Acest articol va examina crearea unui vehicul care se echilibrează sau pur și simplu un Segway. Aproape toate materialele pentru crearea acestui dispozitiv sunt ușor accesibile.
Dispozitivul în sine este o platformă pe care se află șoferul. Prin înclinarea caroseriei, două motoare electrice sunt controlate printr-un lanț de circuite și microcontrolere responsabile de echilibrare.
materiale:
- Modul de control wireless XBee.
microcontrolere Arduino
-akkumulyatory
Senzor InvenSense MPU-6050 pe modulul „GY-521”,
-bara de lemn
-button
doua roti
și așa mai departe, indicate în articol și în fotografii.
Pasul întâi: Determinați caracteristicile necesare și proiectați sistemul.
La crearea acestui dispozitiv, autorul a încercat să se încadreze în parametri precum:
-putabilitatea și puterea necesară pentru libera circulație chiar și pe pietriș
- baterii cu capacitate suficientă pentru a asigura cel puțin o oră de funcționare continuă a dispozitivului
-pentru a oferi posibilitatea de control wireless, precum și de înregistrare a datelor privind funcționarea dispozitivului pe un card SD pentru identificarea și remedierea problemelor.
În plus, este de dorit ca costul creării unui astfel de dispozitiv să fie mai mic decât a comanda un hoverboard original off-road.
Conform diagramei de mai jos, puteți vedea diagrama de circuite a vehiculului auto-echilibrat.
Următoarea imagine arată sistemul de funcționare al unității de giroscop.
Alegerea unui microcontroller pentru controlul sistemelor Segway este diversă, autorul sistemului Arduino este cel mai preferat din cauza categoriilor de prețuri. Astfel de controlere ca Arduino Uno, Arduino Nano o vor face sau puteți lua ATmega 328 pentru a fi folosit ca cip separat.
Pentru a alimenta un circuit de control a motorului cu două punți, este necesară o tensiune de alimentare de 24 V, această tensiune se realizează cu ușurință prin conectarea în serie a bateriilor de 12 V.
Sistemul este proiectat astfel încât alimentarea să fie alimentată motoarelor doar în timp ce este apăsat butonul de pornire, astfel încât pentru o oprire rapidă, eliberați-l. În același timp, platforma Arduino trebuie să sprijine comunicarea în serie atât cu circuitul de control al podurilor al motoarelor, cât și cu modulul de control wireless.
Datorită senzorului InvenSense MPU-6050 de pe modulul „GY-521”, care procesează accelerația și îndeplinește funcțiile unui giroscop, parametrii de înclinare sunt măsurați.Senzorul a fost amplasat pe două carduri de expansiune separate. Magistrala l2c comunică cu microcontrolerul Arduino. Mai mult, senzorul de înclinare cu adresa 0x68 a fost programat astfel încât să poată sondaj la fiecare 20 ms și să ofere întrerupere microcontrolerului Arduino. Un alt senzor are adresa 0x69 și este tras direct către Arduino.
Atunci când utilizatorul intră pe platforma scuterului, este activat comutatorul limită de sarcină, care activează modul algoritm pentru echilibrarea Segway.
Pasul doi: Creați o coca din hoverboard și instalați elementele de bază.
După ce a determinat conceptul de bază al schemei de funcționare a scuterului gyro, autorul a procedat la asamblarea directă a corpului său și instalarea principalelor părți. Materialul principal era scândurile și barele de lemn. Arborele cântărește puțin, ceea ce va afecta pozitiv durata încărcării bateriei, în plus, lemnul este ușor prelucrat și este un izolator. Din aceste plăci a fost realizată o cutie în care vor fi instalate baterii, motoare și microcircuite. Astfel, s-a obținut o parte din lemn în formă de U, pe care se montează roți și motoare cu ajutorul șuruburilor.
Transmiterea puterii motorului către roți va trece prin transmisia de viteze. Atunci când așezați principalele componente în carcasa Segway, este foarte important să vă asigurați că greutatea este distribuită uniform atunci când Segway este introdus într-o poziție verticală de lucru. Prin urmare, dacă nu țineți cont de distribuția greutății din bateriile grele, atunci munca de echilibrare a dispozitivului va fi dificilă.
În acest caz, autorul a așezat bateriile în spate, astfel încât să compenseze greutatea motorului, care se află în centrul dispozitivului. electronic dispozitivele componente au fost plasate între motor și baterii. Pentru testarea ulterioară, a fost atașat și un buton de pornire temporară pe mânerul Segway.
Pasul trei: Circuitul electric.
Conform diagramei de mai sus, toate firele din carcasa Segway au fost implementate. De asemenea, în conformitate cu tabelul de mai jos, toate ieșirile microcontrolerului Arduino au fost conectate la circuitul podului de control al motorului, precum și la senzorii de echilibrare.
Diagrama următoare arată un senzor de înclinare instalat pe orizontală, în timp ce senzorul de control a fost instalat vertical de-a lungul axei Y.
Pasul patru: Testați și configurați dispozitivul.
După etapele anterioare, autorul a primit modelul Segway pentru testare.
Atunci când efectuați testarea, este important să se țină seama de factori precum siguranța zonei de testare, precum și echipamentele de protecție sub formă de scuturi de protecție și o cască pentru șofer.
Autorul a decis să înceapă testarea Segway descărcând codul la microcontroler și verificând conexiunea acestuia cu circuitele de control și senzorii.
Software-ul:
Terminalul Arduino este excelent pentru verificarea funcționalității codului, precum și pentru căutarea posibilă a problemelor pentru depanarea lor ulterioară. Este important să reglați corect câștigul controlerului PID, care va depinde de parametrii motorului folosit.
După reglarea regulatorului, puterea este furnizată controlerului, iar senzorii intră în starea de așteptare. Apoi este apăsat butonul de pornire și motoarele pornesc. Înclinând Segway, șoferul controlează mișcarea datorită activității algoritmului de echilibrare.
Videoclipul de mai jos arată funcționarea dispozitivului aeronave asamblate: