Bu makale kendi kendini dengeleyen bir aracın veya sadece bir Segway'in yaratılmasını inceleyecek. Bu cihazı oluşturmak için hemen hemen tüm malzemelere kolayca erişilebilir.
Cihazın kendisi, sürücünün üzerinde durduğu bir platformdur. Vücudu eğerek iki elektrikli motor, bir zincir ve dengelemeden sorumlu mikrodenetleyiciler aracılığıyla kontrol edilir.
malzemeler:
- Kablosuz XBee kontrol modülü.
Mikrodenetleyiciler Arduino
-akkumulyatory
“GY-521” modülündeki InvenSense MPU-6050 sensörü,
ahşap çubuklar
compleksin
iki tekerlek
ve benzerleri, makalede ve fotoğraflarda belirtilmiştir.
Birinci Adım: Gerekli özellikleri belirleyin ve sistemi tasarlayın.
Bu cihazı oluştururken, yazar aşağıdaki gibi parametrelere uymaya çalıştı:
- çakıl üzerinde bile serbest hareket için gerekli pasiflik ve güç
- cihazın en az bir saatlik sürekli çalışmasını sağlayacak yeterli kapasiteye sahip piller
-Kablosuz kontrol imkanı sağlamak ve cihazın tanımlanması ve sorunlarının giderilmesi için bir SD kartta cihazın çalıştırılmasıyla ilgili verilerin kaydedilmesi.
Ek olarak, böyle bir cihaz oluşturma maliyetinin orijinal bir off-road hoverboard sipariş etmekten daha az olması arzu edilir.
Aşağıdaki şemaya göre, kendini dengeleyen aracın devre şemasını görebilirsiniz.
Aşağıdaki görüntü jiroskop sürücüsünün işletim sistemini göstermektedir.
Segway sistemlerini kontrol etmek için bir mikrodenetleyici seçimi çeşitlidir, Arduino sisteminin yazarı fiyat kategorileri nedeniyle en çok tercih edilmektedir. Arduino Uno, Arduino Nano gibi kontrolörler yapacak veya ATmega 328'i ayrı bir yonga olarak kullanmak için kullanabilirsiniz.
Çift köprü motor kontrol devresine güç vermek için 24 V besleme voltajına ihtiyaç vardır, bu voltaj 12 V araç akülerini seri olarak bağlayarak kolayca elde edilir.
Sistem, motorlara sadece başlat düğmesine basıldığında güç sağlanacak şekilde tasarlanmıştır, bu nedenle hızlı bir şekilde durdurmak için serbest bırakın. Aynı zamanda, Arduino platformu hem motorların köprü kontrol devresi hem de kablosuz kontrol modülü ile seri iletişimi desteklemelidir.
Hızlandırmayı işleyen ve bir jiroskopun işlevlerini taşıyan “GY-521” modülündeki InvenSense MPU-6050 sensörü nedeniyle, eğim parametreleri ölçülür.Sensör iki ayrı genişletme kartına yerleştirildi. L2c veri yolu Arduino mikrodenetleyici ile iletişim kurar. Ayrıca, 0x68 adresine sahip eğim sensörü, her 20 ms'de bir yoklama yapacak ve Arduino mikrodenetleyicisine kesinti sağlayacak şekilde programlanmıştır. Başka bir sensör 0x69 adresine sahiptir ve doğrudan Arduino'ya çekilir.
Kullanıcı scooter'ın platformuna girdiğinde, Segway'i dengelemek için algoritma modunu etkinleştiren yük sınırı anahtarı etkinleştirilir.
İkinci Adım: Hoverboard'un bir gövdesini oluşturun ve temel öğeleri takın.
Cayro scooter çalışma şemasının temel konseptini belirledikten sonra, yazar vücudunun doğrudan montajına ve ana parçaların kurulumuna devam etti. Ana malzeme ahşap levhalar ve çubuklardı. Ağaç, ağırlığının, pil şarjının süresini olumlu yönde etkileyecek, ayrıca ahşap kolayca işlenecek ve bir yalıtkan olacaktır. Bu panolardan akülerin, motorların ve mikro devrelerin kurulacağı bir kutu yapıldı. Böylece, tekerleklerin ve motorların cıvatalar kullanılarak monte edildiği U şeklinde ahşap bir parça elde edildi.
Motor gücünün tekerleklere iletimi dişli iletiminden geçecektir. Ana bileşenleri Segway muhafazasına döşerken, Segway çalışan bir dikey konuma getirildiğinde ağırlığın eşit olarak dağılmasını sağlamak çok önemlidir. Bu nedenle, ağır pillerden ağırlık dağılımını dikkate almazsanız, cihazı dengeleme işi zor olacaktır.
Bu durumda, yazar, pilleri arkaya yerleştirdi, böylece cihazın merkezinde bulunan motorun ağırlığını telafi etmek için. elektronik bileşen cihazlar motor ve aküler arasına yerleştirilmiştir. Sonraki testler için Segway kolundaki geçici bir başlatma düğmesi de eklenmiştir.
Üçüncü Adım: Elektrik devresi.
Yukarıdaki şemaya göre, Segway gövdesindeki tüm teller uygulandı. Ayrıca, aşağıdaki tabloya uygun olarak, Arduino mikrodenetleyicisinin tüm çıkışları, motor kontrol köprüsü devresine ve dengeleme sensörlerine bağlandı.
Aşağıdaki şema, kontrol sensörü Y ekseni boyunca dikey olarak monte edilirken yatay olarak monte edilmiş bir eğim sensörünü göstermektedir.
Dördüncü Adım: Cihazı test edin ve yapılandırın.
Önceki adımlardan sonra yazar model Test için Segway.
Test yaparken, test alanının güvenliği gibi faktörlerin yanı sıra koruyucu kalkanlar ve sürücü için kask şeklinde koruyucu ekipmanların dikkate alınması önemlidir.
Yazar, kodu mikrodenetleyiciye indirip kontrol devreleri ve sensörler ile bağlantısını kontrol ederek Segway'i test etmeye başladı.
Yazılım:
Arduino Terminali, kodun işlevselliğinin yanı sıra sonraki hata ayıklamalarında olası arama için de mükemmeldir. Kullanılan motorun parametrelerine bağlı olacak PID kontrol cihazının kazancını doğru bir şekilde ayarlamak önemlidir.
Regülatörü ayarladıktan sonra, kontrolöre güç verilir ve sensörler bekleme durumuna girer. Ardından start düğmesine basıldığında motorlar açılır. Segway'i eğerek sürücü dengeleme algoritmasının çalışması nedeniyle hareketi kontrol eder.
Aşağıdaki video, monte edilmiş hovercraft cihazının çalışmasını gösterir: