Овај чланак ће испитати стварање само-уравнотежујућег возила или једноставно Сегваи-а. Готово сви материјали за израду овог уређаја су лако доступни.
Сам уређај је платформа на којој возач стоји. Нагињањем каросерије управљају се два електрична мотора кроз ланац кругова и микроконтролера који су одговорни за балансирање.
Материјали:
- Бежични КСБее управљачки модул.
микроконтролер Ардуино
-бактерије
ИнвенСенсе МПУ-6050 сензор на „ГИ-521“ модулу,
дрвене шипке
-буттон
два точка
и тако даље, назначено у чланку и на фотографијама.
Први корак: Одредите потребне карактеристике и дизајнирајте систем.
Приликом стварања овог уређаја аутор се покушао уклопити у параметре као што су:
- проходност и снага неопходна за слободно кретање чак и по шљунку
- батерије довољно капацитета да омогуће најмање један сат непрекидног рада уређаја
-у пружању могућности бежичне контроле, као и снимања података о раду уређаја на СД картици ради препознавања и отклањања проблема.
Поред тога, пожељно је да трошкови израде таквог уређаја буду мањи од наручивања оригиналног офф-роад ховербоард-а.
Према доњем дијаграму можете видети шему кола на само-балансирајућем возилу.
Следећа слика приказује оперативни систем погона жироскопа.
Избор микроконтролера за управљање Сегваи системима је разнолик, аутор Ардуино система је најпожељнији због његових ценовних категорија. Такви контролери као што је Ардуино Уно, Ардуино Нано ће радити, или можете узети АТмега 328 да бисте је користили као посебан чип.
За напајање двоструког управљачког круга мотора потребан је 24 В напон напајања, који се лако постиже серијским спајањем 12 В акумулатора за аутомобил.
Систем је дизајниран тако да се моторима напаја само док је притиснуто дугме за покретање, па је за брзо заустављање једноставно отпустите. Истовремено, Ардуино платформа мора да подржава серијску комуникацију и са управљачким кругом моста мотора и са бежичним управљачким модулом.
Захваљујући ИнвенСенсе МПУ-6050 сензору на „ГИ-521“ модулу, који обрађује убрзање и обавља функције жироскопа, мере се нагибни параметри.Сензор се налазио на две одвојене картице за проширење. Л2ц магистрала комуницира са микроконтролером Ардуино. Штавише, сензор нагиба са адресом 0к68 је програмиран на такав начин да врши анкету сваких 20 мс и ствара прекид на микроконтролеру Ардуино. Други сензор има адресу 0к69 и он се повлачи директно на Ардуино.
Када корисник уђе на платформу скутера, активира се прекидач ограничења оптерећења, који активира режим алгоритма за балансирање Сегваи-а.
Други корак: Направите труп ховербоард-а и инсталирајте основне елементе.
Након утврђивања основног концепта шеме рада жироскопа, аутор је приступио директном склапању његовог тела и уградњи главних делова. Главни материјал биле су дрвене даске и шипке. Стабло мало тежи, што ће позитивно утицати на трајање напуњености батерије, осим тога дрво се лако обрађује и представља изолатор. Од тих плоча направљена је кутија у коју ће се уграђивати батерије, мотори и микро кругови. Тако је добијен дрвени део у облику слова У, на који се помоћу вијака монтирају точкови и мотори.
Пренос снаге мотора на точкове проћи ће кроз пренос зупчаника. При постављању главних компоненти у кућиште Сегваи-а, веома је важно осигурати равномерно распоређивање тежине када се Сегваи доведе у радни вертикални положај. Због тога, ако не узмете у обзир расподелу тежине из тешких батерија, рад балансирања уређаја ће бити тежак.
У овом случају, аутор је ставио батерије са задње стране, тако да компензује тежину мотора који се налази у средини уређаја. Електронски компонентни уређаји су постављени између мотора и батерија. За накнадно тестирање, такође је приложено привремено дугме за покретање на ручици Сегваи.
Трећи корак: Електрични круг.
Према горњем дијаграму, изведене су све жице у кућишту Сегваи. Такође, у складу са доњом табелом, сви излази микроконтролера Ардуино повезани су са кругом управљачког моста мотора, као и са балансирним сензорима.
Следећи дијаграм приказује сензор нагиба инсталиран хоризонтално, док је контролни сензор постављен вертикално дуж оси И.
Четврти корак: Испитајте и конфигуришите уређај.
Након претходних корака аутор је примио модел Сегваи за тестирање.
Приликом провођења испитивања важно је узети у обзир факторе као што су сигурност испитног простора, као и заштитну опрему у облику заштитних оклопа и кациге за возача.
Аутор је одлучио започети тестирање Сегваиа тако што је учитао код на микроконтролер и провјерио његову везу с управљачким круговима и сензорима.
Софтвер:
Тердуал Ардуино одличан је за провјеру функционалности кода, као и могуће претраге проблема због њиховог накнадног уклањања погрешака. Важно је правилно подесити појачање ПИД контролера, што ће зависити од параметара употребљеног мотора.
Након подешавања регулатора, напајање се испоручује у регулатор, а сензори прелазе у стање приправности. Затим се притисне дугме за покретање и мотори се укључе. Нагињући Сегваи, возач контролише кретање због рада алгоритма балансирања.
Видео испод приказује рад склопљеног лебдећег уређаја: