रशियन मध्ये DIY Segway. DIY Segway. सेगवेचे इलेक्ट्रॉनिक फिलिंग
आपल्या स्वत: च्या हातांनी आणि सामर्थ्याने घरी होव्हरबोर्ड किंवा मिनी-सेगवे बनविणे अशक्य आहे असे आपल्याला वाटत असल्यास, आपण खूप चुकीचे आहात. विचित्रपणे, इंटरनेटवर असे बरेच व्हिडिओ आहेत जिथे बरेच कारागीर स्वतःचे होव्हरबोर्ड बनवतात. काहींसाठी, हे अगदी घरगुती असल्याचे दिसून येते, परंतु असे लोक देखील आहेत जे खरोखरच निर्मिती तंत्रज्ञानाच्या जवळ जाण्यास आणि खरोखरच मनोरंजक आणि उच्च-गुणवत्तेची गोष्ट पुनरुत्पादित करण्यास सक्षम होते. तर आपल्या स्वत: च्या हातांनी होव्हरबोर्ड बनवणे शक्य आहे का? एड्रियन कुंडर्ट, एक अभियंता आणि फक्त एक चांगला माणूस, आम्हाला याबद्दल सांगेल.
होव्हरबोर्ड म्हणजे काय?
आपल्या स्वत: च्या हातांनी होव्हरबोर्ड कसा बनवायचा? होममेड होव्हरबोर्ड कसा बनवायचा हे समजून घेण्यासाठी, आपल्याला प्रथम हॉव्हरबोर्ड म्हणजे काय, त्यात काय समाविष्ट आहे आणि वाहतुकीचे हे मनोरंजक साधन तयार करण्यासाठी काय आवश्यक आहे हे समजून घेणे आवश्यक आहे. हॉव्हरबोर्ड हे एक स्वयं-संतुलित वाहन आहे, ज्याचे ऑपरेटिंग तत्त्व गायरोस्कोपिक सेन्सर्सच्या प्रणालीवर आधारित आहे आणि अंतर्गत तंत्रज्ञानकार्यरत व्यासपीठाचा समतोल राखणे. म्हणजेच, जेव्हा आपण हॉव्हरबोर्ड चालू करतो, तेव्हा बॅलन्सिंग सिस्टम देखील चालू होते. जेव्हा एखादी व्यक्ती हॉव्हरबोर्डवर उभी असते तेव्हा प्लॅटफॉर्मची स्थिती बदलू लागते, ही माहिती जायरोस्कोपिक सेन्सर्सद्वारे वाचली जाते.
या सेन्सर्सना संबंधित स्थितीत कोणताही बदल जाणवतो पृथ्वीची पृष्ठभागकिंवा ज्या बिंदूपासून गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव येतो. वाचल्यानंतर, माहिती प्लॅटफॉर्मच्या दोन्ही बाजूंना असलेल्या सहायक बोर्डांना पाठविली जाते. सेन्सर्स आणि इलेक्ट्रिक मोटर्स स्वतः एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे कार्य करत असल्याने, भविष्यात आपल्याला दोन इलेक्ट्रिक मोटर्सची आवश्यकता असेल. सहाय्यक मंडळांमधून, प्रक्रिया केलेल्या स्वरूपात माहिती आधीच मायक्रोप्रोसेसरसह मदरबोर्डकडे जाते. तेथे, शिल्लक धारणा कार्यक्रम आधीपासूनच आवश्यक अचूकतेसह चालविला जातो.
म्हणजेच, जर प्लॅटफॉर्म काही अंशांनी पुढे झुकला असेल, तर मोटर्सना विरुद्ध दिशेने जाण्यासाठी सिग्नल दिला जातो आणि प्लॅटफॉर्म समतल केला जातो. इतर दिशेने झुकणे देखील केले जाते. जर हॉव्हरबोर्ड जास्त प्रमाणात झुकत असेल, तर प्रोग्रामला लगेच समजते की इलेक्ट्रिक मोटर्स पुढे किंवा मागे हलवण्याचा आदेश आहे. जर हॉव्हरबोर्ड 45 अंशांपेक्षा जास्त झुकत असेल, तर मोटर्स आणि हॉव्हरबोर्ड स्वतःच बंद होतात.
हॉव्हरबोर्डमध्ये एक शरीर, एक स्टील किंवा धातूचा आधार असतो, ज्यावर सर्व इलेक्ट्रॉनिक्स संलग्न केले जातील. त्यानंतर 80-90 किलो वजनाच्या व्यक्तीच्या वजनाखाली गाडी चालवण्यास सक्षम असण्याइतकी शक्ती असलेल्या दोन इलेक्ट्रिक मोटर्स आहेत. पुढे येतो मदरबोर्डप्रोसेसर आणि दोन सहाय्यक बोर्डांसह, ज्यावर जायरोस्कोपिक सेन्सर स्थित आहेत. आणि अर्थातच, एक बॅटरी आणि समान व्यास असलेली दोन चाके. होवरबोर्ड कसा बनवायचा? या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, आम्हाला हॉव्हरबोर्डचे विशिष्ट डिझाइन तपशील प्राप्त करणे आवश्यक आहे.
आम्हाला काय हवे आहे?
आपल्या स्वत: च्या हातांनी होव्हरबोर्ड कसा बनवायचा? तुम्हाला पहिली आणि मुख्य गोष्ट लागेल ती म्हणजे प्रौढ व्यक्तीचे वजन वाहून नेण्याची शक्ती असलेल्या दोन इलेक्ट्रिक मोटर्स. फॅक्टरी मॉडेल्सची सरासरी शक्ती 350 वॅट्स आहे, म्हणून आम्ही या शक्तीचे इंजिन शोधण्याचा प्रयत्न करू.
पुढे, अर्थातच, आपल्याला दोन समान चाके, अंदाजे 10-12 इंच शोधण्याची आवश्यकता आहे. अधिक असणे चांगले आहे, कारण आपल्याकडे भरपूर इलेक्ट्रॉनिक्स असतील. जेणेकरून क्रॉस-कंट्री क्षमता जास्त असेल आणि प्लॅटफॉर्म आणि जमिनीतील अंतर आवश्यक पातळीवर असेल.
दोन बॅटरी, लीड-ऍसिड, तुम्हाला किमान 4400 mAh ची रेट केलेली पॉवर आणि शक्यतो अधिक निवडण्याची आवश्यकता आहे. आम्ही करणार नाही म्हणून धातूची रचना, परंतु त्याचे वजन मूळ मिनी-सेगवे किंवा हॉव्हरबोर्डपेक्षा जास्त असेल.
उत्पादन आणि प्रक्रिया
शक्तिशाली असा हॉवरबोर्ड कसा बनवायचा आणि जेणेकरून तो सायकल चालवताना त्याचा समतोल राखू शकेल? प्रथम आपल्याला कोणत्या प्रकारचे वाहन लागेल याची योजना तयार करावी लागेल. आम्हाला मोठी चाके आणि उत्कृष्ट क्रॉस-कंट्री क्षमता असलेले बऱ्यापैकी शक्तिशाली वाहन बनवण्याची गरज आहे. वेगवेगळे रस्ते. सतत ड्रायव्हिंगचे किमान मूल्य 1-1.5 तास असावे. आम्ही अंदाजे 500 युरो खर्च करू. चला आमच्या हॉवरबोर्डसाठी वायरलेस कंट्रोल सिस्टम स्थापित करूया. आम्ही समस्या आणि त्रुटींसाठी वाचन डिव्हाइस स्थापित करू, सर्व माहिती SD कार्डवर जाईल.
होव्हरबोर्ड आकृती
वरील आकृतीमध्ये आपण सर्वकाही स्पष्टपणे पाहू शकता: इलेक्ट्रिक मोटर्स, बॅटरी इ. प्रथम आपल्याला अचूक मायक्रोकंट्रोलर निवडण्याची आवश्यकता आहे जो नियंत्रण करेल. मार्केटमधील सर्व Arduino मायक्रोकंट्रोलरपैकी, आम्ही UnoNano निवडू आणि ATmega 328 अतिरिक्त माहिती प्रक्रिया चिप म्हणून काम करेल.
पण होव्हरबोर्ड सुरक्षित कसा बनवायचा? आमच्याकडे मालिकेत दोन बॅटरी जोडल्या जातील, त्यामुळे आम्हाला आवश्यक व्होल्टेज मिळेल. इलेक्ट्रिक मोटर्ससाठी, दुहेरी ब्रिज सर्किट तंतोतंत आवश्यक आहे. एक तयार बटण स्थापित केले जाईल, जेव्हा दाबले जाईल, तेव्हा इंजिनला वीज पुरवठा केला जाईल. जेव्हा तुम्ही हे बटण दाबाल, तेव्हा मोटर्स आणि हॉव्हरबोर्ड स्वतःच बंद होतील. ड्रायव्हर स्वतःच्या आणि आमच्या वाहनाच्या सुरक्षित ड्रायव्हिंगसाठी हे आवश्यक आहे.
XBee सर्किटसह सीरियल कम्युनिकेशन वापरून Arduino मायक्रोकंट्रोलर सुमारे 38400 बॉडवर चालेल. आम्ही GY-521 मॉड्यूल्सवर आधारित दोन InvenSense MPU 6050 gyro सेन्सर वापरू. ते, यामधून, प्लॅटफॉर्मच्या स्थितीबद्दल माहिती वाचतील. हे सेन्सर्स मिनी सेगवे बनवण्यासाठी पुरेसे अचूक आहेत. हे सेन्सर दोन अतिरिक्त सहाय्यक बोर्डांवर असतील जे प्राथमिक प्रक्रिया करतील.
आम्ही I2C बस वापरू, ती पुरेशी आहे थ्रुपुट Arduino microcontroller सह द्रुतपणे संवाद साधण्यासाठी. ॲड्रेस 0x68 सह जायरोस्कोपिक सेन्सरमध्ये प्रत्येक 15 ms मध्ये एकदा माहिती अपडेट दर असतो. दुसरा ॲड्रेस सेन्सर 0x68 थेट मायक्रोकंट्रोलरवरून काम करतो. आमच्याकडे लोड स्विच देखील आहे; जेव्हा प्लॅटफॉर्म समतल स्थितीत असतो तेव्हा ते हॉव्हरबोर्डला बॅलन्स मोडमध्ये ठेवते. या मोडमध्ये, होव्हरबोर्ड जागेवर राहतो.
तीन लाकडी भाग ज्यावर आमची चाके आणि इलेक्ट्रिक मोटर्स असतील. स्टीयरिंग कॉलम सामान्य लाकडी स्टिकपासून बनविला गेला आहे आणि तो हॉव्हरबोर्डच्या पुढील बाजूस जोडला जाईल. येथे तुम्ही कोणतीही काठी, अगदी मॉप हँडल घेऊ शकता. बॅटरी आणि इतर सर्किट्स प्लॅटफॉर्मवर दबाव निर्माण करतील आणि अशा प्रकारे बॅलन्सिंग किंचित पुन्हा कॉन्फिगर केले जाईल हे तथ्य लक्षात घेणे आवश्यक आहे, तंतोतंत त्या भागात जेथे जास्त दबाव असेल.
प्लॅटफॉर्मच्या उजव्या आणि डाव्या बाजूला इंजिन समान रीतीने वितरित करणे आवश्यक आहे आणि बॅटरी एका विशेष बॉक्समध्ये जास्तीत जास्त मध्यभागी असावी. आम्ही स्टीयरिंग पोस्टला नेहमीच्या फेंटमध्ये जोडतो आणि स्टिकच्या शीर्षस्थानी तयार बटण संलग्न करतो. म्हणजे, जर काहीतरी चूक झाली आणि बटण दाबले तर, हॉव्हरबोर्ड बंद होईल. भविष्यात, हे बटण एका पायाच्या भागामध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकते किंवा प्लॅटफॉर्मच्या विशिष्ट झुकावानुसार समायोजित केले जाऊ शकते, परंतु आत्ता आम्ही हे करणार नाही.
सर्व तारांचे अंतर्गत सर्किट आणि सोल्डरिंग समान योजनेनुसार चालते. पुढे, या सारणीनुसार, आपल्याला मोटरसह ब्रिज सर्किट वापरून आपल्या मायक्रोकंट्रोलरला दोन जायरोस्कोपिक सेन्सर जोडणे आवश्यक आहे.
बॅलन्सिंग सेन्सर्स जमिनीच्या समांतर किंवा प्लॅटफॉर्मच्या बाजूने स्थापित केले पाहिजेत, परंतु उजवे आणि डावे वळण सेन्सर गायरोस्कोपिक सेन्सर्सला लंब स्थापित केले पाहिजेत.
सेन्सर कॉन्फिगर करत आहे
पुढे, आम्ही मायक्रोकंट्रोलर कॉन्फिगर करतो आणि स्त्रोत कोड डाउनलोड करतो. पुढे तुम्हाला जायरोस्कोपिक सेन्सर्स आणि रोटेशन सेन्सर्समधील योग्य संबंध तपासण्याची आवश्यकता आहे. हॉव्हरबोर्ड प्रोग्राम आणि कॉन्फिगर करण्यासाठी Arduino टर्मिनल प्रोग्राम वापरा. पीआयडी बॅलन्स कंट्रोलर कॉन्फिगर करणे आवश्यक आहे. वस्तुस्थिती अशी आहे की आपण भिन्न शक्ती आणि वैशिष्ट्यांसह इंजिन निवडू शकता, त्यांच्यासाठी ट्यूनिंग भिन्न असेल.
या प्रोग्राममध्ये अनेक पर्याय आहेत. पहिला सर्वात महत्वाचा पॅरामीटर Kp पॅरामीटर आहे, तो संतुलनासाठी जबाबदार आहे. प्रथम, हॉव्हरबोर्ड अस्थिर करण्यासाठी हा निर्देशक वाढवा आणि नंतर इच्छित पॅरामीटरवर निर्देशक कमी करा.
पुढील पॅरामीटर की पॅरामीटर आहे, ते हॉव्हरबोर्डच्या प्रवेगसाठी जबाबदार आहे. कलतेचा कोन जसजसा कमी होतो तसतसा उलटा क्रियेने वेग कमी होतो किंवा वाढतो. आणि शेवटचा पॅरामीटर Kd पॅरामीटर आहे, तो प्लॅटफॉर्मलाच एका लेव्हल पोझिशनवर परत करतो आणि इंजिनला होल्ड मोडमध्ये ठेवतो. या मोडमध्ये, होव्हरबोर्ड फक्त स्थिर राहतो.
पुढे, तुम्ही Arduino मायक्रोकंट्रोलरचे पॉवर बटण चालू करा आणि हॉव्हरबोर्ड स्टँडबाय मोडमध्ये जाईल. तुम्ही हॉव्हरबोर्डवरच उभे राहिल्यानंतर, तुम्ही पुश बटणावर तुमचे पाय ठेवून उभे राहता, त्यामुळे हॉव्हरबोर्ड “स्टेशनरी” मोडमध्ये जातो. बॅलन्सिंग सेन्सर चालू होतात आणि जेव्हा झुकाव कोन बदलतो तेव्हा होव्हरबोर्ड पुढे किंवा मागे सरकतो. कोणत्याही बिघाडाच्या बाबतीत, आपण स्वतः होव्हरबोर्ड सहजपणे दुरुस्त करू शकता.
सेगवे प्रमाणे समतोल राखणारा रोबोट तयार करण्यासाठी तुम्ही Arduino कसे वापरू शकता याबद्दल बोलूया.
इंग्रजीतून Segway. सेगवे हे इलेक्ट्रिक ड्राईव्हने सुसज्ज असलेले दुचाकी उभे असलेले वाहन आहे. त्यांना हॉव्हरबोर्ड किंवा इलेक्ट्रिक स्कूटर देखील म्हणतात.
सेगवे कसे कार्य करते याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का? या ट्युटोरियलमध्ये आम्ही तुम्हाला अर्डिनो रोबोट कसा बनवायचा ते दाखवण्याचा प्रयत्न करू जो सेगवेप्रमाणेच स्वतःला संतुलित ठेवतो.
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 ला 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 समायोजित 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 रोबोट पुढे आणि पुढे जातो. एक चांगला Kp यंत्रमानव थोडासा 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 Arduino 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
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. आपण इच्छित असल्यास आपण 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.
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 स्वत: "इलेक्ट्रिक स्कूटर" बनवू शकतो. शिवाय, डिव्हाइस फॅक्टरी मशीनवर उत्पादित केलेल्यापेक्षा वाईट कार्य करणार नाही.
आपल्या स्वत: च्या हातांनी सेगवे कसा बनवायचा?
आपण हॉव्हरबोर्डकडे बारकाईने पाहिल्यास, आपण त्यामध्ये एक साधी रचना पाहू शकता: ती फक्त स्वयंचलित संतुलन प्रणालीसह 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 दोन्ही यांत्रिक भाग आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि इतर उपकरणे 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 फिरणाऱ्या घटकांना दोन्ही दिशांनी कार्य करण्यास अनुमती 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 वापरून, तुम्हाला अशा भागाचे रेखाचित्र काढावे लागेल जे होव्हरबोर्डला तुमचे धड वाकवताना 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, केवळ यांत्रिक भाग बांधणे पुरेसे नाही. होव्हरबोर्डमध्ये इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण कमी महत्त्वाचे नाही, कारण ते युनिटचा एक अतिशय 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 साहाय्याने बेस बोर्डमधील कंट्रोल पल्स 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.
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 अशीच 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 रहस्य segway इलेक्ट्रो-मेकॅनिकल भागामध्ये इतके जास्त 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 बरेच जास्त आहे, सममितीय स्थितीत फूटरेस्टच्या खाली देखील स्थित आहे, जे हमी देते 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 आहेत. 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.
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 इन्सुलेटर 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 गेल्या. 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 अक्षावर 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.
