نقشه های سگوی خانگی. اسکوتر ژیرو: دستگاهی که از آن تشکیل شده است، مدار و طراحی مینی سگوی. پر کردن الکترونیکی Segway

آیا واقعاً می توان چنین دستگاه پیچیده ای مانند سگوی را خودتان ساخت؟ معلوم است که شما می توانید. اگر اهتمام کافی به خرج دهید و از دانش خاصی بهره ببرید. این دقیقا همان چیزی است که مهندس جوانی به نام پتر فورسبرگ از آن فارغ التحصیل شده است دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد با مدرک اتوماسیون و مکاترونیک.

شما می گویید، علاوه بر دانش و مهارت، همچنان به پول زیادی نیاز داشت. بله، پول لازم بود، اما نه چندان، حدود 300 یورو، برای خرید مجموعه خاصی از قطعات و تجهیزات. نتیجه تلاش او در این ویدیو آمده است:

مکانیک

موتورها، چرخ ها، زنجیر، چرخ دنده ها و باتری ها از دو اسکوتر برقی ارزان قیمت چینی گرفته شده اند. موتورها 24 ولت، 300 وات، 2750 دور در دقیقه را ارائه می دهند.

انتقال از یک دنده کوچک روی موتور به یک دنده بزرگ روی فرمان است. نسبت تقریباً 6: 1 است، چنین نسبت بالایی برای بدست آوردن گشتاور بهتر و کمتر ترجیح داده می شود. حداکثر سرعت، بیشینه سرعت... دنده چرخ 12 اینچی بر اساس مکانیزم چرخ آزاد بود، بنابراین باید تغییرات لازم را انجام می داد تا بتوان چرخ را در هر دو جهت به حرکت درآورد.

اساس پلت فرم یک محور ثابت است که هر دو چرخ باید روی آن بچرخند. محور توسط سه بلوک آلومینیومی که با پیچ‌های 5 میلی‌متری محکم می‌شوند، محکم می‌شود.

برای اینکه بتوانید هنگام رانندگی با سگوی با کج کردن ستون فرمان به چپ و راست بپیچید، نقاشی انجام شد. جزئیات لازمدر نرم افزار SolidWorks و پس از آن بر روی دستگاه CNC ساخته شد. برنامه ماشین با استفاده از CAMBAM نوشته شده است. از همین روش برای ساخت جعبه الکترونیکی و مونتاژ واحد ترمز اضطراری استفاده شد.

فرمان Segway آینده یک فرمان دوچرخه معمولی است که لوله آن به یک لوله توخالی فولادی 25 میلی متری وصل شده است. برای در مرکز نگه داشتن ستون فرمان و ایجاد مقداری نیرو به بازخورددو فنر فولادی درگیر شد. همچنین یک دکمه اضطراری روی فرمان وجود دارد که به یک رله استاندارد از خودرو متصل می شود و می تواند قدرت موتور را کاهش دهد.

برای منبع تغذیه از دو باتری سرب اسید 12 ولت 12 آمپر ساعت استفاده می شود که برای موتورهای 24 ولت استفاده می شود.

الکترونیک

همه چيز برد مدار چاپیبه طور خاص برای این توسعه تولید شدند. برد اصلی محاسبات را انجام می دهد، داده ها را از حسگرهایی مانند ژیروسکوپ (ADXRS614)، شتاب سنج (ADXL203) و پتانسیومتر تریمر جمع آوری می کند که از آن می تواند تعیین کند که در کدام جهت می خواهید بچرخید.

پردازنده اصلی AVR ATmega168. لپ تاپ از طریق بلوتوث با استفاده از RN-41 متصل می شود. دو پل H سیگنال های کنترل را از برد اصلی به برق برای موتورها تبدیل می کند. هر پل H دارای ATmega168 است، ارتباط بین بردها از طریق UART است. تمام لوازم الکترونیکی توسط یک باتری جداگانه (LiPo 7.4V 900mAh) تغذیه می شوند.

برای دسترسی آسان به شارژ باتری، یک جعبه کوچک با کانکتورهای لازم، یک سوئیچ برق الکترونیک و یک پتانسیومتر تریم در سمت بالا برای برنامه‌ریزی برد اصلی و تغییر پارامترهای حلقه کنترل ساخته شد.

نرم افزار

نرم افزار میکروکنترلر عمدتاً از فیلتر ژیروسکوپ و شتاب سنج و حلقه کنترل PD تشکیل شده است. دو فیلتر برای آزمایش گرفته شد: Kalman و Complementatry. معلوم شد که عملکرد آنها بسیار مشابه است، اما فیلتر Complementatry به محاسبات کمتری نیاز دارد، بنابراین برای استفاده انتخاب شد. همچنین برنامه ها به زبان جاوا نوشته شده اند تا بتوانید تمام مقادیر سنسورها و سیگنال های کنترلی، وضعیت باتری و غیره را مشاهده کنید.

جنبه فنی ایجاد سگوی با دستان خود در این ویدیو:

اگر فکر می کنید که یک اسکوتر ژیروسکوپی یا مینی سگوی را نمی توان در خانه با دست و نیروی خود ساخت، دور از اشتباه هستید. به اندازه کافی عجیب، ویدیوهای زیادی در اینترنت وجود دارد که در آن بسیاری از صنعتگران اسکوتر ژیروسکوپی خود را می سازند. برای برخی، به نظر می رسد که بسیار خانگی است، اما کسانی نیز هستند که توانسته اند واقعاً به فناوری خلقت نزدیک شوند و یک چیز واقعاً جالب و با کیفیت را بازتولید کنند. بنابراین آیا می توان با دستان خود یک اسکوتر ژیروسکوپ درست کرد؟ آدریان کوندرت، یک مهندس و فقط یک فرد خوب، در این مورد به ما خواهد گفت.

اسکوتر جایرو چیست؟

چگونه با دستان خود اسکوتر ژیروسکوپ بسازیم؟ برای اینکه بفهمید چگونه یک هاوربرد خانگی بسازید، ابتدا باید بدانید که هاوربرد چیست، از چه چیزی تشکیل شده است و برای ایجاد این وسیله نقلیه جالب چه چیزی لازم است. اسکوتر ژیروسکوپی یک وسیله نقلیه خود متعادل است که اصل عملکرد آن بر اساس سیستمی از سنسورهای ژیروسکوپی و تکنولوژی داخلیحفظ تعادل پلت فرم کار یعنی وقتی اسکوتر ژیروسکوپ را روشن می کنیم، سیستم بالانس روشن می شود. هنگامی که شخصی سوار یک اسکوتر ژیروسکوپی می شود، موقعیت پلت فرم شروع به تغییر می کند، این اطلاعات توسط حسگرهای ژیروسکوپی خوانده می شود.

این سنسورها هرگونه تغییر در موقعیت را نسبت به آن حس می کنند سطح زمینیا نقطه ای که اثر گرانشی از آن می آید. پس از مطالعه، اطلاعات به بردهای کمکی که در دو طرف سکو قرار دارند، داده می شود. از آنجایی که سنسورها و موتورهای الکتریکی خود مستقل از یکدیگر کار می کنند، در آینده به دو موتور الکتریکی نیاز خواهیم داشت. از بردهای کمکی، اطلاعات پردازش شده قبلاً با یک ریزپردازنده به مادربرد ارسال می شود. در آنجا، برنامه حفظ تعادل از قبل با دقت لازم انجام شده است.

یعنی اگر سکو تقریباً چند درجه به جلو متمایل شود، به موتورها علامت داده می شود که در جهت مخالف حرکت کنند و سکو تراز می شود. شیب به سمت دیگر نیز انجام می شود. اگر اسکوتر ژیروسکوپ به میزان بیشتری کج شود، برنامه بلافاصله متوجه می شود که دستور حرکت به جلو یا عقب موتورهای الکتریکی وجود دارد. اگر هاوربرد بیش از 45 درجه کج شود، موتورها و خود هاوربرد خاموش می شوند.

هاوربرد از بدنه، پایه فولادی یا فلزی تشکیل شده است که تمامی وسایل الکترونیکی روی آن وصل خواهند شد. سپس دو موتور الکتریکی با قدرت کافی برای سوار شدن در زیر وزن انسان تا 80-90 کیلوگرم وجود دارد. بیشتر می رود مادربردبا یک پردازنده و دو برد کمکی که سنسورهای ژیروسکوپی روی آنها قرار گرفته است. و البته باتری و دو چرخ با قطر یکسان. چگونه اسکوتر جایرو بسازیم؟ برای حل این مشکل، باید جزئیات خاصی از ساخت خود ژیروبرد به دست آوریم.

چه چیزی نیاز داریم؟

چگونه با دستان خود اسکوتر ژیروسکوپ بسازیم؟ اولین و اصلی ترین چیزی که نیاز دارید دو تا است موتور الکتریکی، با ظرفیت تحمل وزن یک بزرگسال. میانگین توان مدل های کارخانه ای 350 وات است، بنابراین سعی می کنیم موتورهایی با این قدرت پیدا کنیم.

سپس، البته، باید دو چرخ یکسان، در حدود 10-12 اینچ پیدا کنید. بهتر است بیشتر، زیرا ما وسایل الکترونیکی زیادی خواهیم داشت. به طوری که نفوذپذیری بیشتر باشد و فاصله سکو از زمین در سطح مناسب باشد.

دو باتری، سرب اسید، باید ظرفیت اسمی حداقل 4400 میلی آمپر ساعت و ترجیحا بیشتر را انتخاب کنید. از آنجایی که نخواهیم کرد سازه فلزیاما وزن آن بیشتر از مینی سگوی یا هاوربرد اصلی خواهد بود.

تولید و فرآیند

چگونه هاوربردی بسازیم که قدرتمند باشد و در هنگام سواری تعادل را حفظ کند؟ ابتدا باید برنامه ای داشته باشیم که به چه نوع وسیله نقلیه ای نیاز داریم. ما باید یک وسیله نقلیه نسبتاً قدرتمند با چرخ های بزرگ و توانایی بالا در جاده های مختلف بسازیم. حداقل ارزشرانندگی مداوم باید 1-1.5 ساعت باشد. ما حدود 500 یورو هزینه خواهیم کرد. ما یک سیستم کنترل بی سیم را برای هاوربرد خود عرضه خواهیم کرد. ما یک خواننده برای خطاها و خطاها قرار می دهیم، تمام اطلاعات به کارت SD می رود.

نمودار اسکوتر جیرو

در نمودار بالا می توانید همه چیز را به وضوح ببینید: موتورهای الکتریکی، باتری ها و غیره. ابتدا باید دقیقاً میکروکنترلری را انتخاب کنید که آن را کنترل می کند. از میان همه میکروکنترلرهای آردوینو موجود در بازار، ما UnoNano را انتخاب می کنیم و ATmega 328 به عنوان یک تراشه پردازش اطلاعات اضافی عمل می کند.

اما چگونه می توان هاوربرد را ایمن کرد؟ ما دو باتری به صورت سری متصل خواهیم کرد، بنابراین ولتاژ مورد نیاز را دریافت می کنیم. برای موتورهای الکتریکی فقط یک مدار پل دوتایی مورد نیاز است. یک دکمه آماده تنظیم می شود که با فشار دادن آن برق به موتورها تامین می شود. با فشردن این دکمه، موتورها و خود هاوربرد خاموش می شوند. این برای اجرای یک سواری ایمن برای خود راننده و وسیله نقلیه ما ضروری است.

میکروکنترلر آردوینو با استفاده از ارتباط سریال با مدار XBee در حدود 38400 Baud خواهد بود. ما از دو حسگر ژیروسکوپ InvenSense MPU 6050 بر اساس ماژول های GY-521 استفاده خواهیم کرد. آنها به نوبه خود اطلاعاتی در مورد موقعیت پلت فرم خواهند خواند. این سنسورها به اندازه کافی دقیق هستند تا یک مینی سگوی بسازند. این حسگرها روی دو برد کمکی اضافی قرار خواهند گرفت که پردازش اولیه را انجام خواهند داد.

ما از اتوبوس I2C استفاده خواهیم کرد، کافی است توان عملیاتیبرای برقراری ارتباط سریع با میکروکنترلر آردوینو. سنسور ژیروسکوپ با آدرس 0x68 دارای نرخ تازه سازی هر 15 میلی ثانیه است. سنسور آدرس دوم 0x68 مستقیماً از میکروکنترلر کار می کند. ما همچنین یک سوئیچ بار داریم، این هاوربرد را در حالت نگه داشتن تعادل زمانی که پلت فرم در یک موقعیت تراز قرار دارد، قرار می دهد. در این حالت هاوربرد در جای خود باقی می ماند.

سه قطعات چوبیکه چرخ ها و موتورهای الکتریکی ما روی آن قرار خواهند گرفت. ستون فرمان، ساخته شده از یک چوب چوبی معمولی، به جلوی خود هاوربرد متصل می شود. در اینجا می توانید هر چوبی را بردارید، حتی یک دسته پاک کن. در نظر گرفتن این واقعیت ضروری است که آکومولاتورها و مدارهای دیگر بر روی سکو فشار ایجاد می کنند و بنابراین تعادل کمی دوباره تنظیم می شود، دقیقاً در قسمتی که فشار بیشتری وجود دارد.

موتورها باید به طور مساوی در سمت راست و چپ پلت فرم توزیع شوند و باتری حداکثر در وسط در یک جعبه مخصوص قرار گیرد. ستون فرمان را به فینت های معمولی وصل می کنیم و دکمه آماده را به بالای چوب وصل می کنیم. یعنی اگر مشکلی پیش بیاید و دکمه رها شود، هاوربرد خاموش می شود. در آینده، این دکمه را می توان به قسمت پا تبدیل کرد یا با شیب خاصی از خود پلت فرم تنظیم کرد، اما فعلا این کار را انجام نمی دهیم.

مدار داخلی و لحیم کاری تمام سیم ها طبق همان مدار انجام می شود. در مرحله بعد، طبق این جدول، باید دو سنسور ژیروسکوپی را در یک مدار پل با یک موتور به میکروکنترلر خود متصل کنید.

سنسورهای تعادل باید به موازات زمین یا در امتداد خود سکو نصب شوند، اما سنسورهای چرخش چپ و راست باید عمود بر حسگرهای ژیروسکوپ نصب شوند.

پیکربندی سنسورها

بعد، ما میکروکنترلر را پیکربندی می کنیم، کد منبع را دانلود می کنیم. در مرحله بعد، باید رابطه صحیح بین سنسورهای ژیروسکوپی و سنسورهای چرخش را بررسی کنید. از برنامه Arduino Terminal برای برنامه ریزی و پیکربندی هاوربرد استفاده کنید. تنظیم کنترل کننده تعادل PID ضروری است. واقعیت این است که می توانید موتورهایی با قدرت و ویژگی های متفاوت انتخاب کنید، تنظیمات برای آنها متفاوت خواهد بود.

در این برنامه چندین پارامتر وجود دارد. اولین پارامتر مهم، پارامتر Kp است که وظیفه تعادل را بر عهده دارد. ابتدا این نشانگر را افزایش دهید تا اسکوتر ژیروسکوپی به شکل ناپایدار درآید و سپس نشانگر را به پارامتر مورد نظر کاهش دهید.

پارامتر بعدی پارامتر Ki است که مسئول شتاب هاوربرد است. با کاهش زاویه شیب، سرعت با عمل مخالف کاهش یا افزایش می یابد. و آخرین پارامتر پارامتر Kd است، خود پلت فرم را به یک موقعیت تراز برمی گرداند و موتورها را به حالت نگهدارنده هدایت می کند. در این حالت هاوربرد به سادگی می ایستد.

سپس دکمه پاور میکروکنترلر آردوینو را روشن کرده و هاوربرد وارد حالت آماده به کار می شود. پس از اینکه روی خود برد ژیروسکوپ پا گذاشتید، با پاهای خود روی دکمه فشاری می ایستید، بنابراین اسکوتر ژیروسکوپی به حالت "در جای خود" می رود. سنسورهای تعادل روشن می شوند و هنگامی که زاویه شیب تغییر می کند، اسکوتر ژیروسکوپ به جلو یا عقب می رود. در صورت بروز هر گونه خرابی می توانید به راحتی با دستان خود اسکوتر جایرو را تعمیر کنید.

امروزه پلتفرم خودکششی کوچک با دو چرخ به نام سگوی که توسط دین کامن اختراع شده است روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کند. با توجه به مشکلاتی که یک فرد روی ویلچر هنگام بالا رفتن از پیاده رو با آن مواجه می شود، فرصتی برای ایجاد وسیله نقلیهکه می تواند به مردم کمک کند بدون آن رفت و آمد کنند تلاش های ویژه... کامن ایده خود را برای ایجاد یک پلت فرم خود متعادل کننده عملی کرد. اولین مدل در سال 2001 آزمایش شد و یک وسیله نقلیه با دکمه های روی دسته بود. این برای افراد دارای معلولیت طراحی شده بود و به آنها اجازه می داد به طور مستقل حتی در زمین های ناهموار حرکت کنند. مدل جدیدبه "Segway RT" معروف شد و قبلاً با کج کردن اهرم به چپ یا راست، فرمان را مجاز می دانست. در سال 2004 عرضه آن در اروپا و آسیا آغاز شد. قیمت پیشرفته ترین مدل های مدرنبه عنوان مثال Segway PTi2 - حدود 5000 دلار. V اخیراشرکت های چینی و ژاپنی دستگاه هایی با تغییرات مختلف و طرح های نوآورانه ایجاد می کنند. برخی حتی خودروهای مشابهی را تنها با یک چرخ می سازند، اما بیایید نگاهی به سگوی کلاسیک بیندازیم.

Segway شامل یک پلت فرم و دو چرخ است که به صورت عرضی قرار گرفته اند که توسط دو موتور الکتریکی به حرکت در می آیند. خود سیستم توسط یک مدار الکترونیکی پیچیده تثبیت می شود که موتورها را کنترل می کند و نه تنها تمایلات راننده را در نظر می گیرد، بلکه وضعیت وسیله نقلیه را نیز در نظر می گیرد، که به او اجازه می دهد همیشه در وضعیت ثابت عمودی باقی بماند. راننده که روی سکو ایستاده است، سرعت را به سادگی با حرکت دادن دسته به جلو یا عقب کنترل می کند، در حالی که به سمت راست یا چپ خم می شود - چرخش. برد کنترل سیگنال‌های حسگرهای حرکت و جهت‌گیری مربوطه را (شبیه به آنهایی که به گوشی‌های هوشمند اجازه می‌دهد جهت صفحه نمایش را تغییر دهند) نظارت می‌کند تا به ریزپردازنده روی برد کمک کند تا پلتفرم را با دقت جهت‌گیری کند. راز اصلی segway نه در بخش الکترومکانیکی بلکه در کدی که فیزیک حرکت را با دقت ریاضی قابل توجهی در پردازش داده ها و پیش بینی رفتار در نظر می گیرد.

Segway مجهز به دو موتور الکتریکی بدون جاروبک ساخته شده با آلیاژ نئودیمیم-آهن-بور است که به لطف باتری لیتیوم پلیمری قادر به تولید قدرت تا 2 کیلو وات است.

جزئیات مربوط به Segway

برای ایجاد سگوی، به دو موتور دنده با چرخ، یک باتری، مدار الکترونیکی، سکو و فرمان.

قدرت موتور مدل های ارزان قیمت تقریباً 250 وات است که سرعتی تا 15 کیلومتر در ساعت را با مصرف جریان نسبتاً کم فراهم می کند. آنها نمی توانند مستقیماً چرخ ها را بچرخانند، زیرا سرعت بالای این موتورها امکان به دست آوردن کشش لازم را نمی دهد. مشابه آنچه هنگام استفاده از دنده دوچرخه خود اتفاق می افتد: افزایش ضریب دنده باعث کاهش سرعت می شود اما نیروی وارد شده به پدال را افزایش می دهد.

پلت فرم زیر محور موتورها قرار دارد. باتری، که به اندازه کافی سنگین است، به صورت متقارن در زیر زیرپایی قرار گرفته است، که تضمین می کند سگوی حتی بدون راننده در داخل هواپیما، عمودی باقی می ماند. علاوه بر این، پایداری مکانیکی داخلی به واحد پایداری الکترونیکی کمک می کند که در صورت حضور راننده کاملاً فعال است. حضور یک فرد روی سکو، مرکز ثقل را بالای محور چرخ افزایش می دهد، که سیستم را ناپایدار می کند - این قبلاً توسط برد الکترونیک جبران می شود.

در اصل شما می توانید با خرید واحد الکترونیکی لازم در یک وب سایت چینی (در فروش هستند) چنین کاری را انجام دهید. تمام قطعات با پیچ و مهره مونتاژ می شوند (نه پیچ). توجه ویژهباید کشش زنجیره مناسب داده شود. باتری ها از طریق گیره های U با پدهای لاستیکی کوچک برای اطمینان از فشار مناسب محکم می شوند. توصیه می شود بین باتری و پلت فرم چسب دو طرفه اضافه کنید تا لغزش نداشته باشد. پانل کنترل باید بین دو باتری قرار گیرد و با اسپیسرهای مخصوص محکم شود.

اهرم کنترل ممکن است باشد یا نباشد - از این گذشته ، مدل های segway بدون آن (minisigway) اکنون محبوب هستند. به طور کلی، چیز جالب است و خیلی گران نیست، زیرا طبق اطلاعات دوستان، قیمت عمده فروشی در چین فقط 100 دلار است.

آیا ساخت سگوی با دستان خود امکان پذیر است؟ چقدر دشوار است و چه جزئیاتی برای این مورد نیاز است؟ آیا آن را دستگاه خانگیهمه عملکردهای مشابه یک کارخانه تولید شده را انجام می دهد؟ دسته ای از سوالات مشابه در سر فردی که تصمیم می گیرد با دستان خود بسازد، ایجاد می شود. پاسخ سوال اول ساده و واضح خواهد بود: هر فردی که کمی در مورد الکترونیک، فیزیک و مکانیک بداند، می تواند خودش یک «اسکوتر برقی» بسازد. علاوه بر این، دستگاه بدتر از دستگاه تولید شده در یک ماشین کارخانه کار نخواهد کرد.

چگونه با دستان خود یک سگوی درست کنیم؟

اگر از نزدیک به اسکوتر ژیروسکوپ نگاه کنید، می توانید ساختار نسبتاً ساده ای را در آن مشاهده کنید: این فقط یک اسکوتر مجهز به یک سیستم است. تعادل خودکار... 2 چرخ در دو طرف سکو وجود دارد. برای تعادل موثر، سازه‌های Segway مجهز به سیستم تثبیت نشانگر هستند. پالس های حسگرهای شیب به ریزپردازنده ها منتقل می شوند که به نوبه خود سیگنال های الکتریکی تولید می کنند. در نتیجه، اسکوتر ژیروسکوپی در یک جهت مشخص حرکت می کند.

برای ساخت سگوی با دستان خود، به عناصر زیر نیاز دارید:

• 2 چرخ؛
• 2 موتور؛
• فرمان؛
• بلوک های آلومینیومی؛
• پشتیبانی از لوله فولادی یا آلومینیومی؛
• 2 باتری اسید سرب؛
• صفحه آلومینیومی؛
• مقاومت ها؛
• ترمز اضطراری؛
• محور فولادی 1.2 سانتی متر;
• تخته مدار چاپی؛
• خازن ها؛
• باتری LiPo;
• رانندگان دروازه؛
• نشانگرهای led;
• 3 x ATmtga168;
• تنظیم کننده ولتاژ؛
• ADXRS614;
• 8 ماسفت;
• دو چشمه;
• و ADXL203.

از جمله موارد ذکر شده به عنوان قطعات مکانیکیو عناصر الکترونیکی و سایر تجهیزات.

روش مونتاژ Segway

مونتاژ یک segway با دستان خود آنقدرها که در نگاه اول به نظر می رسد دشوار نیست. با تمام اجزای لازم، فرآیند زمان بسیار کمی را می گیرد.

مجموعه قطعات مکانیکی

1. موتور، چرخ، دنده و باتری را می توان از اسکوترهای چینی قرض گرفت، اما پیدا کردن موتور اصلاً مشکلی ندارد.
2. دنده بزرگی که روی فرمان قرار دارد از دنده کوچک روی موتور منتقل می شود.
3. چرخ دنده روی یک چرخ (12 اینچ) دارای چرخ آزاد است - این به برخی تنظیمات نیاز دارد تا عناصر دوار در هر دو جهت کار کنند.
4. محور ثابت که توسط سه بلوک آلومینیومی محکم شده است (با پیچ های تنظیم 5 میلی متری می توان آن را ثابت کرد)، پایه پلت فرم است.
5. با استفاده از نرم افزار SolidWorks، شما باید یک نقاشی از قسمتی بکشید که به ژیروسکوتر اجازه می دهد در حالی که بدنه را کج می کند به طرفین بچرخد. پس از آن، قطعه باید روی دستگاه CNC روشن شود. این دستگاه از برنامه CAMBAM استفاده می کرد که در ساخت جعبه واحد ترمز اضطراری نیز استفاده می شد.
6. دسته ها به یک لوله فولادی خالی 2.5 سانتی متری متصل می شوند.
7. می توان از یک جفت فنر فولادی استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که ستون فرمان همیشه در مرکز قرار دارد و نیروی رانش پشتی شدیدتر است.
8. فرمان مجهز به یک دکمه اضطراری ویژه است که به یک رله متصل است - این به شما امکان می دهد قدرت موتور را کاهش دهید.
9. منابع برق برای موتورها 24 ولت است.

مجموعه قطعات الکترونیکی

برای مونتاژ یک سگوی با دستان خود، فقط بستن قطعات مکانیکی کافی نیست. کنترل الکترونیکیدر هاوربرد از اهمیت کمتری برخوردار نیست، زیرا جزء نسبتاً مهم واحد است.

1. برد مدار چاپی که عملکرد محاسباتی دارد، اطلاعات را از حسگرها - ژیروسکوپ، شتاب سنج، پتانسیومتر جمع آوری می کند و سپس جهت چرخش را تعیین می کند.
2. بدون پردازنده ATmtga168، "روروک مخصوص بچه ها" نمی تواند به طور معمول کار کند. اتصال با کامپیوتر از طریق بلوتوث و RN-41 انجام می شود.
3. با کمک دو پل H، پالس های کنترلی از برد پایه به نیروی موتورها تبدیل می شود. هر پل مجهز به ATmtga168 است، بردها از طریق UART با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.
4. تمام وسایل الکترونیکی با یک باتری جداگانه تغذیه می شوند.
5. برای اینکه سریع به باتری ها برسید و همچنین برد پایه را برنامه ریزی کنید و پارامترهای حلقه های کنترل را تغییر دهید ، باید یک جعبه کوچک با اتصالات بسازید ، بدنه آن را با یک پتانسیومتر برش در بالا تجهیز کنید و همچنین وسایل الکترونیکی را تجهیز کنید. کلید برق

نرم افزار Segway

چگونه با دستان خود یک سگوی درست کنید تا احتمالاً کار کند؟ صحیح - نصب کنید نرم افزار(یا نرم افزار). در اینجا مراحل لازم برای تکمیل این کار وجود دارد:

1. نرم افزار میکروکنترلر حاوی فیلتری برای شتاب سنج و ژیروسکوپ و حلقه کنترل PD می باشد.
2. فیلترهای Kalman و Complementatry کار بسیار خوبی انجام می دهند.
3. برنامه ها را با استفاده از زبان بنویسید برنامه نویسی جاوا- این به شما امکان می دهد وضعیت شارژ باتری، تمام قرائت سنسورها و پارامترهای کنترل را مشاهده کنید.

شاید این تنها چیزی باشد که از شخصی که تصمیم گرفته به تنهایی یک سگوی بسازد لازم است. درک موضوع و فرآیند و همچنین اجزای لازم به شما این امکان را می دهد که یک اسکوتر ژیروسکوپی عالی در خانه بسازید.

سلام به همه کرم های مغزی! در پروژه مغزی جدیدم، یک وسیله نقلیه خودتعادل یا سگوی با دستان خودم ایجاد خواهم کرد. برای این پروژه شما نیاز دارید دانش عمومیدر الکترونیک و توانایی کار با دست. تمام قطعات مکانیکی را می توان به صورت آنلاین یا در فروشگاه محلی خود خریداری کرد.

SEGWAY از یک پلت فرم عمودی و دو موتور الکتریکی جانبی تشکیل شده است که با باتری کار می کنند. الگوریتم کنترل کننده یک موقعیت پایدار را تضمین می کند. حرکت Segway توسط راننده با کج کردن تنه خود و یک دسته برای انتخاب جهت حرکت به سمت چپ / راست کنترل می شود. بنابراین، شما به قطعات اضافی مانند کنترلر، درایو موتور و سنسور شتاب / ژیروسکوپ نیاز دارید. ساختار مکانیکی آن از چوب ساخته شده است زیرا سبک وزن، عایق الکتریکی و کار با آن آسان است. حالا بیایید به ساخت سگوی بپردازیم!

مرحله 1: ویژگی های اصلی پروژه

در این پروژه ساخت دستگاهی با مشخصات زیر الزامی است:

- قدرت و پایداری کافی برای رانندگی در خیابان و حتی در مسیر سنگریزه.
- 1 ساعت کار مداوم
- هزینه کل تا 500 یورو
- قابلیت کنترل بی سیم
- نوشتن داده ها در کارت SD برای تشخیص خرابی

مرحله 2: طراحی سیستم

سنسور شیب به صورت افقی در امتداد محور x و به صورت عمودی در امتداد محور y نصب شده است.

مرحله 5: تست و پیکربندی

لطفا توجه داشته باشید که موتورها باید از قدرت کافی برخوردار باشند. دستگاه را در یک منطقه وسیع و امن تست کنید تا از آسیب یا آسیب جلوگیری کنید. سپرهای محافظ و کلاه ایمنی توصیه می شود.

اجرا کردن روش گام به گام... با برنامه ریزی میکروکنترلر آردوینو (دانلود) شروع کنید، سپس اتصال با سنسورها و مدار کنترل پل را بررسی کنید.

از ترمینال آردوینو می توان برای اشکال زدایی کد برنامه و بررسی کارکرد آن استفاده کرد. به عنوان مثال، بهره یک کنترلر PID باید تنظیم شود زیرا به پارامترهای مکانیکی و الکتریکی موتور بستگی دارد.

بهره بر اساس این روش تنظیم می شود:
1. پارامتر Kp برای تعادل در نظر گرفته شده است. Kp را افزایش دهید تا تعادل ناپایدار شود، Ki و Kp در 0 باقی می مانند.
2. پارامتر Ki برای شتاب / کاهش سرعت در هنگام کج کردن در نظر گرفته شده است. Ki را افزایش دهید تا شتاب صحیح را به دست آورید تا هنگام خم شدن به جلو از افتادن جلوگیری کنید، Kp روی 0 باقی می ماند. تعادل اکنون باید ثابت باشد.
3. پارامتر Kd برای جبران روشن شدن و بازگشت به موقعیت پایدار استفاده می شود.

در برنامه ترمینال، می توانید دستورات مختلف «؟» را اجرا کنید.
? - کمک در انتخاب تیم
p، i، d [مقدار صحیح] - تنظیم / دریافت کنترل کننده PID، مقدار از 0 تا 255
r [مقدار صحیح] - افزایش اجباری سرعت موتور، مقدار از -127 به 127
v - نسخه نرم افزار
با دستور "p" به پارامتر Kp دسترسی پیدا می کنید. دستور "p 10" به شما این امکان را می دهد که Kp را روی 10 تنظیم کنید.

پس از روشن کردن آردوینو، سنسورها مقداردهی اولیه شده و به حالت آماده به کار منتقل می شوند. با فشار دادن دکمه فشار سیگنال کنترل به کنترلر SEGWAY که در حالت عمودی قرار دارد مخابره می شود که بسته به موقعیت اولیه آماده فعال سازی موتورها برای حرکت به جلو یا عقب است. از این لحظه به بعد، دکمه باید به طور مداوم فشار داده شود، در غیر این صورت موتورها خاموش می شوند و کنترل کننده وارد حالت آماده به کار می شود. پس از رسیدن به موقعیت عمودی، کنترل کننده منتظر سیگنال سوئیچ محدودیت بار "راننده در جای خود" است، که معمولاً هنگامی که راننده روی سکو است، با پا فشار داده می شود. پس از آن، الگوریتم تعادل راه اندازی می شود و موتورها به سمت جلو یا عقب فعال می شوند تا در وضعیت عمودی باقی بمانند. شیب به جلو حرکت رو به جلو ایجاد می کند و بالعکس. قرار گرفتن در حالت کج منجر به تسریع حرکت می شود. چرخش در جهت مخالف باعث کاهش سرعت می شود. از دسته برای حرکت به چپ و راست استفاده کنید.

مرحله 6: نسخه ی نمایشی

ویدیوی دستگاه تمام شده را در زیر تماشا کنید و از توجه شما متشکرم!