Parajumpers sale www.airbrushhenk.nl Parajumpers sale http://www.unifem.ch canada goose sale Canada Goose jas http://www.canadagooseoutlets.be https://www.gasinc.nl
Parajumpers sale www.airbrushhenk.nl Parajumpers sale http://www.unifem.ch canada goose sale Canada Goose jas http://www.canadagooseoutlets.be https://www.gasinc.nl

Сигвей своими руками

В этой статье речь пойдет о том, как один из энтузиастов (сетевое имя Lauszus)  своими руками при помощи подручных средств собрал большого балансирующего робота, на котором возможно кататься, как на настоящем сигвее.

Вот его рассказ.

В нашем самодельном сигвее в качестве рамы шасси выступает рифленый алюминиевый лист размерами 500х360х7 мм, к которому крепятся моторы. Такая ширина была выбрана, чтобы можно было свободно проехать через стандартный дверной проем.

Рама будущего робота

Рама будущего робота

В качестве двигателей были использованы 2 DC мотора MY1020Z  500Вт, 24 В, 12,6 Нм. Конкретно в данном проекте использовались моторы из Германии, но, разумеется, их можно заказать в Китае по гораздо более низким ценам. 

Мотор с втулкой для крепления колеса

Мотор с втулкой для крепления колеса

На картинке внизу показан алюминиевый лист с готовыми отверстиями для крепления моторов диаметром 8 мм. Моторы крепятся потайными болтами. Для надежности соединения рекомендуется использовать контргайку или локтайт — жидкий фиксатор резьбовых соединений.

Двигатель, закрепленный на раме

Двигатель, закрепленный на раме

Потайной болт

Потайной болт

Затем по центру рамы закрепили конструкцию, состоящую из двух корпусных узлов и стальной водопроводной трубы диаметром ½ дюйма и длиной 300 мм со специальным креплением.

Узел управления поворотами робота в сборе

Узел управления поворотами робота в сборе

С одной стороны трубы с помощью эпоксидного клея крепится 10 кОм потенциометр для распознавания положения рулевой тяги. С другой стороны потенциометр закрепляется с помощью алюминиевого кронштейна на основании.

Закрепление потенциометра для рулевого механизма

Закрепление потенциометра для рулевого механизма

С другой стороны к трубе приваривается угловое соединение (угол 90°). В проекте используются обычные стальные водопроводные трубы диаметром ½ дюйма, которые можно купить в любом строительном магазине. 

Угловое соединение

Угловое соединение

К угловому соединению крепится Т — образная конструкция длиной 105 см, которая будет выполнять роль руля. Для большего удобств ручки обматываются изолентой.
Для центровки рулевого механизма использовались пружины от старой стиральной машины, прикрепленные с одной стороны к основанию и с другой сторроны к трубе с помощью хомутов.

Закрепления рулевого механизма с помощью пружин

Закрепление рулевого механизма с помощью пружин

На руле также предусмотрена кнопка безопасности, соединенная с драйверами моторов. Ее необходимо удерживать во время движения.

Кнопка безопасности

Кнопка безопасности

Для крепления колес была специально изготовлена втулка колеса. Обратите внимание, что на втулке есть выступающая часть, которая одевается на вал двигателя. Это сделано для того, чтобы под нагрузкой не повредились шестерни моторов.

Втулка для крепления колеса к двигателю

Втулка для крепления колеса к двигателю

Главным элементом основной платы является Arduino Pro Mini 16 МГц с питанием 5 В. Она считывает данные об угле наклона с 3-осевого акселерометра и гироскопа модуля MPU-6050 на частоте 500 Гц, которые затем обрабатываются с помощью фильтра Калмана.

К микроконтроллеру также подключен Bluetooth SPP модуль, который передает на Android устройство информацию с помощью специального приложения.

Два входа на операционном усилителе LM324 используются как буфер для сохранения сигнала от кнопки безопасности. Это нужно, т. к. на каждом входе сброса драйвера моторов есть нагрузочный резистор 20 кОм. Диод D1 показывает, что микроконтроллер не сможет послать сигнал на контакт сброса во время работы драйвера мотора. Кроме того, один вход online casino используется для сохранения значений измерения напряжения батареек.

Один выход используется как инверсный усилитель для усиления сигнала от потенциометра, соединенного с рулевым механизмом. Потенциометр 10 кОм нужен для того, чтобы изменять напряжение на выходе до показания примерно 2,5 В.

Ниже дана картинка готовой печатной платы и принципиальной схемы. Обратите внимание, что MPU-6050 крепится на двойную клейкую ленту для уменьшения вибраций. Полное описание печатной платы можно посмотреть здесь:

https://github.com/Lauszus/BalancingRobotFullSize/tree/master/PCB

На основной плате также размещен зуммер для обратной связи. Он подает короткий звуковой сигнал при включении робота и если садятся батарейки.

Заготовка для основной платы

Заготовка для основной платы

Плата управления в сборе

Плата управления в сборе

 

 

Принципиальная схема основной платы

Принципиальная схема основной платы

Для управления двумя моторами необходимы два драйвера двигателя высокой мощности. В данном проекте использовали Pololu High-Power Motor Driver 24В/23A. Каждый драйвер рассчитан на постоянный ток 23 А без теплоотвода. Создатели робота присоединили к драйверам теплоотвод для того, чтобы убедиться, что они выдержат такой ток, т. к. пиковое значение тока для мотора согласно спецификации составляет 26,7 А. В таком варианте драйвера даже не нагреваются.

Подготовленные драйверы двигателей

Драйвер двигателя вид спреди

Драйвер двигателя вид спреди

Драйвер двигателя вид сзади

Драйвер двигателя вид сзади

Для управления моторами просто применили ШИМ-сигнал (PWMН), направление вращение валов двигателей контролируем с помощью DIR пина. Это позволяет Вам легко управлять направлением вращения двигателей только посредством двух пинов. Обратите внимание, что PWML не используется в окончательной установке. Кроме того, драйвер мотора имеет два “Индикатора ошибки” помеченных как FF1 и FF2. Они будут иметь значение high, в случае неисправности. Мотор драйвер может быть сброшен посредством перевода RESET пина в значение low. Это происходит если  deadman кнопка, закрепленная на руле, не будет отпущена.

Питание робота осуществляется посредством установки трех 6S LiPo 3000mAh, которые при параллельном подключении обладают общей емкостью 9000 mAh.

Соединенные в параллель три аккумулятора

Соединенные в параллель три аккумулятора

Поскольку данная аккумуляторная сборка выдает 25.2V (4.2V на одну банку), для питания Ардуино пришлось использовать DC-DC преобразователь на основе модуля LM2596 для обеспечения напряжения питания контроллера на уровне 8 В.

На финальном этапе сборки вся скоммутированная электроника была помещена в пластиковый корпус в нижней части нашего робота

Установка электроники в корпус

Установка электроники в корпус

В итоге вот что получилось.

Полноразмерный балансирующий робот после сборки

Полноразмерный балансирующий робот после сборки

Что касается программного кода, то он был подготовлен на основе кода Balanduino (https://github.com/tkjelectronics/Balanduino), который в свою очередь напсан на C/C с использованием библиотек и функций Ардуино платформы. 

Для понимания архитектуры использованной программы ниже приведена блок-схема, описывающая алгоритм работы управляющей электроники.

Блок-схема программного алгоритма

Блок-схема программного алгоритма

 

 Источник: http://blog.tkjelectronics.dk/category/tkjelectronics/

 

Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Google+