गॅसोलीन इंजिनसह सेगवे स्वतः करा. आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे कसा बनवायचा. आम्हाला काय हवे आहे

सेगवे प्रमाणे समतोल राखणारा रोबोट तयार करण्यासाठी तुम्ही Arduino कसे वापरू शकता याबद्दल बोलूया.

इंग्रजीतून Segway. सेगवे हे इलेक्ट्रिक ड्राईव्हने सुसज्ज असलेले दुचाकीचे उभे वाहन आहे. त्यांना हॉवरबोर्ड किंवा इलेक्ट्रिक स्कूटर देखील म्हणतात.

सेगवे कसे कार्य करते याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का? या ट्युटोरियलमध्ये आम्ही सेगवे प्रमाणेच स्वतःला संतुलित करणारा Arduino रोबोट कसा बनवायचा हे दाखवण्याचा प्रयत्न करू.

यंत्रमानव समतोल राखण्यासाठी, मोटर्सने रोबोट घसरण्यास प्रतिकार केला पाहिजे. या क्रियेसाठी अभिप्राय आणि सुधारात्मक घटक आवश्यक आहेत. अभिप्राय घटक - जो तीनही अक्षांमध्ये प्रवेग आणि रोटेशन दोन्ही प्रदान करतो (). Arduino हे रोबोटचे वर्तमान अभिमुखता जाणून घेण्यासाठी वापरते. सुधारात्मक घटक म्हणजे इंजिन आणि चाक यांचे संयोजन.

अंतिम परिणाम असे काहीतरी असावे:

रोबोट आकृती

L298N मोटर ड्रायव्हर मॉड्यूल:

चाकासह डीसी गियर मोटर:

स्व-संतुलित रोबोट मूलत: एक उलटा पेंडुलम आहे. जर वस्तुमानाचे केंद्र चाकाच्या अक्षांच्या तुलनेत जास्त असेल तर ते अधिक चांगले संतुलित असू शकते. वस्तुमानाचे उच्च केंद्र म्हणजे वस्तुमानाच्या जडत्वाचा उच्च क्षण, जो कमी कोनीय प्रवेग (मंद पडणे) शी संबंधित असतो. म्हणूनच आम्ही बॅटरी पॅक वर ठेवतो. तथापि, सामग्रीच्या उपलब्धतेवर आधारित रोबोटची उंची निवडली गेली :)

स्वयं-संतुलित रोबोटची पूर्ण आवृत्ती वरील आकृतीमध्ये पाहिली जाऊ शकते. शीर्षस्थानी पॉवरसाठी सहा Ni-Cd बॅटरी आहेत मुद्रित सर्किट बोर्ड. मोटर्सच्या दरम्यान, मोटर चालकासाठी 9-व्होल्ट बॅटरी वापरली जाते.

सिद्धांत

नियंत्रण सिद्धांतामध्ये, काही व्हेरिएबल (या प्रकरणात रोबोटची स्थिती) धारण करण्यासाठी PID (प्रपोर्शनल इंटिग्रल डेरिव्हेटिव्ह) नावाचा विशेष नियंत्रक आवश्यक आहे. या प्रत्येक पॅरामीटर्समध्ये एक "गेन" असतो, सामान्यतः Kp, Ki आणि Kd असे म्हणतात. PID इच्छित मूल्य (किंवा इनपुट) आणि वास्तविक मूल्य (किंवा आउटपुट) दरम्यान सुधारणा प्रदान करते. इनपुट आणि आउटपुटमधील फरकाला "एरर" म्हणतात.

पीआयडी कंट्रोलर त्रुटी कमी करते संभाव्य अर्थ, सतत आउटपुट समायोजित करणे. आपल्या आत्मसंतुलनात Arduino रोबोटइनपुट (जे अंशांमध्ये इच्छित उतार आहे) सॉफ्टवेअरद्वारे सेट केले जाते. MPU6050 रोबोटचे वर्तमान झुकाव वाचते आणि PID अल्गोरिदममध्ये फीड करते, जे मोटर नियंत्रित करण्यासाठी आणि रोबोटला सरळ ठेवण्यासाठी गणना करते.

PID साठी Kp, Ki आणि Kd मूल्ये सेट करणे आवश्यक आहे इष्टतम मूल्ये. अभियंते वापरतात सॉफ्टवेअर, जसे की MATLAB, या मूल्यांची स्वयंचलितपणे गणना करण्यासाठी. दुर्दैवाने, आम्ही आमच्या बाबतीत MATLAB वापरू शकत नाही कारण यामुळे प्रकल्प आणखी गुंतागुंतीचा होईल. त्याऐवजी, आम्ही PID मूल्ये ट्यूनिंग करू. ते कसे करायचे ते येथे आहे:

Kp, Ki आणि Kd ला शून्य करा.
केपी समायोजित करा. खूप लहान Kp मुळे रोबोट पडेल कारण दुरुस्ती पुरेसे नाही. खूप जास्त Kp मुळे यंत्रमानव पुढे-मागे जातो. एक चांगला Kp यंत्रमानव थोडा पुढे-मागे हलवेल (किंवा थोडासा दोलायमान होईल).
Kp सेट केल्यावर, Kd समायोजित करा. रोबोट जवळजवळ स्थिर होईपर्यंत चांगले Kd मूल्य दोलन कमी करेल. शिवाय, योग्य Kd हा रोबोट जरी ढकलला तरी धरून ठेवेल.
शेवटी, Ki स्थापित करा. चालू केल्यावर, Kp आणि Kd सेट केले असले तरीही रोबोट दोलायमान होईल, परंतु कालांतराने स्थिर होईल. योग्य अर्थकी रोबोट स्थिर करण्यासाठी लागणारा वेळ कमी करेल.

रोबोटचे वर्तन खालील व्हिडिओमध्ये पाहिले जाऊ शकते:

स्वयं-संतुलित रोबोटसाठी अर्डिनो कोड

आमचा रोबोट तयार करण्यासाठी आम्हाला चार बाह्य ग्रंथालयांची आवश्यकता होती. PID लायब्ररी P, I आणि D मूल्यांची गणना सुलभ करते. I2Cdev लायब्ररी आणि MPU6050_6_Axis_MotionApps20 लायब्ररी MPU6050 वरून डेटा वाचण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. तुम्ही या रेपॉजिटरीमध्ये लायब्ररीसह कोड डाउनलोड करू शकता.

#समाविष्ट करा #समाविष्ट करा #include "I2Cdev.h" #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif #define MIN_ABS_SPEED 20 mpu6; // MPU नियंत्रण/status vars bool dmpReady = असत्य; DMP init यशस्वी झाल्यास // सत्य सेट करा uint8_t mpuIntStatus; // MPU uint8_t devStatus कडून वास्तविक व्यत्यय स्थिती बाइट धारण करते; // प्रत्येक डिव्हाइस ऑपरेशननंतर स्थिती परत करा (0 = यश, !0 = त्रुटी) uint16_t packetSize; // अपेक्षित DMP पॅकेट आकार (डीफॉल्ट 42 बाइट्स आहे) uint16_t fifoCount; // सध्या FIFO uint8_t fifoBuffer मध्ये सर्व बाइट्सची संख्या; // FIFO स्टोरेज बफर // ओरिएंटेशन/मोशन vars Quaternion q; // quaternion कंटेनर वेक्टरफ्लोट गुरुत्वाकर्षण; // गुरुत्व वेक्टर फ्लोट ypr; //yaw/pitch/roll कंटेनर आणि गुरुत्वाकर्षण वेक्टर //PID दुहेरी मूळ सेटपॉइंट = 173; double setpoint = originalSetpoint; दुहेरी मूव्हिंग अँगलऑफसेट = ०.१; दुहेरी इनपुट, आउटपुट; // तुमच्या स्वतःच्या डिझाइनमध्ये फिट होण्यासाठी ही मूल्ये समायोजित करा दुहेरी Kp = 50; दुहेरी केडी = 1.4; दुहेरी की = 60; पीआयडी पीआयडी (&इनपुट, &आउटपुट, &सेटपॉइंट, केपी, की, केडी, डायरेक्ट); दुहेरी मोटरस्पीडफॅक्टरलेफ्ट = 0.6; दुहेरी मोटरस्पीडफॅक्टरराईट = ०.५; //मोटर कंट्रोलर इंट ENA = 5; int IN1 = 6; int IN2 = 7; int IN3 = 8; int IN4 = 9; int ENB = 10; LMotorController motorController(ENA, IN1, IN2, ENB, IN3, IN4, motorSpeedFactorLeft, motorSpeedFactorRight); अस्थिर bool mpuInterrupt = खोटे; // MPU व्यत्यय पिन उच्च व्हॉइड dmpDataReady() (mpuInterrupt = true; ) void setup() ( // join I2C bus (I2Cdev लायब्ररी हे आपोआप करत नाही) #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE वायर(begin. ); , किमान संवेदनशीलता mpu.setYGyroOffset(-85) साठी मोजली जाते; DMP चालू करा, आता ते तयार आहे mpu.setDMPEnabled(true); // Arduino interrupt detectionInterrupt(0 , dmpDataReady, RISING) सक्षम करा; mpuIntStatus = mpu.getIntStatus(); // आमचा DMP रेडी ध्वज सेट करा जेणेकरून मुख्य loop() फंक्शनला माहित आहे की ते वापरणे ठीक आहे dmpReady = true; // नंतरच्या तुलनासाठी अपेक्षित DMP पॅकेट आकार मिळवा packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize(); //सेटअप PID pid.SetMode(स्वयंचलित); pid.SetSampleTime(10); pid SetOutputLimits(-255, 255); ) बाकी ( // ERROR! // 1 = प्रारंभिक मेमरी लोड अयशस्वी // 2 = DMP कॉन्फिगरेशन अद्यतने अयशस्वी // (जर तो खंडित होणार असेल तर सामान्यतः कोड 1 असेल) Serial.print(F("DMP प्रारंभीकरण अयशस्वी (कोड ")); Serial.print(devStatus); Serial.println(F()") ) ) void loop() ( // प्रोग्रामिंग अयशस्वी झाल्यास, (!dmpReady) काहीही करण्याचा प्रयत्न करू नका (!mpuInterrupt && fifoCount) उपलब्ध असताना // MPU व्यत्यय येण्याची प्रतीक्षा करा< 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 पॅकेट उपलब्ध // (हे आम्हाला व्यत्ययाची वाट न पाहता त्वरित अधिक वाचू देते) fifoCount -= packetSize; mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer); mpu.dmpGetGravity(&गुरुत्वाकर्षण, &q); mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &गुरुत्वाकर्षण); इनपुट = ypr * 180/M_PI + 180; ))

Kp, Ki, Kd मूल्ये कार्य करू शकतात किंवा करू शकत नाहीत. त्यांनी तसे न केल्यास, वरील चरणांचे अनुसरण करा. लक्षात घ्या की कोडमधील झुकाव 173 अंशांवर सेट केला आहे. तुमची इच्छा असल्यास तुम्ही हे मूल्य बदलू शकता, परंतु लक्षात ठेवा की हा झुकणारा कोन आहे जो रोबोटने राखला पाहिजे. याव्यतिरिक्त, जर तुमची मोटर्स खूप वेगवान असतील, तर तुम्ही मोटरस्पीडफॅक्टरलेफ्ट आणि मोटरस्पीडफॅक्टर राइट व्हॅल्यू समायोजित करू शकता.

सध्या एवढेच. भेटूया.

आजकाल, दोन चाकांसह एक लहान स्वयं-चालित प्लॅटफॉर्म, तथाकथित सेगवे, ज्याचा शोध डीन कामेन यांनी लावला होता, वाढत्या प्रमाणात लोकप्रिय होत आहे. व्हीलचेअर वापरणाऱ्याला फुटपाथवर चढताना होणारी अडचण लक्षात घेऊन, लोकांना न जाता फिरायला मदत करणारे वाहन तयार करण्याची संधी त्यांनी पाहिली. विशेष प्रयत्न. कामेनने स्व-संतुलित व्यासपीठ तयार करण्याची त्यांची कल्पना प्रत्यक्षात आणली. पहिल्या मॉडेलची 2001 मध्ये चाचणी घेण्यात आली आणि ते हँडलवर बटणे असलेले वाहन होते. हे असलेल्या लोकांसाठी विकसित केले गेले अपंगत्वआणि त्यांना खडबडीत भूभागावरही स्वतंत्रपणे फिरण्याची परवानगी दिली. नवीन मॉडेल"सेगवे आरटी" म्हणून ओळखले जाऊ लागले, आणि लीव्हर डावीकडे किंवा उजवीकडे झुकवून आधीच स्टीयरिंगला परवानगी दिली. 2004 मध्ये, ते युरोप आणि आशियामध्ये विकले जाऊ लागले. सर्वात प्रगत किंमत आधुनिक मॉडेल्स, उदाहरणार्थ Segway PTi2 - सुमारे $5,000. IN अलीकडेचिनी आणि जपानी कंपन्या यासह उपकरणे तयार करत आहेत विविध सुधारणाआणि नाविन्यपूर्ण डिझाइन. काही जण फक्त एकाच चाकाने सारखी वाहने बनवतात, पण क्लासिक सेगवे पाहू.

सेगवेमध्ये एक प्लॅटफॉर्म आणि दोन इलेक्ट्रिक मोटर्सद्वारे चालविलेल्या ट्रान्सव्हर्सली दोन चाके असतात. प्रणाली स्वतःच एका जटिल इलेक्ट्रॉनिक सर्किटद्वारे स्थिर केली जाते जी मोटर्स नियंत्रित करते, केवळ ड्रायव्हरचा कलच नाही तर स्थिती देखील लक्षात घेते. वाहन, जे त्यास नेहमी उभ्या, स्थिर स्थितीत राहू देते. प्लॅटफॉर्मवर उभा असलेला ड्रायव्हर फक्त हँडल पुढे किंवा मागे हलवून आणि उजवीकडे किंवा डावीकडे झुकताना - वळवून वेग नियंत्रित करतो. ऑनबोर्ड मायक्रोप्रोसेसरला प्लॅटफॉर्म अचूकपणे ओरिएंट करण्यात मदत करण्यासाठी कंट्रोल बोर्ड योग्य मोशन आणि ओरिएंटेशन सेन्सर्स (स्मार्टफोनला स्क्रीन ओरिएंटेशन बदलण्यास अनुमती देणाऱ्या संवेदकांसारखे) सिग्नलचे निरीक्षण करते. मुख्य रहस्यसेगवे इलेक्ट्रो-मेकॅनिकल भागामध्ये इतके नाही, परंतु डेटा प्रोसेसिंग आणि वर्तन अंदाजामध्ये लक्षणीय गणितीय अचूकतेसह हालचालींचे भौतिकशास्त्र लक्षात घेते कोडमध्ये आहे.

सेगवे नियोडियम-लोह-बोरॉन मिश्र धातु वापरून बनवलेल्या दोन ब्रशलेस इलेक्ट्रिक मोटर्ससह सुसज्ज आहे, जे लिथियम-पॉलिमर बॅटरीमुळे 2 किलोवॅट पर्यंत शक्ती विकसित करण्यास सक्षम आहे.

Segway भाग

सेगवे तयार करण्यासाठी तुम्हाला चाकांसह दोन गीअर मोटर्स, बॅटरी, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, प्लॅटफॉर्म आणि स्टीयरिंग व्हील.

इंजिन पॉवर स्वस्त मॉडेलअंदाजे 250W, जे तुलनेने कमी वर्तमान वापरासह 15 किमी/ता पर्यंत गती प्रदान करते. ते चाके थेट फिरवू शकत नाहीत, कारण या मोटर्सचा उच्च वेग त्यांना आवश्यक कर्षण मिळवू देत नाही. तुम्ही तुमच्या सायकलचे गीअर्स वापरता तेव्हा काय होते यासारखेच: गीअर रेशो वाढवून, तुमचा वेग कमी होईल परंतु पेडलला लागू केलेले बल वाढेल.

प्लॅटफॉर्म मोटर अक्षाच्या खाली स्थित आहे. बॅटरी, ज्याचे वजन खूप जास्त आहे, ती देखील सममितीय स्थितीत फूटरेस्टच्या खाली स्थित आहे, जे हे सुनिश्चित करते की बोर्डवर चालक नसतानाही सेगवे सरळ स्थितीत राहते. याव्यतिरिक्त, अंतर्गत यांत्रिक स्थिरतेला इलेक्ट्रॉनिक स्थिरता नियंत्रण युनिटद्वारे मदत केली जाईल, जे ड्रायव्हर उपस्थित असताना पूर्णपणे सक्रिय असते. प्लॅटफॉर्मवर एखाद्या व्यक्तीची उपस्थिती चाक अक्षाच्या वर गुरुत्वाकर्षणाचे केंद्र वाढवते, ज्यामुळे सिस्टम अस्थिर होते - याची भरपाई इलेक्ट्रॉनिक्स बोर्डद्वारे आधीच केली जाईल.

तत्वतः, आपण चीनी वेबसाइटवर (ते विक्रीवर आहेत) आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स युनिट खरेदी करून असे कार्य स्वतः करू शकता. सर्व भाग स्क्रू आणि नट (स्क्रू नव्हे) वापरून स्थापित केले जातात. योग्य साखळी तणावाकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे. आवश्यक दाब सुनिश्चित करण्यासाठी लहान रबर गॅस्केटसह U-आकाराचे क्लॅम्प वापरून बॅटरी सुरक्षित केल्या जातात. जोडण्याची शिफारस केली जाते दुहेरी बाजू असलेला टेपबॅटरी आणि प्लॅटफॉर्म दरम्यान, जेणेकरून कोणतीही घसरण होणार नाही. कंट्रोल पॅनल दोन बॅटऱ्यांमध्ये घातला पाहिजे आणि विशेष स्पेसरसह सुरक्षित केला पाहिजे.

कंट्रोल लीव्हर असू शकतो किंवा नसू शकतो - शेवटी, त्याशिवाय सेगवे मॉडेल्स (मिनी-सेगवे) आता लोकप्रिय आहेत. सर्वसाधारणपणे, गोष्ट मनोरंजक आहे आणि खूप महाग नाही, कारण मित्रांकडून मिळालेल्या माहितीनुसार, चीनमध्ये घाऊक खरेदी किंमत केवळ $ 100 आहे.

आम्हाला काय हवे आहे? सुरुवातीला, पोटाच्या व्यायाम मशीनमधून चाके घेऊ. गियरबॉक्स 12 व्होल्ट आणि 160 आरपीएम. 15,000 मिलीअँप तासांसाठी पॉवरबँक. वाहन नियंत्रित करण्यात सक्षम होण्यासाठी, म्हणजेच उजवीकडे किंवा डावीकडे वळा, वेग वाढवा आणि धीमा करा, आम्ही घरगुती लॉन मॉवरच्या निर्मितीमध्ये आधीच वापरलेले मॉड्यूल वापरू. अशा प्रकारे तुम्ही इंजिनचा वेग नियंत्रित करू शकता. त्यानुसार, 2 मॉड्यूल, 2 इंजिन, 2 पॉवर बँक.

दोन संच स्वतंत्रपणे काम करतात. समजा उजव्या इंजिनला वेग जोडला तर सेगवे डावीकडे वळेल. उजवीकडे वळताना तीच गोष्ट पण मिरर केलेली. आपण एकाच वेळी दोन मोटर्सची गती जोडल्यास, उत्पादनास गती येईल.

प्रथम, गिअरबॉक्सेस स्थापित करूया. हे करण्यासाठी, ते मध्यभागी लागू करा प्लायवुड शीट, बाह्यरेखा ट्रेस करा आणि विश्रांतीसाठी कटर वापरा. डाव्या बाजूला गिअरबॉक्स जोडला होता त्याच प्रकारे, आम्ही ते उलट बाजूने करतो.

आपल्याला यापैकी अनेक बार कापून बाजूंनी स्क्रू करणे आवश्यक आहे. हे आवश्यक आहे जेणेकरून प्लायवुड डगमगणार नाही.
आम्ही चाके काढतो आणि धुरा वर ठेवतो. जसे आपण पाहू शकता की ते एकमेकांपासून वेगळे आहेत. आपल्याला प्रथम दोन लाकडी बुशिंग्ज तयार करण्याची आवश्यकता आहे. आम्ही घरगुती वापर करू लेथलाकडावर. परिणाम दोन लाकडी रिक्त होते.

वर्कपीस घाला. एक भोक ड्रिल करा आणि वर्कपीसला चिकटवा इपॉक्सी राळ. (लेखकाने व्हिडिओच्या शेवटी एक दुरुस्ती केली आहे, खाली वाचा).

आता आपण स्टीयरिंग व्हील बनवू. यासाठी आपण एक तुकडा वापरू सीवर पाईप. आम्ही सिम्युलेटरमधून हँडल घेतले. आम्ही प्लायवुडच्या वरच्या भागात छिद्र करू आणि पाईप आणि हँडल सुरक्षित करू. सेगवेचे हँडलबार किंचित उतार असले पाहिजेत, म्हणून आम्ही प्लायवुडला उतारावर छिद्र केले आणि प्लास्टिक पाईप ट्रिम केले.

सर्व नियंत्रण मॉड्यूल स्टीयरिंग व्हीलवर स्थापित केले जातील. तुम्हाला स्टीयरिंग व्हीलपासून गिअरबॉक्सेसपर्यंत वायरचे 8 तुकडे ताणावे लागतील. त्यांना वरून चिकटण्यापासून रोखण्यासाठी, आम्ही प्रथम पाईपमध्ये छिद्र करतो आणि तारा घालतो.

आणि आता पुन्हा आपल्याला इपॉक्सी राळने सर्वकाही चिकटविणे आणि 24 तास प्रतीक्षा करणे आवश्यक आहे. चाके विकृत झाली; इपॉक्सी खूप विश्वासार्ह सामग्री नाही. मी गिअरबॉक्स वेगळे केले, शाफ्ट काढले आणि त्यावर धागे कापले. मी लाकडी बुशिंग्जमध्ये छिद्र देखील केले. मी मेटल बुशिंग्ज घातल्या आहेत आणि आता हे सर्व अधिक विश्वासार्ह दिसते. चाके देखील खूप घट्टपणे स्क्रू केली जाऊ शकतात. प्लास्टिक पाईपते पूर्णपणे विश्वासार्ह वाटले नाही; ते मजबूत करण्यासाठी एक फावडे हँडल घातले होते.

आम्ही पॅनेलमध्ये 2 मॉड्यूल ठेवतो. आपल्याला प्रतिरोधकांसाठी पाईपमध्ये छिद्रे ड्रिल करणे आवश्यक आहे. फक्त गरम गोंद वापरून बटणे चिकटविणे बाकी आहे. मॉड्यूल, गीअरबॉक्सेस आणि पॉवर बँकांकडे वायरचा मार्ग करा. चाकांवर स्क्रू करा.

ज्यांना तारा चुकीच्या पद्धतीने जोडण्याची भीती वाटते त्यांच्यासाठी मॉड्यूल्सवर सर्वकाही तपशीलवार वर्णन केले आहे.

सेगवेमध्ये बाइकचा स्पीडोमीटरही असेल. होममेड सेगवेची चाचणी आवृत्ती तयार आहे. चला त्याची चाचणी करूया.

हा लेख स्व-संतुलित वाहन किंवा फक्त "सेगवे" च्या निर्मितीकडे लक्ष देईल. निर्मितीसाठी जवळजवळ सर्व साहित्य या उपकरणाचेसहज उपलब्ध.

डिव्हाइस स्वतः एक प्लॅटफॉर्म आहे ज्यावर ड्रायव्हर उभा आहे. धड तिरपा करून, दोन इलेक्ट्रिक मोटर्ससमतोल साधण्यासाठी जबाबदार असलेल्या सर्किट्स आणि मायक्रोकंट्रोलरच्या साखळीद्वारे.

साहित्य:

-XBee वायरलेस कंट्रोल मॉड्यूल.
- आर्डिनो मायक्रोकंट्रोलर
- बॅटरी
-"GY-521" मॉड्यूलवर InvenSense MPU-6050 सेन्सर,
- लाकडी ब्लॉक्स
- बटण
- दोन चाके
आणि लेखात आणि छायाचित्रांमध्ये दर्शविलेल्या इतर गोष्टी.

पहिली पायरी: आवश्यक वैशिष्ट्ये निश्चित करा आणि सिस्टमची रचना करा.

हे डिव्हाइस तयार करताना, लेखकाने हे सुनिश्चित करण्याचा प्रयत्न केला की ते खालील पॅरामीटर्समध्ये बसते:
- रेववर देखील मुक्त हालचालीसाठी क्रॉस-कंट्री क्षमता आणि शक्ती आवश्यक आहे
-डिव्हाइसचे किमान एक तास सतत ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी पुरेशी क्षमता असलेल्या बॅटरी
- संधी द्या वायरलेस नियंत्रण, तसेच समस्यानिवारणासाठी SD कार्डवर डिव्हाइसच्या ऑपरेशनबद्दल डेटा रेकॉर्ड करणे.

याव्यतिरिक्त, असे उपकरण तयार करण्याची किंमत मूळ ऑफ-रोड हॉव्हरबोर्ड ऑर्डर करण्यापेक्षा कमी असणे इष्ट आहे.

खालील आकृतीनुसार, तुम्ही स्व-संतुलित वाहनाचे इलेक्ट्रिकल सर्किट आकृती पाहू शकता.

खालील प्रतिमा हॉवरबोर्डची ड्राइव्ह प्रणाली दर्शवते.

सेगवे सिस्टम नियंत्रित करण्यासाठी मायक्रोकंट्रोलरची निवड भिन्न आहे, लेखक Arduino प्रणालीत्याच्या किंमती श्रेणींमुळे सर्वाधिक पसंती. योग्य नियंत्रक जसे की Arduino Uno, अर्डिनो नॅनोकिंवा वेगळी चिप म्हणून वापरण्यासाठी तुम्ही ATmega 328 घेऊ शकता.

ड्युअल ब्रिज मोटर कंट्रोल सर्किटला उर्जा देण्यासाठी, 24 V चा पुरवठा व्होल्टेज आवश्यक आहे, हे व्होल्टेज 12 V कारच्या बॅटरीला मालिकेत जोडून सहजपणे प्राप्त केले जाते.

सिस्टीमची रचना अशा प्रकारे केली आहे की स्टार्ट बटण दाबल्यावरच मोटर्सना वीज पुरवली जाते, त्यामुळे द्रुत थांबण्यासाठी तुम्हाला फक्त ते सोडावे लागेल. या प्रकरणात, Arduino प्लॅटफॉर्मने ब्रिज मोटर कंट्रोल सर्किट आणि वायरलेस कंट्रोल मॉड्युल या दोन्हीसह क्रमिक संप्रेषणास समर्थन दिले पाहिजे.

“GY-521” मॉड्यूलवरील InvenSense MPU-6050 सेन्सरमुळे, जो प्रवेग प्रक्रिया करतो आणि जायरोस्कोपची कार्ये करतो, टिल्ट पॅरामीटर्स मोजले जातात. सेन्सर दोन वेगळ्या विस्तार बोर्डांवर स्थित होता. l2c बस Arduino microcontroller सह संप्रेषणास समर्थन देते. शिवाय, 0x68 पत्त्यासह टिल्ट सेन्सर प्रत्येक 20 ms नंतर मतदान करण्यासाठी आणि Arduino मायक्रोकंट्रोलरला व्यत्यय प्रदान करण्यासाठी अशा प्रकारे प्रोग्राम केले गेले होते. दुसऱ्या सेन्सरचा पत्ता 0x69 आहे आणि तो थेट Arduino शी जोडलेला आहे.

जेव्हा वापरकर्ता स्कूटर प्लॅटफॉर्मवर उभा असतो, तेव्हा लोड मर्यादा स्विच ट्रिगर होतो, जो सेगवे संतुलित करण्यासाठी अल्गोरिदम मोड सक्रिय करतो.

पायरी दोन: होव्हरबोर्डचे मुख्य भाग तयार करणे आणि मुख्य घटक स्थापित करणे.

होव्हरबोर्डच्या ऑपरेशन योजनेची मूलभूत संकल्पना निश्चित केल्यानंतर, लेखकाने थेट त्याचे मुख्य भाग एकत्र करणे आणि मुख्य भाग स्थापित करणे सुरू केले. मुख्य साहित्य होते लाकडी बोर्डआणि बार. झाडाचे वजन थोडे असते, ज्याचा बॅटरी चार्ज होण्याच्या कालावधीवर सकारात्मक प्रभाव पडतो याव्यतिरिक्त, लाकूड प्रक्रिया करणे सोपे आहे आणि ते एक विद्युतरोधक आहे; या फलकांमधून एक बॉक्स तयार केला गेला ज्यामध्ये बॅटरी, मोटर्स आणि मायक्रोसर्किट स्थापित केले जातील. यामुळे U-आकाराचा लाकडी तुकडा तयार होतो ज्यावर चाके आणि इंजिने बोल्ट केली जातात.

इंजिनची शक्ती गीअर ड्राइव्हद्वारे चाकांमध्ये हस्तांतरित केली जाईल. सेगवेच्या शरीरात मुख्य घटक पॅक करताना, सेगवेला सरळ कार्यरत स्थितीत आणताना वजन समान रीतीने वितरित केले जाईल याची खात्री करणे फार महत्वाचे आहे. म्हणून, जर आपण जड बॅटरीपासून वजनाचे वितरण लक्षात घेतले नाही तर डिव्हाइस संतुलित करणे कठीण होईल.

या प्रकरणात, लेखकाने बॅटरी मागे ठेवल्या, जेणेकरून डिव्हाइसच्या शरीराच्या मध्यभागी असलेल्या इंजिनच्या वजनाची भरपाई होईल. डिव्हाइसचे इलेक्ट्रॉनिक घटक इंजिन आणि बॅटरी दरम्यान एका ठिकाणी ठेवलेले होते. त्यानंतरच्या चाचणीसाठी, सेगवे हँडलला तात्पुरते प्रारंभ बटण देखील जोडले गेले.

पायरी तीन: इलेक्ट्रिकल आकृती.

वरील आकृतीनुसार, सर्व वायर्स सेगवे बॉडीमध्ये स्थापित केल्या होत्या. तसेच, खालील तक्त्यानुसार, Arduino मायक्रोकंट्रोलरचे सर्व पिन ब्रिज मोटर कंट्रोल सर्किट तसेच बॅलन्सिंग सेन्सर्सशी जोडलेले होते.

खालील आकृती क्षैतिजरित्या स्थापित केलेला टिल्ट सेन्सर दर्शवितो, तर नियंत्रण सेन्सर Y अक्षाच्या बाजूने अनुलंब स्थापित केला होता.

चौथी पायरी: डिव्हाइसची चाचणी आणि सेटअप.

मागील टप्पे पूर्ण केल्यानंतर, लेखकाला चाचणीसाठी सेगवे मॉडेल प्राप्त झाले.

चाचणी आयोजित करताना, चाचणी क्षेत्राची सुरक्षा, तसेच संरक्षक कवच आणि ड्रायव्हरसाठी हेल्मेटच्या स्वरूपात संरक्षक उपकरणे यासारख्या घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे.

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे बनवणे शक्य आहे का? हे किती कठीण आहे आणि कोणते भाग आवश्यक आहेत? असेल घरगुती उपकरणेफॅक्टरी-निर्मित सारखीच सर्व कार्ये करतात? आपल्या स्वत: च्या हातांनी ते तयार करण्याचा निर्णय घेणाऱ्या व्यक्तीच्या डोक्यात समान प्रश्नांचा एक समूह उद्भवतो. पहिल्या प्रश्नाचे उत्तर सोपे आणि स्पष्ट असेल: ज्याला इलेक्ट्रॉनिक्स, भौतिकशास्त्र आणि मेकॅनिक्सची थोडीशी समज आहे तो स्वतः एक "इलेक्ट्रिक स्कूटर" बनवू शकतो. शिवाय, डिव्हाइस फॅक्टरी मशीनवर उत्पादित केलेल्यापेक्षा वाईट कार्य करणार नाही.

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे कसा बनवायचा?

जर तुम्ही हॉव्हरबोर्डकडे बारकाईने पाहिले तर तुम्हाला त्यात एक सोपी रचना दिसेल: ती फक्त स्वयंचलित बॅलन्सिंग सिस्टमने सुसज्ज असलेली स्कूटर आहे. प्लॅटफॉर्मच्या दोन्ही बाजूला 2 चाके आहेत. प्रभावी समतोल साधण्यासाठी, सेगवे डिझाइन्स इंडिकेटर स्टॅबिलायझेशन सिस्टमसह सुसज्ज आहेत. टिल्ट सेन्सर्समधून येणारी डाळी मायक्रोप्रोसेसरमध्ये नेली जातात, ज्यामुळे विद्युत सिग्नल तयार होतात. परिणामी, हॉव्हरबोर्ड दिलेल्या दिशेने फिरतो.

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे बनविण्यासाठी, आपल्याला खालील घटकांची आवश्यकता असेल:

2 चाके;
2 मोटर्स;
स्टीयरिंग व्हील;
ॲल्युमिनियम ब्लॉक्स;
समर्थन स्टील किंवा ॲल्युमिनियम पाईप;
2 लीड ऍसिड बॅटरी;
ॲल्युमिनियम प्लेट;
प्रतिरोधक;
आपत्कालीन ब्रेक;
स्टील अक्ष 1.2 सेमी;
पीसीबी;
कॅपेसिटर;
LiPo बॅटरी;
गेट चालक;
एलईडी निर्देशक;
3 x ATmtga168;
व्होल्टेज रेग्युलेटर;
ADXRS614;
8 मॉस्फेट्स;
दोन झरे;
आणि ADXL203.

सूचीबद्ध वस्तूंमध्ये यांत्रिक भाग आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि इतर उपकरणे दोन्ही आहेत.

सेगवे असेंब्ली प्रक्रिया

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे एकत्र करणे तितके अवघड नाही जितके ते पहिल्या दृष्टीक्षेपात दिसते. आपल्याकडे सर्व आवश्यक घटक असल्यास, प्रक्रियेस खूप कमी वेळ लागतो.

यांत्रिक भागांचे संकलन

मोटर्स, चाके, गीअर्स आणि बॅटरी चायनीज स्कूटरकडून उधार घेतल्या जाऊ शकतात आणि इंजिन शोधण्यात कोणतीही अडचण नाही.
स्टीयरिंग व्हीलवर स्थित मोठ्या गियरला इंजिनवरील लहान गीअरमधून ट्रान्समिशन प्राप्त होते.
चाकावरील गीअर (12 इंच) फ्री-व्हीलिंग आहे - यासाठी फिरणारे घटक दोन्ही दिशांनी कार्य करू देण्यासाठी काही सुधारणा आवश्यक आहेत.
तीन ॲल्युमिनियम ब्लॉक्सने जोडलेला एक स्थिर धुरा (जे 5 मिमी सेट स्क्रूने सुरक्षित केले जाऊ शकते), प्लॅटफॉर्मचा पाया बनवते.
सॉलिडवर्क्स प्रोग्राम वापरुन, आपल्याला एका भागाचे रेखाचित्र तयार करणे आवश्यक आहे जे शरीराला झुकताना होव्हरबोर्डला बाजूकडे वळण्यास अनुमती देईल. यानंतर, भाग सीएनसी मशीन चालू करणे आवश्यक आहे. मशीनने CAMBAM प्रोग्राम वापरला, जो आपत्कालीन ब्रेक युनिटसाठी बॉक्सच्या निर्मितीमध्ये देखील वापरला गेला.
हँडलबार 2.5 सेमी पोकळ स्टील ट्यूबला जोडलेला आहे.
सुकाणू स्तंभ नेहमी मध्यभागी असल्याचे सुनिश्चित करण्यासाठी आणि उलट जोरअधिक तीव्र होते, तुम्ही स्टील स्प्रिंग्सची जोडी वापरू शकता.
स्टीयरिंग व्हील रिलेशी जोडलेल्या विशेष आपत्कालीन बटणासह सुसज्ज आहे - हे आपल्याला इंजिनची शक्ती कमी करण्यास अनुमती देते.
मोटर उर्जा स्त्रोत 24 V बॅटरी आहेत.

इलेक्ट्रॉनिक भागांचे संकलन

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे एकत्र करण्यासाठी, फक्त यांत्रिक भाग एकत्र बांधणे पुरेसे नाही. होव्हरबोर्डमध्ये इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण कमी महत्त्वाचे नाही, कारण ते युनिटचा एक अत्यंत महत्त्वाचा घटक आहे.

कॉम्प्युटिंग फंक्शनसह मुद्रित सर्किट बोर्ड सेन्सर्स - गायरोस्कोप, एक्सीलरोमीटर, पोटेंटिओमीटर कडून माहिती गोळा करतो आणि नंतर रोटेशनची दिशा सेट करतो.
ATmtga168 प्रोसेसरशिवाय, स्कूटर सामान्यपणे काम करू शकणार नाही. संगणकाशी जोडणी ब्लूटूथ आणि RN-41 द्वारे केली जाते.
दोन एच-ब्रिजच्या मदतीने, कंट्रोल पल्स बेस बोर्डमधून मोटर्सच्या फोर्समध्ये रूपांतरित केले जातात. प्रत्येक पूल ATmtga168 ने सुसज्ज आहे, बोर्ड UART द्वारे एकमेकांशी संवाद साधतात.
सर्व इलेक्ट्रॉनिक्स वेगळ्या बॅटरीद्वारे समर्थित आहेत.
बॅटरीवर त्वरीत जाण्यासाठी, तसेच बेस बोर्ड प्रोग्राम करण्यासाठी आणि कंट्रोल लूपचे पॅरामीटर्स बदलण्यासाठी, आपल्याला कनेक्टर्ससह एक लहान बॉक्स बनविणे आवश्यक आहे, त्याचे शरीर शीर्षस्थानी ट्रिमिंग पोटेंटिओमीटरने सुसज्ज करणे आवश्यक आहे आणि त्यास सुसज्ज करणे देखील आवश्यक आहे. इलेक्ट्रॉनिक्स पॉवर स्विच.

सेगवे सॉफ्टवेअर

आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे कसा बनवायचा जेणेकरून ते निश्चितपणे कार्य करेल? ते बरोबर आहे - सॉफ्टवेअर (किंवा सॉफ्टवेअर) स्थापित करा. हे कार्य पूर्ण करण्यासाठी आवश्यक पायऱ्या येथे आहेत:

मायक्रोकंट्रोलर सॉफ्टवेअरमध्ये एक्सीलरोमीटर आणि जायरोस्कोप आणि पीडी कंट्रोल लूपसाठी फिल्टर समाविष्ट आहे.
Kalman आणि Complemenatry फिल्टर हे काम उत्तम प्रकारे करतील.
Java प्रोग्रामिंग भाषा वापरून अनुप्रयोग लिहा - हे तुम्हाला बॅटरी चार्ज पातळी, सर्व सेन्सर वाचन आणि नियंत्रण पॅरामीटर्स पाहण्याची परवानगी देईल.

हे, कदाचित, अशा व्यक्तीकडून आवश्यक आहे जे स्वत: एक सेगवे बनवण्याचा निर्णय घेते. विषय आणि प्रक्रिया समजून घेणे, तसेच आवश्यक घटक, आपल्याला घरी एक उत्कृष्ट हॉव्हरबोर्ड तयार करण्यास अनुमती देईल.

आपल्याला खालील सामग्रीमध्ये स्वारस्य असू शकते