na przykład węgiel też jest lekki materiał, zmniejszając w ten sposób obciążenie silników elektrycznych i zmniejszając szybkość rozładowywania akumulatora.

Silniki

Po zdjęciu osłony powinieneś zobaczyć silnik elektryczny po bokach bliżej koła. Silniki elektryczne mają różną moc. Średnia wśród wszystkich mini-segwayów wynosi 700 watów na oba koła. Lub 350 watów na koło. Faktem jest, że silniki elektryczne hoverboardów działają niezależnie od siebie. Jedno koło może poruszać się z jedną prędkością, a drugie z inną, lub mogą się poruszać różne strony, jeden do tyłu, jeden do przodu. W ten sposób system ten zapewnia sterowność deskorolki.

Staje się bardziej wrażliwy na pokonywanie zakrętów przy dużej prędkości. Można także obrócić się o 360 stopni. Im większa moc silnika, tym większy przewożony ładunek i większa prędkość, ale nie zawsze. Musisz zrozumieć, że im większa masa ładunku na platformie, tym mniejsza prędkość i szybsze rozładowywanie akumulatora. Dlatego hoverboardy z mocnymi silnikami są droższe.

Układ równoważący

System równoważenia składa się z kilku elementów. Przede wszystkim są to dwa czujniki żyroskopowe, które umieszczono po prawej i lewej stronie platformy. Jeśli zdejmiesz pokrywę obudowy, zobaczysz dwie płytki pomocnicze; to do nich podłączone są czujniki żyroskopowe. Płytki pomocnicze pomagają przetwarzać informacje i wysyłać je do procesora.

Dalej po prawej stronie widać płytę główną, to tutaj znajduje się 32-bitowy procesor i przeprowadzane są wszelkie kontrole i obliczenia. Jest tam również program, który reaguje na każdą zmianę platformy po prawej lub lewej stronie.

Jeśli platforma przechyli się do przodu, procesor po przetworzeniu informacji wysyła sygnał do silników elektrycznych, które fizycznie utrzymują tablicę w pozycji poziomej. Ale jeśli platforma przechyli się bardziej przy pewnym nacisku, koło natychmiast zacznie poruszać się do przodu lub do tyłu.

Koniecznie należy pamiętać, że wszystkie obecne hoverboardy muszą mieć dwie płytki pomocnicze dla czujników żyroskopowych i jedną płytę główną, na której znajduje się procesor. Starsze modele mogą mieć system dwudeskowy, ale od jesieni 2015 roku nastąpiła zmiana w standardzie i obecnie wszystkie hoverboardy i mini-Segwaye wykonane są z 3 desek.

W chińskich podróbkach lub hoverboardach niskiej jakości może być jedna deska, główna. Niestety ten mini-segway ma słabe właściwości jezdne. Może wibrować lub przewrócić kierowcę. A później cały system może całkowicie zawieść.

Schemat Struktura wewnętrzna Sterowanie hoverboardem nie jest tak trudne, jak się wydaje. Cały system jest zaprojektowany tak, aby jak najszybciej reagować na każde zachowanie platformy. Obliczenia odbywają się w ułamku sekundy i z niesamowitą dokładnością.

Bateria

System zasilania deskorolki zasilany jest z dwóch lub więcej akumulatorów. Standardowe niedrogie modele mają zwykle akumulator o pojemności 4400 mAh. Akumulator odpowiada za pracę całego systemu jako całości i dostarczanie mu prądu, dlatego akumulator musi być wysokiej jakości i markowy. Zwykle używane są baterie dwóch marek - Samsung i LG.

Baterie różnią się także klasą. Istnieją akumulatory niskopoziomowe klas 1C, 2C. Takie akumulatory montuje się najczęściej na deskorolkach z kołami 4,5 i 6,5 cala. Wszystko z tego samego powodu, ponieważ te hoverboardy są przeznaczone do gładkich dróg, gładkiego asfaltu, marmuru lub podłóg.

Hoverboardy z 8-calowymi kołami zwykle korzystają z akumulatorów 3C klasy średniej; jest to bardziej niezawodny model akumulatorów. Nie wyłączy się podczas nagłego hamowania, uderzenia w krawężnik lub dziurę.

Wielkokołowe modele 10-calowe mają zwykle akumulatory klasy 5C. Ten hoverboard jest w stanie jeździć po prawie każdej drodze, podłożu, kałużach lub dołach. Dlatego bateria musi być bardziej niezawodna.

Podstawową zasadą deskorolki jest utrzymanie równowagi. Na ciężka waga Kierowca deskorolki potrzebuje więcej energii elektrycznej do manewrowania i poruszania się.

Inny

Wiele hoverboardów ma także system Bluetooth i głośniki. Dzięki niemu możesz słuchać ulubionej muzyki i jeździć z przyjaciółmi. Ale ten system umożliwia również podłączenie smartfona do hoverboardu i monitorowanie stanu pojazdu. Możesz śledzić Średnia prędkość, zobacz, jak daleko już przebyłeś. Ustaw maksymalną dozwoloną prędkość i wiele więcej.

Wiele innych modeli ma podświetlenie, które oświetla Twoją ścieżkę w ciemności, a także może jasno migać w rytm muzyki. Trzeba jednak pamiętać, że muzyka i oświetlenie bardzo wyczerpują baterię. Wiele osób całkowicie wyłącza podświetlenie, aby zwiększyć rezerwę mocy.

Wniosek

Hoverboard został zaprojektowany tak, aby był kompaktowy i lekki, a jednocześnie szybki, mocny i trwały. Najważniejsze jest, aby kupić hoverboard od zaufanych dostawców, którzy posiadają całą niezbędną dokumentację, abyś nie musiał go demontować po nieudanej jeździe.

Czy można zrobić Segwaya własnymi rękami? Jak trudne jest to zadanie i jakie części są potrzebne? Czy domowe urządzenie będzie spełniać te same funkcje, co fabryczne? Wiele podobnych pytań pojawia się w głowie osoby, która decyduje się zbudować go własnymi rękami. Odpowiedź na pierwsze pytanie będzie prosta i jasna: każdy, kto choć trochę ma pojęcie o elektronice, fizyce i mechanice, może samodzielnie wykonać „skuter elektryczny”. Co więcej, urządzenie będzie działać nie gorzej niż to wyprodukowane na maszynie fabrycznej.

Jak zrobić Segwaya własnymi rękami?

Jeśli przyjrzysz się uważnie hoverboardowi, zobaczysz w nim dość prostą konstrukcję: to po prostu hulajnoga wyposażona w automatyczny system balansowania. Po obu stronach platformy znajdują się 2 koła. Aby zapewnić skuteczne wyważanie, konstrukcje Segway są wyposażone w system stabilizacji wskaźników. Impulsy pochodzące z czujników pochylenia przekazywane są do mikroprocesorów, które z kolei wytwarzają sygnały elektryczne. W efekcie deskorolka porusza się w zadanym kierunku.

Aby zrobić Segwaya własnymi rękami, będziesz potrzebować następujących elementów:

  • 2 koła;
  • 2 silniki;
  • kierownica;
  • bloki aluminiowe;
  • podeprzeć rurę stalową lub aluminiową;
  • 2 akumulatory kwasowo-ołowiowe;
  • Aluminiowa płyta;
  • rezystory;
  • hamulec bezpieczeństwa;
  • oś stalowa 1,2 cm;
  • płytka drukowana;
  • kondensatory;
  • Bateria LiPo;
  • Sterowniki bram;
  • Wskaźniki LED;
  • 3xATmtga168;
  • Regulator napięcia;
  • ADXRS614;
  • 8 Mosfetów;
  • dwie sprężyny;
  • i ADXL203.

Wśród wymienionych nazw znajdują się: części mechaniczne, Więc elementy elektroniczne i inny sprzęt.

Procedura montażu segwaya

Złożenie Segwaya własnymi rękami nie jest tak trudne, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Jeśli masz wszystkie niezbędne komponenty, proces zajmuje bardzo mało czasu.

Kolekcja części mechanicznych

  1. Silniki, koła, przekładnie i akumulatory można pożyczyć od chińskich hulajnóg, a ze znalezieniem silnika nie ma żadnych problemów.
  2. Duża przekładnia znajdująca się na kierownicy przekazuje przekładnię z małej przekładni znajdującej się na silniku.
  3. Przekładnia w kole (12 cali) jest wolnobieżna - wymaga to pewnych modyfikacji, aby elementy obrotowe mogły pracować w obu kierunkach.
  4. Podstawę platformy stanowi stała oś, przymocowana za pomocą trzech aluminiowych bloków (które można zabezpieczyć śrubami ustalającymi 5 mm).
  5. Używając programu SolidWorks, musisz narysować rysunek części, która umożliwi deskorolce obracanie się na boki podczas przechylania tułowia. Następnie część należy obrócić na maszynie CNC. W maszynie zastosowano program CAMBAM, który wykorzystano także przy produkcji skrzynki zespołu hamulca awaryjnego.
  6. Kierownica jest przymocowana do pustej w środku stalowej rury o średnicy 2,5 cm.
  7. Aby mieć pewność, że kolumna kierownicy jest zawsze wyśrodkowana i odwrotny ciąg był bardziej intensywny, można zastosować parę stalowych sprężyn.
  8. Kierownica wyposażona jest w specjalny przycisk awaryjny podłączony do przekaźnika - pozwala to na zmniejszenie mocy silnika.
  9. Zasilacze silnika - akumulatory przy 24 V.

Zbiórka części elektronicznych

Aby złożyć Segwaya własnymi rękami, nie wystarczy tylko przymocować części mechaniczne. Sterowanie elektroniczne jest nie mniej ważne w hoverboardzie, ponieważ jest dość ważnym elementem urządzenia.

  1. Płytka drukowana z funkcją obliczeniową zbiera informacje z czujników – żyroskopu, akcelerometru, potencjometru, a następnie ustala kierunek obrotu.
  2. Bez procesora ATmtga168 hulajnoga nie będzie mogła normalnie pracować. Połączenie z komputerem odbywa się poprzez Bluetooth i RN-41.
  3. Za pomocą dwóch mostków H impulsy sterujące z płyty głównej są przekształcane na moc silników. Każdy mostek wyposażony jest w ATmtga168, płytki komunikują się ze sobą poprzez UART.
  4. Cała elektronika zasilana jest z osobnego akumulatora.
  5. Aby szybko dostać się do akumulatorów, a także zaprogramować płytkę bazową i zmienić parametry pętli sterujących, należy wykonać małą skrzynkę ze złączami, wyposażyć jej korpus w potencjometr dostrajający na górze, a także wyposażyć ją w wyłącznik zasilania elektroniki.

Oprogramowanie Segwaya

Jak zrobić Segwaya własnymi rękami, aby na pewno działał? Poprawnie - zainstaluj oprogramowanie(lub oprogramowanie). Oto kroki niezbędne do wykonania tego zadania:

  1. Oprogramowanie mikrokontrolera zawiera filtr dla akcelerometru i żyroskopu oraz pętlę sterowania WNZ.
  2. Filtry Kalmana i Uzupełniające wykonają to zadanie doskonale.
  3. Pisz aplikacje w języku programowania Java - dzięki temu zobaczysz poziom naładowania baterii, wszystkie odczyty czujników i parametry sterujące.

Być może to wszystko, czego wymaga się od osoby, która decyduje się na samodzielne zbudowanie Segwaya. Zrozumienie tematu i procesu, a także niezbędnych komponentów, pozwoli Ci zbudować doskonały hoverboard w domu.

Obecnie coraz większą popularnością cieszy się mała samobieżna platforma z dwoma kołami, tzw. Segway, której wynalazcą jest Dean Kamen. Widząc trudność, jaką ma osoba poruszająca się na wózku inwalidzkim podczas wchodzenia na chodnik, dostrzegł szansę na stworzenie pojazdu, który mógłby pomóc ludziom poruszać się bez większego wysiłku. Kamen wcielił w życie swój pomysł stworzenia platformy samobalansującej. Pierwszy model testowano w 2001 roku i był to pojazd z przyciskami na rączce. Został opracowany z myślą o osobach z niepełnosprawności i pozwalał im na samodzielne poruszanie się nawet po nierównym terenie. Nowy model stał się znany jako „Segway RT” i umożliwiał już sterowanie poprzez przechylenie dźwigni w lewo lub w prawo. W 2004 roku zaczęto go sprzedawać w Europie i Azji. Cena najbardziej zaawansowanego nowoczesne modele, na przykład Segway PTi2 – około 5000 dolarów. W ostatnim czasie firmy chińskie i japońskie tworzą urządzenia z różnymi modyfikacjami i innowacyjnymi konstrukcjami. Niektórzy nawet produkują podobne pojazdy z tylko jednym kołem, ale spójrzmy na klasycznego Segwaya.


Segway składa się z platformy i dwóch kół umieszczonych poprzecznie, napędzanych dwoma silnikami elektrycznymi. Sam system stabilizowany jest przez skomplikowany układ elektroniczny sterujący silnikami, biorąc pod uwagę nie tylko nachylenie kierowcy, ale także stan pojazdu, dzięki czemu zawsze pozostaje on w pionowej, stabilnej pozycji. Kierowca stojąc na platformie reguluje prędkość po prostu przesuwając dźwignię do przodu lub do tyłu, a przy przechyleniu w prawo lub w lewo – skręca. Płyta sterująca monitoruje sygnały z odpowiednich czujników ruchu i orientacji (podobnych do tych, które pozwalają smartfonom zmieniać orientację ekranu), aby pomóc wbudowanemu mikroprocesorowi w dokładnym zorientowaniu platformy. Główny sekret Segway to nie tyle część elektromechaniczna, ile kod uwzględniający fizykę ruchu ze znaczną matematyczną dokładnością w przetwarzaniu danych i przewidywaniu zachowań.

Segway wyposażony jest w dwa bezszczotkowe silniki elektryczne wykonane ze stopu neodymu, żelaza i boru, które dzięki akumulatorowi litowo-polimerowemu mogą rozwinąć moc do 2 kW.

Części do segwaya

Do stworzenia Segwaya potrzebne są dwa motoreduktory z kołami, akumulator, obwód elektryczny, platforma i kierownica.

Moc silnika niedrogie modele około 250 W, co zapewnia prędkość do 15 km/h, przy stosunkowo niska konsumpcja aktualny Nie mogą bezpośrednio obracać kół, ponieważ duża prędkość tych silników nie pozwala im uzyskać niezbędnej przyczepności. Podobnie dzieje się, gdy używasz przerzutek w rowerze: zwiększając przełożenie, stracisz prędkość, ale zwiększysz siłę wywieraną na pedał.

Platforma znajduje się poniżej osi silnika. Akumulator, którego waga jest dość wysoka, również znajduje się pod podnóżkiem w symetrycznym położeniu, co gwarantuje, że nawet bez kierowcy na pokładzie Segway pozostanie w miejscu pozycja pionowa. Ponadto wewnętrzną stabilność mechaniczną będzie wspomagać elektroniczna jednostka kontroli stabilności, która jest w pełni aktywna, gdy obecny jest kierowca. Obecność osoby na platformie powoduje podniesienie środka ciężkości ponad oś koła, przez co system jest niestabilny – to już będzie kompensowane przez płytkę elektroniki.

W zasadzie możesz to zrobić samodzielnie, kupując niezbędną elektronikę na chińskiej stronie internetowej (są w promocji). Wszystkie części montuje się za pomocą śrub i nakrętek (nie śrub). Specjalna uwaga Należy zwrócić uwagę na odpowiednie napięcie łańcucha. Akumulatory mocuje się za pomocą zacisków w kształcie litery U z małymi gumowymi uszczelkami wymagane ciśnienie. Zaleca się dodać Taśma dwustronna pomiędzy akumulatorem a platformą, tak aby nie doszło do poślizgu. Centralę należy włożyć pomiędzy dwa akumulatory i zabezpieczyć specjalnymi przekładkami.

Dźwignia sterująca może być lub nie - w końcu popularne są teraz modele Segway bez niej (mini-Segway). Ogólnie sprawa ciekawa i niezbyt droga, bo według informacji znajomych cena hurtowa zakupu w Chinach to jedyne 100 dolarów.

Porozmawiajmy o tym, jak wykorzystać Arduino do stworzenia robota, który balansuje jak Segway.

Segway z języka angielskiego. Segway to dwukołowy pojazd stojący wyposażony w napęd elektryczny. Nazywa się je również hoverboardami lub hulajnogami elektrycznymi.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działa Segway? W tym samouczku postaramy się pokazać, jak zbudować robota Arduino, który utrzymuje równowagę jak Segway.

Aby robot zrównoważył, silniki muszą wytrzymać upadek robota. Ta czynność wymaga informacja zwrotna i elementy korygujące. Element sprzężenia zwrotnego - zapewniający zarówno przyspieszenie, jak i obrót we wszystkich trzech osiach (). Arduino wykorzystuje to do poznania aktualnej orientacji robota. Elementem korygującym jest połączenie silnika i koła.

Efekt końcowy powinien wyglądać mniej więcej tak:

Schemat robota

Moduł sterownika silnika L298N:

Silnik przekładniowy prąd stały z kołem:

Robot samobalansujący to zasadniczo odwrócone wahadło. Może być lepiej wyważony, jeśli środek masy jest wyżej w stosunku do osi kół. Wyższy środek masy oznacza większy moment bezwładności masy, co odpowiada mniejszemu przyspieszeniu kątowemu (wolniejszemu opadaniu). Dlatego umieściliśmy akumulator na górze. Wysokość robota została jednak dobrana w oparciu o dostępność materiałów :)

Gotową wersję robota samobalansującego można zobaczyć na powyższym rysunku. Na górze umieszczono sześć akumulatorów Ni-Cd do zasilania płytka drukowana. Pomiędzy silnikami sterownik silnika wykorzystuje akumulator 9 V.

Teoria

W teorii sterowania, trzymanie pewnej zmiennej (w w tym przypadku pozycji robota) wymagany jest specjalny sterownik zwany PID (proporcjonalna pochodna całkująca). Każdy z tych parametrów ma „wzmocnienie”, zwykle zwane Kp, Ki i Kd. PID zapewnia korekcję pomiędzy wartością żądaną (lub wejściem) a wartością rzeczywistą (lub wyjściem). Różnica między wejściem a wyjściem nazywa się „błędem”.

Regulator PID redukuje błąd do najmniejszej możliwej wartości poprzez ciągłą regulację mocy wyjściowej. W naszym samobalansującym robocie Arduino wejście (czyli pożądane nachylenie w stopniach) jest ustawiane przez oprogramowanie. MPU6050 odczytuje aktualne nachylenie robota i przekazuje je do algorytmu PID, który wykonuje obliczenia w celu sterowania silnikiem i utrzymania robota w pozycji pionowej.

PID wymaga dostosowania wartości Kp, Ki i Kd do wartości optymalnych. Inżynierowie używają oprogramowania takiego jak MATLAB do automatycznego obliczania tych wartości. Niestety w naszym przypadku nie możemy zastosować MATLAB-a, gdyż jeszcze bardziej skomplikuje to projekt. Zamiast tego dostosujemy wartości PID. Oto jak to zrobić:

  1. Niech Kp, Ki i Kd będą równe zeru.
  2. Dostosuj Kp. Zbyt małe Kp spowoduje upadek robota, ponieważ korekcja nie będzie wystarczająca. Zbyt duże Kp powoduje, że robot gwałtownie porusza się tam i z powrotem. Dobre Kp sprawi, że robot będzie się trochę poruszał w przód i w tył (lub trochę oscylował).
  3. Po ustawieniu Kp należy wyregulować Kd. Dobra wartość Kd zmniejszy oscylacje, aż robot stanie się prawie stabilny. Ponadto prawidłowe Kd utrzyma robota nawet jeśli zostanie popchnięty.
  4. Na koniec zainstaluj Ki. Po włączeniu robot będzie oscylował, nawet jeśli ustawione są Kp i Kd, ale z czasem ustabilizuje się. Właściwa wartość Ki ​​skróci czas potrzebny do ustabilizowania robota.

Zachowanie robota można zobaczyć na poniższym filmie:

Kod Arduino dla robota samobalansującego

Do stworzenia naszego robota potrzebowaliśmy czterech zewnętrznych bibliotek. Biblioteka PID ułatwia obliczanie wartości P, I i D. Biblioteka LMotorController służy do sterowania dwoma silnikami za pomocą modułu L298N. Biblioteka I2Cdev oraz biblioteka MPU6050_6_Axis_MotionApps20 przeznaczone są do odczytu danych z MPU6050. Możesz pobrać kod, łącznie z bibliotekami, w tym repozytorium.

#włączać #włączać #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; // Sterowanie MPU/status vars bool dmpReady = false; // ustaw true, jeśli inicjacja DMP zakończyła się pomyślnie uint8_t mpuIntStatus; // przechowuje aktualny bajt stanu przerwania z MPU uint8_t devStatus; // zwraca status po każdej operacji na urządzeniu (0 = sukces, !0 = błąd) uint16_t packageSize; // oczekiwany rozmiar pakietu DMP (domyślnie 42 bajty) uint16_t fifoCount; // liczba wszystkich bajtów aktualnie w FIFO uint8_t fifoBuffer; // Bufor pamięci FIFO // orientacja/ruch vars Quaternion q; // kontener kwaternionowy VectorFloat grawitacyjny; // pływak wektora grawitacji ypr; //odchylenie/pochylenie/kontener rolkowy i wektor grawitacji //podwójny oryginał PID Wartość zadana = 173; podwójna wartość zadana = pierwotna wartość zadana; podwójne ruchomeAngleOffset = 0,1; podwójne wejście, wyjście; //dostosuj te wartości, aby pasowały Twój własny projektowy podwójny Kp = 50; podwójne Kd = 1,4; podwójne Ki = 60; PID pid(&wejście, &wyjście, &nastawa, Kp, Ki, Kd, ​​​​DIRECT); podwójny silnikSpeedFactorLeft = 0,6; podwójny silnikSpeedFactorRight = 0,5; //STEROWNIK SILNIKA 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); lotny bool mpuInterrupt = false; // wskazuje, czy pin przerwania MPU osiągnął wysoki poziom void dmpDataReady() ( mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // dołącz do magistrali I2C (biblioteka I2Cdev nie robi tego automatycznie) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE Wire.begin( ); TWBR = 24; // Zegar I2C 400 kHz (200 kHz, jeśli procesor ma 8 MHz) #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE Fastwire::setup(400, true); #endif mpu.initialize(); , skalowane dla minimalnej czułości mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788); chip // upewnij się, że zadziałało (zwraca 0, jeśli tak) if (devStatus == 0) ( // włącz DMP, teraz gdy jest gotowy mpu.setDMPEnabled(true); // włącz wykrywanie przerwań ArduinoInterrupt(0 , dmpDataReady, RISING); mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // ustaw naszą flagę DMP Ready tak, aby główna Funkcja pętli() wie, że można jej używać. dmpReady = true; // pobierz oczekiwany rozmiar pakietu DMP do późniejszego porównania packageSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //ustaw PID pid.SetMode (AUTOMATYCZNY); pid.SetSampleTime(10); pid.SetOutputLimits(-255, 255); ) else ( // BŁĄD! // 1 = początkowe ładowanie pamięci nie powiodło się // 2 = aktualizacja konfiguracji DMP nie powiodła się // (jeśli nastąpi awaria, zwykle kod będzie 1) Serial.print(F("Inicjalizacja DMP nie powiodło się (kod ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F(")")); ) ) void pętli() ( // jeśli programowanie się nie powiodło, nie próbuj nic robić, jeśli (!dmpReady ) return; // czekaj na przerwanie MPU lub dodatkowe pakiety, dopóki (!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 >Dostępny 1 pakiet // (pozwala nam to od razu przeczytać więcej bez czekania na przerwanie) fifoCount -= rozmiar pakietu; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&grawitacja, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity); wejście = ypr * 180/M_PI + 180; ) )

Wartości Kp, Ki, Kd mogą działać lub nie. Jeśli tak się nie stanie, wykonaj powyższe kroki. Należy pamiętać, że pochylenie w kodzie jest ustawione na 173 stopnie. Jeśli chcesz, możesz zmienić tę wartość, ale pamiętaj, że jest to kąt pochylenia, jaki robot musi utrzymać. Ponadto, jeśli silniki są zbyt szybkie, możesz dostosować wartości motorSpeedFactorLeft i motorSpeedFactorRight.

To wszystko na teraz. Do zobaczenia.

Czego potrzebujemy? Na początek weźmy kółka od maszyny do ćwiczeń brzucha. Skrzynia biegów 12 V i 160 obr./min. Powerbank na 15 000 miliamperogodzin. Aby móc zarządzać pojazd, czyli skręć w prawo lub w lewo, przyspieszaj i zwalniaj, wykorzystamy moduły, które wykorzystaliśmy już przy produkcji domowej kosiarki. W ten sposób można regulować prędkość obrotową silnika. Odpowiednio 2 moduły, 2 silniki, 2 power banki.

Obydwa zestawy działają oddzielnie. Załóżmy, że dodamy prędkość do prawego silnika, Segway skręci w lewo. To samo, ale w odbiciu lustrzanym, przy skręcie w prawo. Jeśli jednocześnie dodasz prędkość do dwóch silników, produkt przyspieszy.

Najpierw zainstalujmy skrzynie biegów. Aby to zrobić, nałóż go na środek arkusz sklejki, obrysuj kontur i za pomocą frezu wykonaj wgłębienie. W ten sam sposób jak skrzynię biegów przymocowaliśmy po lewej stronie, robimy to po przeciwnej stronie.

Musisz wyciąć kilka takich prętów i przykręcić je po bokach. Jest to konieczne, aby sklejka nie zwisała.
Zdejmujemy koła i zakładamy je na oś. Jak widać różnią się od siebie. Najpierw musisz zrobić dwie drewniane tuleje. My użyjemy domowego tokarka na drewnie. Rezultatem były dwa drewniane blanki.

Włóż obrabiany przedmiot. Wywierć otwór i przyklej obrabiany przedmiot żywica epoksydowa. (Autor wprowadził poprawkę na końcu filmu, przeczytaj poniżej).

Teraz zrobimy kierownicę. W tym celu użyjemy kawałka rura ściekowa. Wzięliśmy uchwyt z symulatora. W górnej części sklejki wykonamy otwory i zabezpieczymy rurę i uchwyt. Kierownica Segwaya powinna być lekko nachylona, ​​dlatego zrobiliśmy otwór w sklejce na pochyłości i przycięliśmy plastikową rurkę.

Wszystkie moduły sterujące zostaną zamontowane na kierownicy. Musisz rozciągnąć 8 sztuk przewodów od kierownicy do skrzyń biegów. Aby nie wystawały od góry, najpierw robimy otwór przelotowy w rurze i wkładamy przewody.

A teraz znowu musisz skleić wszystko żywicą epoksydową i poczekać 24 godziny. Koła okazały się zdeformowane; żywica epoksydowa okazała się niezbyt niezawodnym materiałem. Zdemontowałem skrzynie biegów, wymontowałem wały i wyciąłem na nich gwinty. Wywierciłem także otwory w drewnianych tulejach. Włożyłem tulejki metalowe i teraz wszystko wygląda dużo solidniej. Koła można również bardzo mocno dokręcić. Plastikowa rura nie wydawał się całkowicie niezawodny; w celu jego wzmocnienia włożono do niego rączkę łopaty.

W panelu umieściliśmy 2 moduły. Musisz wywiercić otwory w rurze na rezystory. Pozostaje tylko przykleić guziki za pomocą gorącego kleju. Poprowadzić przewody do modułu, skrzyni biegów, Power banki. Przykręć koła.

Dla tych, którzy boją się źle podłączyć przewody, wszystko jest szczegółowo opisane na modułach.

Segway będzie także wyposażony w prędkościomierz rowerowy. Wersja testowa domowego Segwaya jest gotowa. Przetestujmy to.