מאמר זה יבחן יצירת רכב המאזן את עצמו או פשוט סגווי. כמעט כל החומרים ליצירת מכשיר זה נגישים בקלות.
המכשיר עצמו הוא פלטפורמה שעליה עומד הנהג. על ידי הטיית הגוף, שני מנועים חשמליים נשלטים דרך שרשרת מעגלים ובקרי מיקרו האחראים על איזון.
חומרים:
- מודול בקרה אלחוטי XBee.
בקר מיקרו ארדואינו
-טלטלות
חיישן InvenSense MPU-6050 במודול “GY-521”,
סורגים
-כפתור
שני גלגלים
וכן הלאה, המצוין במאמר ובתצלומים.
שלב ראשון: קבע את המאפיינים הנדרשים ותכנן את המערכת.
בעת יצירת מכשיר זה, המחבר ניסה להשתלב בפרמטרים כמו:
יכולת מעבר וכוח הנחוצים לתנועה חופשית גם על חצץ
- סוללות בעלות קיבולת מספקת בכדי לספק לפחות שעה של הפעלה רציפה של המכשיר
לספק אפשרות של שליטה אלחוטית וכן רישום נתונים על פעולת המכשיר בכרטיס SD לזיהוי ופתרון בעיות.
בנוסף, רצוי כי עלות יצירת מכשיר כזה תהיה פחותה מהזמנת רחף מקורי מחוץ לכביש.
על פי התרשים להלן, תוכלו לראות את דיאגרמת המעגל של הרכב המאזן את עצמו.
התמונה הבאה מציגה את מערכת ההפעלה של כונן הגירוסקופ.
הבחירה במיקרו-בקרה לשליטה במערכות סגווי היא מגוונת, מחברת מערכת ארדואינו היא המועדפת ביותר בגלל קטגוריות המחירים שלה. בקרים כאלה כמו Arduino Uno, Arduino Nano מתאימים או שתוכלו לקחת את ATmega 328 לשימוש כשבב נפרד.
כדי להניע את מעגל הבקרה של מנוע הגשר הכפול, יש צורך במתח אספקת 24 וולט, מתח זה מושג בקלות על ידי חיבור סוללות לרכב 12 וולט בסדרה.
המערכת מתוכננת כך שהספק יסופק למנועים רק בזמן לחיצה על כפתור ההתחלה, כך לעצירה מהירה פשוט שחררו. במקביל, על פלטפורמת הארדואינו לתמוך בתקשורת טורית הן עם מעגל בקרת הגשר של המנועים והן עם מודול הבקרה האלחוטי.
בשל חיישן InvenSense MPU-6050 במודול “GY-521”, המעבד תאוצה ונושא את הפונקציות של גירוסקופ, נמדדים פרמטרי ההטיה.החיישן ממוקם בשני כרטיסי הרחבה נפרדים. אוטובוס l2c מתקשר עם בקר המיקרו של Arduino. יתר על כן, חיישן ההטיה עם הכתובת 0x68 תוכנן בצורה כזו שתשאול כל 20 מ"ס ויספק הפרעה למיקרו-בקר של Arduino. חיישן אחר יש את הכתובת 0x69 והוא נמשך ישירות לארדואינו.
כאשר המשתמש נכנס לפלטפורמה של הקלנועית, מתג הגבלת העומס מופעל, שמפעיל את מצב האלגוריתם לאיזון סגווי.
שלב שני: צור גוף קלנועית גוף והתקן את האלמנטים הבסיסיים.
לאחר קביעת התפיסה הבסיסית של תוכנית הפעולה של קטנוע הג'יירו, המחבר המשיך להרכבה הישירה של גופו והתקנת החלקים העיקריים. החומר העיקרי היה לוחות עץ וסורגים. העץ שוקל מעט, מה שישפיע לטובה על משך טעינת הסוללה, בנוסף, העץ מעובד בקלות והוא מבודד. מלוחות אלה נוצרה קופסה בה יותקנו סוללות, מנועים ומיקרו מעגלים. כך, הושג חלק מעץ בצורת U, עליו מותקנים גלגלים ומנועים עקב ברגים.
העברת כוח המנוע לגלגלים תעבור על העברת הילוכים. כשמניחים את המרכיבים העיקריים בדיור סגווי, חשוב מאוד לוודא שהמשקל מופץ באופן שווה כאשר הסגווי מובא למצב אנכי עובד. לכן, אם לא לוקחים בחשבון את חלוקת המשקל מסוללות כבדות, אז עבודת איזון המכשיר תהיה קשה.
במקרה זה, הכותב הניח את הסוללות בחלק האחורי, כדי לפצות על משקל המנוע, שנמצא במרכז המכשיר. אלקטרוני התקני רכיב הונחו בין המנוע לסוללות. לבדיקה שלאחר מכן, צורף גם כפתור התחלה זמני על ידית Segway.
שלב שלישי: המעגל החשמלי.
על פי התרשים לעיל, כל החוטים בדיור סגווי יושמו. כמו כן, בהתאם לטבלה שלהלן, כל יציאותיו של בקר המיקרו Arduino חוברו למעגל בקרת הגשר של המנוע, כמו גם לחיישני האיזון.
התרשים הבא מציג חיישן הטיה המותקן אופקית, ואילו חיישן הבקרה הותקן אנכית לאורך ציר ה- Y.
שלב רביעי: בדוק והגדר את ההתקן.
לאחר השלבים הקודמים, הסופר קיבל המודל סגווי לבדיקה.
כאשר מבצעים בדיקות, חשוב לקחת בחשבון גורמים כמו בטיחות אזור הבדיקה, כמו גם ציוד מגן בצורת מגני מגן וקסדה לנהג.
הכותב החליט להתחיל לבדוק את סגווי על ידי הורדת הקוד למיקרו ובדיקת הקשר שלו עם מעגלי בקרה וחיישנים.
תוכנה:
מסוף ארדואינו נראה נהדר בבדיקת יכולת העבודה של הקוד, כמו גם פתרון בעיות אפשרי לביצוע הבאגים הבאים שלהם. חשוב להתאים נכון את הרווח של בקר ה- PID, אשר יהיה תלוי בפרמטרים של המנוע המשומש.
לאחר כיוון הווסת, הספק מועבר לבקר והחיישנים נכנסים למצב המתנה. ואז נלחץ על כפתור ההתחלה והמנועים מופעלים. על ידי הטיית סגווי, הנהג שולט בתנועה עקב עבודת אלגוריתם האיזון.
הסרטון שלהלן מראה את פעולת התקן הרחיפה שהורכב: