Hoe maak je Segway met je eigen handen. Sigway met je eigen handen verzamelen van elektronische details

Is het mogelijk om een \u200b\u200bsigway met je eigen handen te maken? Hoe moeilijk is het, en welke details vereist hiervoor? Zal het zelfgemaakte apparaat worden uitgevoerd door alle dezelfde functies zoals geproduceerd in de fabriek? Een hoop soortgelijke vragen ontstaat in het hoofd van een man die besloot met hun eigen handen te bouwen. Het antwoord op de eerste vraag is eenvoudig en duidelijk: om een \u200b\u200b"elektrofamokat" te maken door de kracht van een persoon die op zijn minst een beetje gedemonteerd is in elektronica, natuurkunde en mechanica. Bovendien werkt het apparaat helemaal slechter dan de fabrieksmachine.

Hoe maak je een sigway met je eigen handen?

Als je voorzichtig naar de gyroscoker kijkt, zie je erin een vrij eenvoudige structuur: het is slechts een scooter uitgerust met een automatisch balancagesysteem. Aan beide zijden van het platform zijn 2 wielen. Om effectieve balancering te implementeren, is het Segwest-ontwerp uitgerust met een indicatorstabilisatiesysteem. De pulsen die de hellingssensoren binnenkomen, worden naar microprocessors getransporteerd en die op zijn beurt produceren elektrische signalen. Dientengevolge beweegt de gyroscur in de opgegeven richting.

Om de Segway met eigen handen te maken, zijn de volgende items vereist:

2 wielen;
2 motor;
stuur;
aluminium blokken;
referentietaal of aluminium pijp;
2 loodzuurbatterijen;
aluminium kooktoestel;
weerstanden;
noodrem;
stalen as 1,2 cm;
printplaat;
condensatoren;
Lipo-batterij;
Poortstuurprogramma's;
lED-indicatoren;
3 x ATMTGA168;
spanningsregelaar;
Adxrs614;
8 MOSFET's;
twee veren;
en adxl203.

Onder de vermelde namen zijn ook mechanische onderdelen en elektronische elementen en andere apparatuur.

Procedure voor het assembleren van SIGWEA

Het is niet zo moeilijk om een \u200b\u200bsigway te monteren, omdat het op het eerste gezicht lijkt. Met alle benodigde componenten duurt het proces nogal wat tijd.

Verzameling van mechanische details

Motoren, wielen, tandwielen en batterijen kunnen worden geleend van Chinese scooters, en er zijn helemaal geen problemen met het zoeken naar de motor.
Op de grote versnelling, gelegen aan het stuurwiel, wordt overgebracht met een kleine uitrusting op de motor.
De transmissie op het wiel (12 inch) heeft een vrije zet - dit vereist de invoering van enkele wijzigingen die nodig zijn voor de werking van roterende elementen in beide richtingen.
De vaste as bevestigd door drie aluminiumblokken (ze kunnen worden vastgesteld met 5-mm set-schroeven), is de basis van het platform.
Met behulp van het SolidWorks-programma is het noodzakelijk om een \u200b\u200btekening van een detail te maken dat de Gyro-carcuther mogelijk zal maken om zich in de kant van het lichaam naar de kant te wenden. Daarna moet het deel de CNC-machine worden ingeschakeld. Een CAMBAM-programma werd op de machine gebruikt, dat ook werd gebruikt in de vervaardiging van de doos voor de noodremeenheid.
Het stuurwiel is bevestigd aan een lege buis van 2,5 cm.
Voor de stuurkolom altijd in het centrum, evenals de omgekeerde stuwkracht was intenser, u kunt een paar Steel Springs gebruiken.
Het stuurwiel is uitgerust met een speciale noodknop die op het relais is aangesloten - hiermee kunt u de kracht van de motor verminderen.
Motorvoeding - Batterijbatterijen op 24 V.

Elektronische details verzamelen

Om de sigway met eigen handen te verzamelen, maakt de mechanische details alleen. Elektronische controle is niet minder belangrijk in de Gyroskuter, omdat het een vrij belangrijk onderdeel van het apparaat is.

Een printplaat met een computationele functie verzamelt informatie uit de sensoren - een gyroscoop, een versnellingsmeter, een potentiometer, waarna de rotatierichting is opgegeven.
Zonder de processor ATMTGA168 zal de "scooter" niet normaal werken. Computerverbinding wordt uitgevoerd door Bluetooth en RN-41.
Met de hulp van twee N-bruggen is er een transformatie van controlepulzen van het BASE-bord naar de kracht van motoren. Elke brug is uitgerust met ATMTGA168, de borden communiceren met elkaar op UART.
Alle elektronica worden geactiveerd dankzij een aparte batterij.
Om de batterijen snel te bereiken, evenals het programmeren van de basisvergoeding en de parameters van het besturingscircuit, moet u een kleine doos maken met connectoren, bovenop zijn behuizing om een \u200b\u200bgepaste potentiometer uit te rusten, en ook de aan / uit-schakelaar van de elektronica.

Sigzea-software

Hoe maak je een sigway met je eigen handen, zodat hij waarschijnlijk werkte? True - Installeer software (of software). Hier zijn de nodige stappen om deze taak uit te voeren:

De microcontroller heeft een filter voor een versnellingsmeter en gyroscoop en een PD-bedieningscyclus.
Kalman en Complemenatry-filters zullen perfect met de taak omgaan.
Schrijf applicaties met behulp van de Java-programmeertaal - hiermee kunt u de opladen van de batterij, alle sensorwaarden en besturingsparameters bekijken.

Hier, misschien is het enige dat nodig is van een persoon die besloten om zelfstandig een SIGVE te maken. Het begrip van het thema en het proces, evenals de nodige componenten kunnen u thuis een uitstekende gyroscur bouwen.

Als je denkt dat een gyroscur of mini-sigway niet thuis met hun eigen handen en krachten kan worden gemaakt, dan vergis je je snel. Vreemd genoeg zijn er veel video's op internet, waar veel vakmensen hun eigen gyroscur maken. Sommigen blijkt een eigengemaakte, maar er zijn degenen die de technologie van het creëren en reproduceren en reproduceren van dit interessante en hoogwaardige ding echt kunnen aanpakken. Dus is het mogelijk om een \u200b\u200bgyroscur met je eigen handen te maken? We zullen ons vertellen over deze Adrian Kundert - een ingenieur en gewoon een goed persoon.

Wat is een gyroscokeur?

Hoe een gyro te maken doe het zelf? Om te begrijpen hoe je een zelfgemaakte gyroscur kunt maken, moet je het begrijpen - wat is een gyroscokeur, wat het bestaat uit en wat nodig is om dit interessante bewegingsmiddel te creëren. De GYROSCUR is een zelf toegestaan \u200b\u200bvoertuig, het bewerkingsbeginsel daarvan op het systeem van gyroscopische sensoren en interne technologie om de balans van het werkplatform te houden. Dat wil zeggen, wanneer we de Gyro inschakelen, is het balanceersysteem ook inbegrepen. Wanneer een persoon op een gyroscur krijgt, begint de positie van het platform te veranderen, deze informatie wordt gelezen net als gyroscopische sensoren.

Deze sensoren lezen elke verandering in de positie ten opzichte van het oppervlak van de aarde of het punt waarvan de gravitatieve impact aan de gang is. Na het lezen wordt informatie toegevoerd aan de extra kaarten die zich aan beide zijden van het platform bevinden. Omdat de sensoren en de elektromotoren zelf onafhankelijk van elkaar werken, dan hebben we in de toekomst twee elektromotoren nodig. Van extra kaarten is informatie in het verwerkte formulier al in het moederbord met een microprocessor. Er wordt al met de nodige nauwkeurigheid uitgevoerd door het saldo van het saldo.

Dat wil zeggen, als het platform naar voren leunt, ongeveer enkele graden, worden de motoren toegevoerd aan de beweging in de tegenovergestelde richting en het platform is uitgelijnd. Ook rennen en kantelen naar de andere kant. Als de Gyroscur in grotere mate leunt, begrijpt het programma onmiddellijk dat een team vooruit of terug naar elektrische motoren gaat. Als de gyroscoker meer dan 45 graden buigt, worden de motoren en de gyro zelf uitgeschakeld.

De Gyroscur bestaat uit een behuizing, een stalen of metalen basis, waarop alle elektronica wordt bevestigd. Dan zijn er twee elektromotoren met die macht, zodat het mogelijk is om het gewicht van een persoon naar 80-90kg te rijden. Dan is er een moederbord met een processor en twee hulpkosten, waarop gyroscopische sensoren zijn geworden. En natuurlijk de batterij en twee wielen met dezelfde diameter. Hoe een gyroscoker te maken? Om dit probleem op te lossen, moeten we bepaalde details van het ontwerp van het Horobord zelf extraheren.

Wat hebben we nodig?

Hoe een gyro te maken doe het zelf? Het eerste en belangrijkste ding zal nodig zijn, dit zijn twee elektromotoren, met een capaciteit van capabele transportgewicht van een volwassene. De gemiddelde kracht van fabrieksmodellen is 350 watt, dus we zullen proberen dergelijke vermogensmotoren te vinden.

Vervolgens moet je natuurlijk twee identieke wielen vinden, ongeveer 10-12 inch. Beter meer, omdat we veel elektronica zullen hebben. Zodat de pataentie hoger was en de afstand tussen het platform en de aarde op het gewenste niveau was.

Twee batterijen, lood-zuur, moeten de nominale kracht van ten minste 4400 m / h kiezen, en beter. Omdat we geen metalen structuur zullen maken, maar het zal meer wegen dan de originele mini-sigway of een gyro.

Productie en proces

Hoe maak je een gyroscur, krachtig en zo dat hij zelf het evenwicht houdt tijdens het rijden? Eerst moet je een plan bouwen, wat betekent dat je een bewegingsmiddel nodig hebt. We moeten een vrij krachtig voertuig maken met grote wielen en veel passeerbaarheid op verschillende wegen. De minimale waarde van continu rijden moet 1-1,5 uur bedragen. We zullen ongeveer 500 euro doorbrengen. We zullen het draadloze managementsysteem aan onze gyroscoker leveren. We zullen de lezer en een foutlezer plaatsen, alle informatie gaat op een SD-kaart.

Gyro-regeling

In de hierboven regeling kunt u alles duidelijk doen: elektromotoren, batterijen, enz. Eerst moet u precies de microcontroller kiezen, die wordt bestuurd. Van alle Arduino Microcontrollers gepresenteerd in de microcontrollers, zullen we Unonano kiezen en ATMEGA 328 zal zijn als een extra informatie-verwerkingspaander.

Maar hoe maak je een gyroscur veilig? Twee batterijen worden consistent verbonden, dus we krijgen de gewenste spanning. Voor elektromotoren hebt u een dubbelbrugcircuit nodig. Er wordt een leesknop ingesteld door op te drukken die door motoren worden aangedreven. Wanneer u op deze knop drukt, worden de motoren en de Gyro zelf losgekoppeld. Het is noodzakelijk om de veilige rit van de bestuurder zelf en ons voertuig te implementeren.

Arduino Microcontroller zal met een snelheid van ongeveer 38400 bauds zijn, gebruik een sequentiële verbinding met het XBEE-schema. We zullen twee gyroscopische sensoren gebruiken Intense MPU 6050 op basis van de GY-521-modules. Ze zullen op hun beurt informatie lezen over de positie van het platform. Deze sensoren zijn nauwkeurig genoeg om een \u200b\u200bmini-sigway te maken. Deze sensoren bevinden zich op twee extra hulpkaarten die primaire verwerking uitvoeren.

We zullen de I2C-bus gebruiken, het heeft voldoende bandbreedte om snel te binden met Arduino Microcontroller. Een gyroscopische sensor met een 0x68-adres heeft een frequentie van informatie-update eenmaal in 15 ms. De tweede adressensor 0x68 loopt rechtstreeks van de microcontroller. We hebben ook een laadschakelaar, het vertaalt de gyroscur naar de retentiemodus, dan wanneer het platform zich in een vlakke positie bevindt. In deze modus blijft de Gyro op zijn plaats.

Drie houten details waarop onze wielen en elektromotoren zich bevinden. De stuurpilaar is gemaakt van een conventionele houten stok. Het wordt aan de voorkant van de Gyro zelf bevestigd. Hier kunt u een stok nemen, zelfs een stengel van de dweil. Het is noodzakelijk om rekening te houden met het feit dat de batterijen en andere regelingen druk op het platform zullen produceren en daardoor in evenwicht is, zal het enigszins opnieuw worden geconfigureerd, het is in dat deel waar er meer druk zal zijn.

De motoren moeten gelijkmatig aan de rechterkant en aan de linkerkant van de platformzijden worden verdeeld en de batterij is maximaal in het midden in een speciale doos. Vers een stuurpilaar op gewone vinnen en bevestig de bereidheid-knop aan de bovenkant van de stok. Dat wil zeggen, als er iets fout is gegaan en de knop wordt ingedrukt, wordt de gyroscokeur uitgeschakeld. In de toekomst kan deze knop worden omgezet in voet aan de grond of configureren naar een bepaalde helling van het platform zelf, maar we zullen dit niet doen tot u.

Het interne schema en de spike van alle draden worden gemaakt door hetzelfde schema. Vervolgens moet u twee gyroscopische sensoren aansluiten op onze microcontroller, langs het brugcircuit met de motor, volgens deze tabel.

In evenwicht brengende sensoren moeten evenwijdig aan de aarde of langs het platform zelf worden ingesteld, maar de rotatiesensoren naar rechts en links moeten loodrecht op gyroscopische sensoren worden geïnstalleerd.

De sensoren instellen

Voer de instelling Microcontroller uit, laad de broncode. Vervolgens moet u de juiste relatie controleren tussen gyroscopische sensoren en rotatiesensoren. Gebruik het Arduino-terminalprogramma bij het programmeren en instellen van de Gyro. Zorg ervoor dat u PID-balanscontrole configureert. Het feit is dat je motoren kunt kiezen met andere macht en kenmerken, voor hen zal de instelling anders zijn.

Er zijn verschillende parameters in dit programma. De eerste belangrijkste parameter is de par-parameter KP, het is verantwoordelijk voor het balanceren. Verhoog eerst deze indicator, om een \u200b\u200bgyro in een onstabiele weergave in te voeren en vervolgens de indicator naar de gewenste parameter te verminderen.

De volgende parameter is de KI-parameter Het is verantwoordelijk voor het versnellen van de Gyro. Met een afname van de hellingshoek, vermindert of verhoogt of neemt toe tijdens omgekeerde actie. En de laatste parameter is de KD-parameter, het retourneert het platform zelf in de gladde positie en de motoren leiden naar de aftrekmodus. In deze modus staat de Gyro gewoon ter plekke.

Verder schakelt u de Arduino Microcontroller aan en gaat de gyroscokeur in de standby-modus. Nadat je op de hoogte bent geweest, sta je op de drukknop op, zodat de gyroscokeur in de modus 'On-site' gaat. In evenwicht brengende sensoren worden geactiveerd en wanneer de hellingshoek is gewijzigd, wordt de Gyro naar voren of achterwaarts gedreven. Met elke uitsplitsingen kunt u eenvoudig een gyro met uw eigen handen repareren.

Laten we het hebben om Arduino te gebruiken om een \u200b\u200brobot te maken die evenwicht is als een sigway.

Sigway van Engels. Segway - een voertuig met twee wielen, uitgerust met een elektrische schijf. Ze worden ook gyros of elektrische scooters genoemd.

Heb je je ooit afgevraagd hoe de Sigway werkt? In deze les proberen we je te laten zien hoe je Arduino's Robot kunt maken, die jezelf net als Segway in evenwicht is.

Om de robot in evenwicht te brengen, moeten motoren de val van de robot tegengaan. Deze actie vereist feedback en corrigerende elementen. Feedback-element - dat zowel versnelling als rotatie in alle drie de assen () biedt. Arduino gebruikt het om de huidige oriëntatie van de robot te kennen. Het corrigerende element is een combinatie van de motor en wielen.

Als gevolg hiervan zou het ongeveer zo'n vriend moeten zijn:

Robotregeling

Motor Driver Module L298N:

DC versnellingsbakmotor met wiel:

De zelf-balancerende robot is in wezen een omgekeerde slinger. Het kan beter in evenwicht zijn als het massamiddelpunt boven de wielassen ligt. Het hoogste centrum van de massa betekent een hoger moment van inertie-massa, wat overeenkomt met een lagere hoekversnelling (langzamere druppel). Daarom plaatsen we het batterijpakket bovenaan. De hoogte van de robot werd echter gekozen op basis van de aanwezigheid van materialen 🙂

De voltooide versie van een onafhankelijk balanceringsrobot kan in de bovenstaande afbeelding worden bekeken. Aan de bovenkant zijn er zes NI-CD-batterijen voor het aanzetten van een printplaat. In de intervallen tussen de motoren wordt een 9-volt-batterij voor het motorrijder gebruikt.

Theorie

In de theorie van het management, met wat variabele (in dit geval, de positie van de robot), is een speciale controller vereist, de PID (proportionele integrale afgeleide) genoemd. Elk van deze parameters heeft een "toename", gewoonlijk genaamd KP, KI en KD. De PID geeft een correctie tussen de gewenste waarde (of input) en de werkelijke waarde (of uitvoer). Het verschil tussen de ingang en de uitvoer wordt een "fout" genoemd.

De PID-controller vermindert de fout tot de kleinst mogelijke waarde, waarbij constant de uitvoer wordt aangepast. In onze zelf-balancerende robot Arduino-ingang (die de gewenste helling in graden is) is geïnstalleerd door software. MPU6050 leest de huidige kanteling van de robot en levert het aan het PID-algoritme dat berekeningen uitvoert om de motor te besturen en de robot in een verticale positie vast te houden.

De PID vereist dat de waarden van KP, KI en KD zijn geconfigureerd op optimale waarden. Ingenieurs gebruiken software zoals Matlab om deze waarden automatisch te berekenen. Helaas kunnen we Matlab in ons geval niet gebruiken, omdat het het project nog meer compliceert. In plaats daarvan zullen we de PID-waarden aanpassen. Hier is hoe het te doen:

Maak KP, KI en KD gelijk aan nul.
Pas KP aan. Te weinig KP zal een robot dwingen te vallen, omdat de correcties niet genoeg zijn. Te veel KP maakt de robot wild en achteruit. Een goede KP maakt dat de robot volledig terugvloeit en doorgaat (of enigszins oscilleert).
Zodra KP is geïnstalleerd, past u de KD aan. De goede waarde van KD zal oscillaties verminderen totdat de robot bijna stabiel wordt. Bovendien zal de juiste KD de robot vasthouden, zelfs als het vertelt.
Installeer ten slotte KI. Wanneer u de robot inschakelt, zal deze variëren, zelfs als KP en KD zijn geïnstalleerd, maar stabiliseren in de tijd. De juiste waarde van KI zal de tijd verkleinen die nodig is om de robot te stabiliseren.

Het gedrag van de robot kan hieronder op de video worden bekeken:

Arduino-code Zelfbalancerende robot

We hadden vier externe bibliotheken nodig om onze robot te maken. De PID-bibliotheek vereenvoudigt de berekening van de waarden van P, I en D. LmotorController-bibliotheek wordt gebruikt om twee motoren te besturen met de L298N-module. De i2cdev-bibliotheek en de MPU6050_6_AXIS_MOTIONAPPS20-bibliotheek zijn ontworpen om gegevens met MPU6050 te lezen. U kunt de code downloaden, inclusief bibliotheken in deze repository.

#Include. #Include. #Include "i2cdev.h" #Include "mpu6050_6axis_motionApps20.h" #if i2cdev_implementatie \u003d\u003d i2cdev_arduino_wire #Include "draad.h" #Indif #define min_abs_speed 20 mpu6050 mpu; // MPU-besturingselement / statusvars bool DMPREY \u003d FALSE; // ingesteld als DMP init succesvol was Uint8_t MpuintStatus; // heeft de werkelijke onderbrekingsstatus byte van MPU UINT8_T Devstatus; // retourstatus na elke bediening van het apparaat (0 \u003d succes,! 0 \u003d fout) UINT16_T PACKETSIZE; // verwachte DMP-pakketgrootte (standaard is 42 bytes) Uint16_t FIFOCount; // telling van alle bytes momenteel in FIFO UINT8_T FIFOBUFFER; // FIFO-opslagbuffer // Oriëntatie / Motion Vars Quaternion Q; // quaternion container vectormeel zwaartekracht; // Gravity Vector Float YPR; // yaw / pitch / roll container en zwaartekracht vector // pid dubbele originelenetpunt \u003d 173; Dubbel setpoint \u003d originelenetpunt; DUBBELE MANCHERGANGE SET \u003d 0.1; Dubbele invoer, uitvoer; // Pas deze waarden aan om te passen in uw eigen ontwerp Double KP \u003d 50; Dubbele kD \u003d 1,4; Dubbele ki \u003d 60; PID PID (& Input & Output, & Setpoint, KP, KI, KD, Direct); DUBBELE MOTORSPEEDFACTORLEFT \u003d 0,6; DUBBELE MOTORSPEEDFACTSRUCHT \u003d 0,5; // Motorcontroller int e ena \u003d 5; int in1 \u003d 6; int in2 \u003d 7; int in3 \u003d 8; int in4 \u003d 9; INT ENB \u003d 10; LMOTORCONTROLLER Motorcontroller (ENA, IN1, IN2, ENB, IN3, IN4, MOTORSPEEDFACTORLEFT, MOTORSPEEDFACTSRUCK); Voltile bool mpuinterrupt \u003d false; // Geeft aan of MPU-onderbrekingspen met hoge void DMPDATAREADA () (MPUInTIBRECT \u003d TRUE;) VOID SETUP () (// Join I2C BUS (I2CDEV-bibliotheek niet automatisch doen) #IF I2CDEV_AImCementing \u003d\u003d I2CDEV_ARDUINO_Wire Wire.Begin ( ); TWBR \u003d 24; // 400KHZ I2C CLOCK (200KHZ IF CPU is 8 MHz) #Elif i2cdev_implementation \u003d\u003d i2cdev_builtin_fastwire Fastwire :: Setup (400, true); #endif mpu.initialize (); devstatus \u003d mpu.dmpinitialize (); // leveren hier uw eigen gyro-offsets, geschaald voor min-gevoeligheid MPU.SETXGYROOFFSET (220); MPU.SetyGyroOffset (76); mpu.setzgyrooffset (-85); mpu.setzacceloffset (1788); // 1688 fabrieksinstelling voor mijn test Chip // Controleer of het werkte (retourneert 0 zo) als (Devstatus \u003d\u003d 0) (// inschakel de DMP, nu het "S-MPU.SETDMPEnTabled (TRUE); // inschakelen Arduino Interrupt Detection AttachEnTRUPT (0 , DMPDATAREADY, RISISE); MPUINTSTATUS \u003d MPU.GetIntStatus (); // Stel onze DMP Ready-vlag in, zodat de functie Main Loop () weet dat het goed is om het te gebruiken DMPREY \u003d TRUE; // Get Verwachte DM P Packet-maat voor later vergelijkingspakketten \u003d mpu.dmpgetfipaketsize (); // setup pid pid.setmode (automatisch); Pid.setsampletime (10); PID. Setputputits (-255, 255); ) Else (// Fout! // 1 \u003d Initiële geheugenbelasting mislukt // 2 \u003d DMP-configuratie-updates mislukte // (als het gaat breken, is meestal de code 1) Serial.Print (F ("DMP-initialisatie Mislukt (Code ")); Serial.Print (Devstatus); Serial.Println (F (") "));) Void-lus () (// Als programmeren mislukt, probeer dan niets te doen als (! DMP ) Terugkeren; // Wacht op MPU-interrupt of extra pakket (en) beschikbaar terwijl (! 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 Pakket beschikbaar // (hiermee kunt u ons onmiddellijk meer lezen zonder te wachten op een interrupt) FIFOCount - \u003d Packetsize; Mpu.dmpgetquaternion (& q, fifobuffer); Mpu.dmpgetgravity (& zwaartekracht, & q); mpu.dmpgetyawpitchroll (YPR, & Q, & Gravity); INPUT \u003d YPR * 180 / M_PI + 180; ))

KP, KI, KD-waarden kunnen werken of werken. Als ze dit niet doen, volgt u de hierboven beschreven stappen. Houd er rekening mee dat de neiging in de code is ingesteld op 173 graden. U kunt deze waarde wijzigen als u wilt, maar merk op dat dit een hellingshoek is die door een robot moet worden ondersteund. Als uw motoren te snel zijn, kunt u de waarden van MotorspeedFactorleft en MotorSpeedFactorright aanpassen.

Dat is alles. Tot ziens.

Dit artikel zal de oprichting van zelf-in evenwicht brengen van bewegingen of eenvoudig "Segway" beschouwen. Bijna alle materialen voor het maken van dit apparaat zijn gemakkelijk bereikbaar.

Het apparaat zelf is een platform waarop de bestuurder de moeite waard is. Door inclinatie van het lichaam, bedient met twee elektrische motoren door circuit van diagrammen en microcontrollers die verantwoordelijk zijn voor het balanceren.

Materialen:

-Producten XBEE-besturingsmodule.
-Cricrocontroller Arduino.
- Akkumulators
-Datcher Inssese MPU-6050 op de module "GY-521",
- Drainy Brucki
-knop
-twee wielen
enz., gespecificeerd in het artikel en in foto's.

Stap één: het bepalen van de vereiste kenmerken en het ontwerp van het systeem.

Bij het maken van dit apparaat probeerde de auteur in dergelijke parameters te passen als:
-Privacy en vermogen vereist voor het vrije verkeer, zelfs door grind
-Kumulators voldoende capaciteit om ten minste één uur continu gebruik van het apparaat te verschaffen
- Volg de mogelijkheid van draadloze controle, evenals de vaststelling van de gegevens over de werking van het apparaat op de SD-kaart om te detecteren en op te lossen.

Bovendien is het wenselijk dat de kosten van het creëren van een vergelijkbaar apparaat minder zijn dan de volgorde van de originele off-road gyro.

Volgens het onderstaande diagram kunt u het circuit van de elektrische keten van het zelf-evenwichtsvoertuig zien.

De volgende afbeelding toont een systeem van werking van de drive van een gyro.

De keuze van microcontroller om de segregatiesystemen te besturen, is gevarieerd, de auteur van het Arduino-systeem heeft de meeste voorkeur vanwege de prijscategorieën. Dergelijke controllers zijn geschikt als Arduino Uno, Arduino Nano of u kunt ATMEGA 328 nemen voor gebruik als een afzonderlijke chip.

Om de dubbele brugregeling van de motoren aan te pakken, is de voedingsspanning nodig in 24 V, deze spanning wordt eenvoudig bereikt door een sequentiële verbinding van 12 in auto-batterijen.

Het systeem is gebouwd, zodat de stroom op de motoren wordt gevoerd, alleen terwijl de startknop wordt ingedrukt, dus het is voldoende om het voldoende te maken voor een snelle stop. In dit geval moet het Arduino-platform een \u200b\u200bseriële verbinding onderhouden, zowel met een brugbesturingscircuit en met een draadloze bedieningsmodule.

Vanwege de Inventse MPU-6050-sensor op de module "GY-521", verwerken van de versnelling en draagfuncties van de gyroscoop, worden de hellingparameters gemeten. De sensor bevond zich op twee afzonderlijke uitbreidingsborden. Een link met de Arduino Microcontroller wordt ondersteund via L2C-bus. Bovendien was de kantelsensor met het adres 0x68 op een zodanige manier geprogrammeerd dat een enquête elke 20 ms uitvoert en de Arduino MicroconTroller-onderbreking heeft. Een andere sensor heeft adres 0x69 en wordt rechtstreeks naar Arduino getrokken.

Wanneer de gebruiker op het scooterplatform krijgt, wordt de terminallastschakelaar geactiveerd, die de algoritme-modus activeert om segregatie in evenwicht te maken.

Stap twee: een behuizing van een gyro maken en basiselementen installeren.

Na het bepalen van het basisconcept van de regeling van de werking van de gyroscokeur, begon de auteur direct zijn behuizing te monteren en de hoofddetails te installeren. Houten planken en bars dienden als het belangrijkste materiaal. De boom weegt, die een positief effect zal hebben op de duur van de batterijlading, en het hout is gemakkelijk verwerkt en is een isolator. Vanuit deze borden werd een doos gemaakt naar welke batterijen, motoren en chips zullen worden geïnstalleerd. Aldus bleek het een U-vormig houten deel waaraan wielen en motoren op kosten van bouten zijn bevestigd.

De overdracht van de kracht van de motoren op de wielen gaat door de versnellingsbak. Tijdens het leggen van de hoofdcomponenten in de Segway-behuizing is het erg belangrijk om ervoor te zorgen dat het gewicht gelijkmatig wordt verdeeld wanneer u segregatie in de werking van de werking oplevert. Daarom, als u niet de verdeling van het gewicht van zware batterijen beschouwt, zal het apparaat in evenwichtiebalie moeilijk zijn.

In dit geval heeft de auteur de batterijen achter geplaatst, zodat het gewicht van de motor compenseert, die zich in het midden van de behuizing bevindt. Elektronische componentenapparaten werden op zijn plaats gelegd tussen de motor en de batterijen. Voor latere tests werd ook een tijdelijke startknop op de Segway-handgreep bijgevoegd.

Stap drie: Elektrisch diagram.

Volgens het diagram werd de gehele draad in de Segway-behuizing uitgevoerd. Ook, in overeenstemming met de onderstaande tabel, waren alle conclusies van de Arduino-microcontroller verbonden met het bestratingschema van de motorcontrole, evenals aan de in evenwicht brengende sensoren.

In het volgende schema is de hellingssensor horizontaal getoond, de besturingssensor verticaal op de U. geïnstalleerd.

Stap vierde: het testen en configureren van het apparaat.

Na de vorige stappen ontving de auteur een segregatiemodel voor het testen.

Bij het testen is het belangrijk om rekening te houden met dergelijke factoren als de veiligheid van de testzone, evenals beschermende uitrusting in de vorm van beschermende flappen en helm voor de bestuurder.

Chinese sigway - foto van uiterlijk

Tot voor kort wist ik niet hoe het werd genoemd "goed, zo'n rolstoel op twee wielen, rijden." Onlangs kwamen erachter dat deze elektrosokat op twee wielen wordt genoemd Segway of Sigway, in Engels - Segway.. Wie begreep nog steeds niet waar het om is - foto aan de linkerkant.

Je kunt meer leren over deze prachtige scooter met twee wielen in Wikipedia of op sites van de verkopers, ik zal het kort beschrijven en naar het hoofdapparaat en de reparatie van Sigwe gaan. Er zullen veel foto's zijn, evenals een gedetailleerde beschrijving van het elektrische circuit van het Sigwe.

Met dit prachtige apparaat kan een persoon eenvoudig op twee wielen bewegen. Tegelijkertijd bevat het Sigwem-besturingssysteem een \u200b\u200bbalanceersysteem, waardoor de mogelijkheid bijna wordt geëlimineerd.

Het woord "praktisch" altijd alarmerend. En deze keer.

Maar eerst dingen eerst.

Breakdown Sigwea

Mijn verhaal begon alleen met het feit dat de man in Sigwe viel. Ik reed op een fatsoenlijke snelheid, en de neus in het asfalt!

Ik begon te begrijpen wat de zaak is. Het bleek dat wanneer de contactsleutel deze sleutel uitwerpt, vonken springen en de wielen tegelijkertijd werden geïnjecteerd. Er waren geen fouten op het display, maar dit is alleen maar omdat het apparaat daadwerkelijk niet kan worden ingeschakeld - sprankelend in de contacten van het slot geleid tot het feit dat de contacten bedekt waren met Nagar, en de stroom van de batterij niet de schema.

Het is vreemd dat de contacten niet worden verbrand en niet bij elkaar kwamen, dan zou de bedrading worden verbrand, omdat Met de stroom werden ongeveer 100 ampère niet verstrekt en bleven de reguliere zekeringen goed.

Ja, het is de moeite waard om te zeggen dat deze sigway goedkope nep was en dagen tien aan breuk gekocht. Alles is in het Chinees geschreven (voor zover ik Chinees begrijp), behalve "WAARSCHUWING!" De kwaliteit van het samenstel kan echter door de foto worden beoordeeld.

De reden voor breuk - de stroomtransistoren werden verbrand waardoor de motoren werden gevoed. Maar hierover in meer detail later.

Apparaat sigwe. Demontage

Wat ik specifiek leuk vond - dit is wielen met vaste loopvlakken. Dat wil zeggen, er wordt aangenomen dat deze scooter in moeilijke omstandigheden kan worden gebruikt.

De vergoedingen zijn echter over het algemeen niet beschermd tegen de impact van vocht, er is geen lak. En in het algemeen zijn er geen rubberen pakkingen van vocht aanwezig ...

Het stuurwiel is geschroefd, u kunt het tijdens het transport losschroeven:

Het stuurwiel bevestigen. Vooraanzicht.

Maar het achteraanzicht:

Zekeringen en oplaadconnector

Twee zekeringen van 50 A (SIGVEA-regeling zullen iets lager zijn), de batterijladingconnector, over al deze - "koplampen" in de vorm van LED's op 12 V.

Bovenste paneel. Op het - de belangrijkste bedieningselementen en indicaties:

Toppaneel Sigwea

Aan de bovenkant - het display dat de onderstaande batterijlading toont - waarschuwingen die zorgvuldig moeten worden gelezen voordat ze achter het stuur worden. Als iets onbegrijpelijk is - bel via de telefoon)

Drie LED's geven Segway-status aan: 1 - Roteer links, 2 - Draai naar rechts, 3 - Horizontale positie (positie waarin een persoon kan worden en begint te bewegen)

En wat is vers in de VK-groep Samelektrik.ru. ?

Abonneer u en lees het artikel verder:

Verwijder de wielen.

Verwijderd wiel

Sigway met verwijderde wielen

Verwijder het voorpaneel.

Verwijder de bovenklep

Het ziet er erg onvoorbereid uit, maar het is slechts het begin.

Voorpaneel van achteren. Draden worden teruggegooid. Het slot is verwijderd.

Naar de stuurkolom heeft het stuurwiel, dat alleen naar rechts en links wordt, een variabele weerstand heeft die de tilt van het stuurwiel herkent, en het signaal naar de controller op de rotatie.

Variabele stuurweerstand

Weerstand - 10 COM, lineair kenmerk.

Dus ik wil zeggen - "Sleep"

Zoals ik al zei, is de bouwkwaliteit walgelijk. Hoewel er geen speciale klachten zijn over de mechanica.

Elektronische vulling Sigvea

Overweeg nu de elektronica van Sigwe.

Hier is de fotoaanbindingskaart.

Het apparaat is groter en verbonden bord

Stroomtransistoren - IRF4110:

Power Transistors Management Board

Het is een paar van deze transistors en afgebrand. Tegelijkertijd sloot dit paar het batterijvermogen en vormde een KZ.

Elektronisch Sigway-regeling - Algemeen bekijken

Overweeg de elementen van de regeling meer.

Elektronisch Sigway-regeling - Algemeen bekijken - Nog een Rachis

Het schema is over het algemeen niet groot, we breken het in verschillende delen - ontvanger, controller, elektronische gyroscoop, transistorstuurprogramma's, stroomtransistoren, voeding.

IC3, IC4 Microcircuit is een radiokanaal waarmee u Sigwege uit de afstandsbediening kunt bedienen. Dat wil zeggen, stel het in, kalibreren, blokkeren, diagnosticeren.

IC2 MicroCircuit - ATMEGA 32A-controller. Dit is een hart van Sigwe, nauwkeuriger, de hersenen. Er is ook het belangrijkste - een programma, het algoritme van het werk. Het is dit programma dat de rotatie van de wielen regelt en geen persoon geeft om te vallen.

Als de controller een brein is, dan is de gyroscoop de organen van gevoelens. Gyro is een MPU6050 Microcircuit van MPU6050. Dit prachtige apparaat is een drie-kanaals positiemeter in de ruimte (kantel over drie assen) en een driedanaals versnellingsmeter. Als iemand zich onthoudt van de natuurkunde, is de acceleratie de snelheid van de snelheid van snelheid. Eerlijk gezegd begrijp ik niet hoe dergelijke meters in deze chip kunnen zitten. Ik wist nog steeds elektromechanische Gyros en Accelerometers kenden alleen elektronisch. Nu leerde ik wat ze zijn en worden heel veel gebruikt, voornamelijk in mobiele en automotive-elektronica.

Op de laatste foto zijn twee CD4001-bufferschips ook zichtbaar (dit is 2i-niet). Dit is voor de kruising van de controller en de rest van de regeling. Vervolgens voert het besturingssignaal de IR2184S-stuurprogramma binnen, die spanningen bedient op de luiken van stroomvelden, waarvan de foto's hierboven gaf.

De XL7015-voeding is een DC-DC-omzetter, van de drijvende constante spanning van ongeveer 48V, het door transformaties met een frequentie van verschillende kilohertz, problemen met een stabiele constante spanning van 15V. Volgende - de gebruikelijke rol 7805 geeft 5 volt. De Yellow Axis Jumper was, ik heb er niets mee te maken. Maar het verbrande spoor aan de bovenkant aan de rechterkant is het pad van voeding 0 in controle, het moest het herstellen.

De low-actuele elementen van het Sigvea-schema zijn verbonden via een kruiskaart:

Signalen komen tot deze vergoeding: van de sturende potentiometer, van de knoppen voor de aanwezigheid van een persoon, naar de LED's van het bedieningspaneel. En de draden gaan naar de hoofdkosten.

Hier is de motor met versnellingsbakken, op de as waarvan de wielen rechtstreeks zijn bevestigd. Volledig gedaan, alleen geen identificatietekens:

Wielmotor met verloopstuk

De batterij bevat ook geen inscripties:

Batterij 48v.

Er zijn twee draden voor het opladen (Fond) en twee uitgangsdraden.

Zie grappige plaatsen? De batterij is over het algemeen op geen enkele manier vast, bungelt in Sigwe, en slaat over scherpe randen van stijfheidribben.

In het algemeen, gedaan op ... Kortom, slecht gedaan, en op de een of andere manier, de ambulancebreker was onvermijdelijk.

Nog een rij - de converter, ook liggend op de bodem, gewassen in een film. Aangezien de afmetingen van de algemene lichten worden berekend op de spanning van 12 V, en de batterij 48 V is, wordt de DC-DC 48-12 V in DC-omzetter gebruikt:

Sibwema-regeling

Repareer Segway

SIBWE zal gerepareerd zijn om de stroomtransistoren, hun stuurprogramma's en omsnoeringsweerstanden te vervangen. Ook hersteld het geblazen spoor, de sleutel met de sleutel wordt vervangen door conventionele wastafels en de beschermende automatische machine op 63 A. Ik hoop, in het geval dat het de burn-outschema zal opslaan.

Alleen in dit geval zal opnieuw iemands neus hebben.

Dus de prognose is pessimistisch, koop alleen dingen van hoge kwaliteit, vooral als we het over veiligheid hebben! Nu is het duidelijk waarom op alle foto's van de rit op de Sigwee met de helm ...