Hoverboard: thiết bị, nó bao gồm những gì, sơ đồ và thiết kế của một Segway mini. Cách làm Segway bằng chính đôi tay của bạn Segway bằng động cơ xăng bằng chính đôi tay của bạn

Bài viết này sẽ xem xét việc tạo ra một phương tiện tự cân bằng, hay đơn giản là “Segway”. Hầu như tất cả các vật liệu để sáng tạo của thiết bị này dễ dàng để có được.

Bản thân thiết bị là một nền tảng mà người lái xe đứng trên đó. Bằng cách nghiêng phần thân, hai động cơ điện được điều khiển thông qua một chuỗi mạch và bộ vi điều khiển chịu trách nhiệm cân bằng.

Nguyên vật liệu:

-Mô-đun điều khiển không dây XBee.
-Bộ vi điều khiển Arduino
- pin
-Cảm biến InvenSense MPU-6050 trên mô-đun “GY-521”,
-những khối gỗ
-cái nút
-hai bánh
và những thứ khác được chỉ ra trong bài viết và trong các bức ảnh.

Bước một: Xác định các đặc tính cần thiết và thiết kế hệ thống.

Khi tạo ra thiết bị này, tác giả đã cố gắng đảm bảo rằng nó phù hợp với các thông số sau:
- khả năng xuyên quốc gia và sức mạnh cần thiết để di chuyển tự do ngay cả trên sỏi
-pin có đủ dung lượng để đảm bảo thiết bị hoạt động liên tục ít nhất một giờ
-cung cấp khả năng điều khiển không dây, cũng như ghi dữ liệu về hoạt động của thiết bị trên thẻ SD để xác định và khắc phục sự cố.

Ngoài ra, điều mong muốn là chi phí tạo ra một thiết bị như vậy sẽ thấp hơn so với việc đặt mua một chiếc ván trượt địa hình nguyên bản.

Theo sơ đồ dưới đây, bạn có thể thấy mạch mạch điện tự cân bằng phương tiện giao thông.

Hình ảnh sau đây cho thấy hệ thống truyền động của ván trượt.

Sự lựa chọn vi điều khiển để điều khiển hệ thống Segway rất đa dạng, tác giả hệ thống Arduinođược ưa thích nhất do các loại giá của nó. Các bộ điều khiển như Arduino Uno, Arduino Nano đều phù hợp hoặc bạn có thể lấy ATmega 328 để sử dụng làm chip riêng.

Để cấp nguồn cho mạch điều khiển động cơ cầu kép, cần có điện áp nguồn 24 V; điện áp này có thể dễ dàng đạt được bằng cách nối nối tiếp ắc quy ô tô 12 V.

Hệ thống được thiết kế sao cho nguồn điện chỉ được cung cấp cho động cơ khi nhấn nút khởi động, vì vậy để dừng nhanh, bạn chỉ cần nhả nút ra. Trong trường hợp này, nền tảng Arduino phải hỗ trợ giao tiếp nối tiếp với cả mạch điều khiển động cơ cầu và mô-đun điều khiển không dây.

Nhờ cảm biến InvenSense MPU-6050 trên mô-đun “GY-521”, cảm biến này xử lý khả năng tăng tốc và mang các chức năng của con quay hồi chuyển, đo các thông số độ nghiêng. Cảm biến được đặt trên hai bảng mở rộng riêng biệt. Bus l2c hỗ trợ giao tiếp với vi điều khiển Arduino. Hơn nữa, cảm biến độ nghiêng có địa chỉ 0x68 đã được lập trình theo cách thăm dò cứ sau 20 ms và gây gián đoạn cho bộ vi điều khiển Arduino. Cảm biến còn lại có địa chỉ 0x69 và nó được kết nối trực tiếp với Arduino.

Khi người dùng đứng trên bệ xe tay ga, công tắc giới hạn tải sẽ được kích hoạt, kích hoạt chế độ thuật toán để cân bằng Segway.

Bước hai: Tạo phần thân của bảng treo và cài đặt các bộ phận chính.

Sau khi xác định được khái niệm cơ bản về sơ đồ hoạt động của ván trượt, tác giả bắt đầu trực tiếp lắp ráp phần thân của nó và lắp đặt các bộ phận chính. Nguyên liệu chính là bằng gỗ và quán bar. Cây nặng ít nên sẽ có tác động tích cực đến thời gian sạc pin, ngoài ra, gỗ dễ gia công và có tính chất cách điện. Từ những tấm bảng này, người ta tạo ra một chiếc hộp để lắp pin, động cơ và vi mạch. Điều này tạo ra một miếng gỗ hình chữ U để bắt vít các bánh xe và động cơ.

Sức mạnh của động cơ sẽ được truyền tới các bánh thông qua bộ truyền bánh răng. Khi đóng gói các bộ phận chính vào thân Segway, điều quan trọng là phải đảm bảo trọng lượng được phân bổ đều khi đưa Segway vào vị trí làm việc thẳng đứng. Vì vậy, nếu không tính đến sự phân bổ trọng lượng từ những cục pin nặng thì việc cân bằng thiết bị sẽ khó khăn.

Trong trường hợp này, tác giả đã đặt pin ở phía sau để bù lại trọng lượng của động cơ nằm ở chính giữa thân thiết bị. Các linh kiện điện tử của thiết bị được đặt ở vị trí giữa động cơ và pin. Để thử nghiệm tiếp theo, nút khởi động tạm thời cũng được gắn vào tay cầm Segway.

Bước 3: Sơ đồ điện.

Theo sơ đồ trên, tất cả các dây đã được lắp đặt trong thân Segway. Ngoài ra, theo bảng bên dưới, tất cả các chân của bộ vi điều khiển Arduino đều được kết nối với mạch điều khiển động cơ cầu cũng như với các cảm biến cân bằng.

Sơ đồ sau đây cho thấy cảm biến độ nghiêng được lắp đặt theo chiều ngang, trong khi cảm biến điều khiển được lắp đặt theo chiều dọc dọc theo trục Y.

Bước 4: Kiểm tra và cài đặt thiết bị.

Sau khi hoàn thành các giai đoạn trước, tác giả đã nhận được mô hình Segway để thử nghiệm.

Khi tiến hành thử nghiệm, điều quan trọng là phải tính đến các yếu tố như sự an toàn của khu vực thử nghiệm, cũng như các thiết bị bảo hộ dưới dạng tấm chắn bảo vệ và mũ bảo hiểm cho người lái xe.

Chúng ta sẽ cần gì? Để bắt đầu, hãy lấy bánh xe từ máy tập bụng. Hộp số 12 volt và 160 vòng/phút. Powerbank cho 15.000 milliamp giờ. Để có thể điều khiển xe, tức là rẽ phải hoặc trái, tăng tốc và giảm tốc độ, chúng tôi sẽ sử dụng các mô-đun mà chúng tôi đã sử dụng trong quá trình sản xuất máy cắt cỏ tự chế. Bằng cách này bạn có thể điều chỉnh tốc độ động cơ. Theo đó, 2 mô-đun, 2 động cơ, 2 sạc dự phòng.

Hai bộ làm việc riêng biệt. Giả sử chúng ta tăng tốc độ cho động cơ bên phải thì Segway sẽ rẽ trái. Điều tương tự, nhưng được nhân đôi khi rẽ phải. Nếu bạn thêm tốc độ cho hai động cơ cùng lúc, sản phẩm sẽ tăng tốc.

Đầu tiên, hãy cài đặt hộp số. Để làm điều này, hãy đặt nó ở giữa trên một tấm gỗ dán, vạch đường viền và dùng dao cắt để tạo một chỗ lõm. Tương tự như cách gắn hộp số ở phía bên trái, chúng ta thực hiện ở phía đối diện.

Bạn cần cắt ra một số thanh này và vặn chúng ở hai bên. Điều này là cần thiết để ván ép không bị chùng xuống.
Chúng tôi tháo các bánh xe và đặt chúng vào trục. Như bạn có thể thấy chúng khác nhau. Trước tiên bạn cần làm hai ống lót bằng gỗ. Chúng tôi sẽ sử dụng một cái tự chế máy tiện trên gỗ. Kết quả là hai khoảng trống bằng gỗ.

Chèn phôi. Khoan một lỗ và dán phôi nhựa epoxy. (Tác giả có sửa đổi ở cuối video, đọc bên dưới).

Bây giờ chúng ta sẽ làm vô lăng. Đối với điều này, chúng tôi sẽ sử dụng một mảnh ống cống. Chúng tôi đã nắm quyền điều khiển từ trình mô phỏng. Chúng tôi sẽ tạo các lỗ ở phần trên của ván ép và cố định đường ống và tay cầm. Tay lái của Segway phải hơi dốc, vì vậy chúng tôi đã tạo một lỗ trên ván ép ở độ dốc và cắt bớt ống nhựa.

Tất cả các mô-đun điều khiển sẽ được cài đặt trên vô lăng. Bạn cần căng 8 đoạn dây từ vô lăng đến hộp số. Để ngăn chúng nhô ra từ phía trên, trước tiên chúng ta tạo một lỗ xuyên qua đường ống và luồn dây vào.

Và bây giờ một lần nữa bạn cần dán mọi thứ bằng nhựa epoxy và đợi 24 giờ. Các bánh xe bị biến dạng, hóa ra epoxy không phải là vật liệu đáng tin cậy cho lắm. Tôi đã tháo rời các hộp số, tháo các trục và cắt ren trên chúng. Tôi cũng khoan lỗ trên các ống lót bằng gỗ. Tôi đã lắp các ống lót kim loại vào và bây giờ tất cả trông chắc chắn hơn nhiều. Các bánh xe cũng có thể được vặn rất chặt. Ống nhựa Nó có vẻ không hoàn toàn đáng tin cậy; một cán xẻng được nhét vào bên trong để tăng cường sức mạnh cho nó.

Chúng tôi đặt 2 mô-đun trong bảng điều khiển. Bạn cần khoan lỗ trên đường ống cho điện trở. Tất cả những gì còn lại là dán các nút bằng keo nóng. Định tuyến dây đến mô-đun, hộp số và sạc dự phòng. Vít vào các bánh xe.

Đối với những người sợ kết nối dây không chính xác, mọi thứ đều được mô tả chi tiết trên các mô-đun.

Segway cũng sẽ có đồng hồ tốc độ xe đạp. Phiên bản thử nghiệm của Segway tự chế đã sẵn sàng. Hãy kiểm tra nó.

Ngày nay, một nền tảng tự hành nhỏ có hai bánh, được gọi là Segway, do Dean Kamen phát minh, ngày càng trở nên phổ biến. Nhận thấy khó khăn mà người sử dụng xe lăn gặp phải khi leo lên vỉa hè, anh nhìn thấy cơ hội tạo ra một phương tiện có thể giúp mọi người di chuyển dễ dàng. Kamen thực hiện ý tưởng tạo ra một nền tảng tự cân bằng. Mẫu đầu tiên được thử nghiệm vào năm 2001 và đó là một chiếc xe có nút bấm trên tay cầm. Nó được thiết kế dành cho người khuyết tật và cho phép họ di chuyển độc lập ngay cả trên địa hình gồ ghề. Người mẫu mớiđược biết đến với cái tên “Segway RT” và đã cho phép lái bằng cách nghiêng cần sang trái hoặc phải. Năm 2004, nó bắt đầu được bán ở Châu Âu và Châu Á. Giá của những mẫu xe hiện đại tiên tiến nhất, chẳng hạn như Segway PTi2, là khoảng 5.000 USD. TRONG Gần đây Các công ty Trung Quốc và Nhật Bản tạo ra các thiết bị với nhiều sửa đổi và thiết kế sáng tạo. Một số thậm chí còn chế tạo những phương tiện tương tự chỉ có một bánh, nhưng hãy nhìn vào chiếc Segway cổ điển.

Segway bao gồm một bệ và hai bánh đặt ngang, được dẫn động bởi hai động cơ điện. Bản thân hệ thống được ổn định bằng một mạch điện tử phức tạp điều khiển động cơ, không chỉ tính đến độ nghiêng của người lái mà còn tính đến tình trạng của xe, cho phép xe luôn ở tư thế thẳng đứng, ổn định. Người lái xe đứng trên bệ sẽ kiểm soát tốc độ bằng cách di chuyển tay cầm về phía trước hoặc phía sau và khi nghiêng sang phải hoặc trái - hãy rẽ. Bảng điều khiển giám sát tín hiệu từ các cảm biến chuyển động và định hướng thích hợp (tương tự như các cảm biến cho phép điện thoại thông minh thay đổi hướng màn hình) để giúp bộ vi xử lý trên bo mạch định hướng chính xác nền tảng. Bí mật chính Segway không tập trung nhiều vào phần cơ điện mà ở phần mã có tính đến tính chất vật lý của chuyển động với độ chính xác toán học đáng kể trong xử lý dữ liệu và dự đoán hành vi.

Segway được trang bị hai động cơ điện không chổi than được chế tạo bằng hợp kim neodymium-sắt-boron, có khả năng phát triển công suất lên tới 2 kW nhờ pin lithium-polymer.

bộ phận Segway

Để tạo Segway, bạn cần hai động cơ bánh răng có bánh xe, pin, mạch điện tử, bệ và vô lăng.

Công suất động cơ của các mẫu rẻ tiền là khoảng 250W, cung cấp tốc độ lên tới 15 km/h, với mức tiêu thụ dòng điện tương đối thấp. Chúng không thể quay bánh xe trực tiếp vì tốc độ cao của những động cơ này không cho phép chúng đạt được lực kéo cần thiết. Tương tự như những gì xảy ra khi bạn sử dụng bánh răng của xe đạp: bằng cách tăng tỷ số truyền, bạn sẽ giảm tốc độ nhưng lại tăng lực tác dụng lên bàn đạp.

Nền tảng được đặt bên dưới trục động cơ. Pin có trọng lượng khá cao cũng được đặt dưới chỗ để chân ở vị trí đối xứng, đảm bảo rằng ngay cả khi không có người lái trên xe, Segway vẫn ở trạng thái ổn định. vị trí thẳng đứng. Ngoài ra, độ ổn định cơ học bên trong sẽ được hỗ trợ bởi bộ điều khiển độ ổn định điện tử, bộ phận này hoạt động hoàn toàn khi có mặt người lái. Sự hiện diện của một người trên bệ sẽ làm tăng trọng tâm lên trên trục bánh xe, khiến hệ thống không ổn định - điều này sẽ được bảng điện tử bù đắp.

Về nguyên tắc, bạn có thể tự mình làm điều đó bằng cách mua các thiết bị điện tử cần thiết trên một trang web của Trung Quốc (chúng đang được giảm giá). Tất cả các bộ phận được lắp đặt bằng vít và đai ốc (không phải vít). Đặc biệt chú ý Phải cẩn thận để đảm bảo độ căng dây xích thích hợp. Pin được cố định bằng kẹp hình chữ U có miếng đệm cao su nhỏ để đảm bảo áp suất cần thiết. Nên thêm Băng keo hai mặt giữa pin và bệ để không bị trượt. Bảng điều khiển phải được lắp vào giữa hai pin và được cố định bằng các miếng đệm đặc biệt.

Có thể có hoặc không có cần điều khiển - xét cho cùng, các mẫu xe Segway không có cần điều khiển (mini-Segways) hiện đang rất phổ biến. Nói chung là thứ đó thú vị và không đắt lắm, vì theo thông tin từ bạn bè thì đó là mua hàng Giá sỉở Trung Quốc nó chỉ có 100 đô la.

Nếu bạn nghĩ rằng không thể tự làm một chiếc ván trượt hoặc Segway mini tại nhà bằng chính đôi tay và sức lực của mình thì bạn đã nhầm to. Điều kỳ lạ là có rất nhiều video trên Internet nơi nhiều thợ thủ công tự chế tạo chiếc ván trượt. Đối với một số người, nó hóa ra rất tự chế, nhưng cũng có những người đã có thể thực sự đến gần hơn với chính công nghệ sáng tạo và tái tạo một thứ thực sự thú vị và chất lượng cao. Vì vậy, có thể làm một chiếc ván trượt bằng tay của chính bạn? Adrian Kundert, một kỹ sư và một người tốt, sẽ cho chúng tôi biết về điều này.

Một chiếc ván trượt là gì?

Làm thế nào để làm một chiếc ván trượt bằng tay của chính bạn? Để hiểu cách chế tạo một chiếc ván trượt tự chế, trước tiên bạn cần hiểu ván trượt là gì, nó bao gồm những gì và những gì cần thiết để tạo ra phương tiện di chuyển thú vị này. Hoverboard là phương tiện tự cân bằng, nguyên lý hoạt động dựa trên hệ thống cảm biến con quay hồi chuyển và công nghệ nội bộ duy trì sự cân bằng của nền tảng làm việc. Tức là khi chúng ta bật bảng treo thì hệ thống cân bằng cũng bật theo. Khi một người đứng trên ván trượt, vị trí của bệ bắt đầu thay đổi, thông tin này được đọc bằng cảm biến con quay hồi chuyển.

Những cảm biến này cảm nhận được bất kỳ sự thay đổi nào về vị trí so với bề mặt trái đất hoặc điểm mà lực hấp dẫn xuất hiện. Sau khi đọc, thông tin sẽ được gửi đến các bảng phụ, được đặt ở hai bên của bệ. Vì bản thân các cảm biến và động cơ điện hoạt động độc lập với nhau nên trong tương lai chúng ta sẽ cần hai động cơ điện. Từ các bo mạch phụ, thông tin ở dạng đã xử lý sẽ được chuyển đến bo mạch chủ bằng bộ vi xử lý. Ở đó, chương trình giữ thăng bằng đã được thực hiện với độ chính xác cần thiết.

Nghĩa là, nếu bệ nghiêng về phía trước khoảng một vài độ thì động cơ sẽ nhận được tín hiệu di chuyển theo hướng ngược lại và bệ được cân bằng. Việc nghiêng theo hướng khác cũng được thực hiện. Nếu bảng treo nghiêng ở mức độ lớn hơn, thì chương trình sẽ hiểu ngay rằng có lệnh di chuyển động cơ điện về phía trước hoặc phía sau. Nếu bảng treo nghiêng hơn 45 độ, động cơ và bảng treo sẽ tự tắt.

Bảng treo bao gồm một thân, một đế bằng thép hoặc kim loại, trên đó tất cả các thiết bị điện tử sẽ được gắn vào. Sau đó là hai động cơ điện có đủ công suất để có thể lái dưới trọng lượng của một người lên tới 80-90 kg. Tiếp theo đến bo mạch chủ với một bộ xử lý và hai bảng phụ, trên đó đặt các cảm biến con quay hồi chuyển. Và tất nhiên, một cục pin và hai bánh xe có cùng đường kính. Làm thế nào để làm một chiếc ván trượt? Để giải quyết vấn đề này, chúng ta sẽ cần có được một số chi tiết thiết kế nhất định của chính bảng treo.

Chúng ta cần gì?

Làm thế nào để làm một chiếc ván trượt bằng tay của chính bạn? Điều đầu tiên và quan trọng nhất bạn cần là hai động cơ điện có khả năng chịu được trọng lượng của một người lớn. Công suất trung bình của các mẫu xe xuất xưởng là 350 Watts, vì vậy chúng tôi sẽ cố gắng tìm ra những động cơ có công suất này.

Tiếp theo, tất nhiên, bạn cần tìm hai bánh xe giống hệt nhau, khoảng 10-12 inch. Sẽ tốt hơn nếu có nhiều hơn vì chúng ta sẽ có nhiều thiết bị điện tử. Nhờ đó khả năng việt dã cao hơn và khoảng cách giữa sân ga và mặt đất ở mức yêu cầu.

Hai pin, axit chì, bạn cần chọn công suất định mức ít nhất là 4400 mAh và tốt nhất là nhiều hơn. Vì chúng ta sẽ không làm cấu trúc kim loại, nhưng nó sẽ nặng hơn so với xe segway mini hoặc ván trượt ban đầu.

Sản xuất và quy trình

Làm thế nào để tạo ra một chiếc ván trượt mạnh mẽ và có thể giữ thăng bằng khi lái xe? Đầu tiên chúng ta cần lập kế hoạch về loại phương tiện chúng ta sẽ cần. Chúng ta cần tạo ra một chiếc xe khá mạnh mẽ với bánh xe lớn và khả năng cơ động cao trên các con đường khác nhau. Giá trị tối thiểu của việc lái xe liên tục phải là 1-1,5 giờ. Chúng tôi sẽ chi khoảng 500 euro. Chúng ta hãy đặt hệ thống không dâyđiều khiển bảng treo của chúng tôi. Chúng tôi sẽ cài đặt một thiết bị đọc các vấn đề và lỗi, mọi thông tin sẽ được chuyển vào thẻ SD.

Sơ đồ ván trượt

Trong sơ đồ trên bạn có thể thấy rõ mọi thứ: động cơ điện, pin, v.v. Trước tiên, bạn cần chọn chính xác bộ vi điều khiển sẽ thực hiện việc điều khiển. Trong số tất cả các bộ vi điều khiển Arduino trên thị trường, chúng tôi sẽ chọn UnoNano và ATmega 328 sẽ hoạt động như một chip xử lý thông tin bổ sung.

Nhưng làm thế nào để làm một chiếc ván trượt an toàn? Chúng ta sẽ có hai cục pin mắc nối tiếp nên sẽ có được điện áp cần thiết. Đối với động cơ điện, mạch cầu đôi chính xác là thứ cần thiết. Nút sẵn sàng sẽ được cài đặt, khi nhấn sẽ cấp nguồn cho động cơ. Khi bạn nhấn nút này, động cơ và bảng treo sẽ tắt. Điều này là cần thiết để người lái xe và phương tiện của chúng ta lái xe an toàn.

Bộ vi điều khiển Arduino sẽ chạy ở tốc độ khoảng 38400 baud, sử dụng giao tiếp nối tiếp với mạch XBee. Chúng tôi sẽ sử dụng hai cảm biến con quay hồi chuyển InvenSense MPU 6050 dựa trên mô-đun GY-521. Đến lượt họ, họ sẽ đọc thông tin về vị trí của nền tảng. Những cảm biến này đủ chính xác để tạo ra một chiếc Segway mini. Các cảm biến này sẽ được đặt trên hai bo mạch phụ bổ sung sẽ thực hiện quá trình xử lý chính.

Chúng tôi sẽ sử dụng bus I2C, nó có đủ thông lượngđể giao tiếp nhanh chóng với bộ vi điều khiển Arduino. Cảm biến con quay hồi chuyển có địa chỉ 0x68 có tốc độ cập nhật thông tin 15 ms một lần. Cảm biến địa chỉ thứ hai 0x68 hoạt động trực tiếp từ vi điều khiển. Chúng tôi cũng có một công tắc tải; nó đặt bảng treo ở chế độ cân bằng khi sàn ở vị trí cân bằng. Ở chế độ này, bảng treo vẫn giữ nguyên vị trí.

Ba bộ phận bằng gỗ, trên đó sẽ đặt bánh xe và động cơ điện của chúng tôi. Cột lái được làm từ một thanh gỗ thông thường và sẽ được gắn vào mặt trước của ván trượt. Ở đây bạn có thể lấy bất kỳ cây gậy nào, thậm chí cả cây lau nhà. Cần phải tính đến thực tế là pin và các mạch điện khác sẽ tạo ra áp suất lên bệ và do đó bộ cân bằng sẽ được cấu hình lại một chút, chính xác là ở phần sẽ có nhiều áp suất hơn.

Các động cơ cần được phân bố đều ở bên phải và bên trái của bệ, đồng thời pin phải được đặt tối đa ở giữa trong một hộp đặc biệt. Chúng ta gắn trụ lái vào các điểm nhử thông thường và gắn nút sẵn sàng vào đầu gậy. Nghĩa là, nếu có sự cố xảy ra và nút được nhấn, bảng treo sẽ tắt. Trong tương lai, nút này có thể được chuyển đổi thành phần chân hoặc điều chỉnh theo độ nghiêng nhất định của chính bệ, nhưng hiện tại chúng tôi sẽ không làm điều này.

Mạch bên trong và hàn tất cả các dây được thực hiện theo cùng một sơ đồ. Tiếp theo, chúng ta cần kết nối hai cảm biến con quay với bộ vi điều khiển của mình, sử dụng mạch cầu với động cơ, theo bảng này.

Các cảm biến cân bằng phải được lắp song song với mặt đất hoặc dọc theo sàn, nhưng các cảm biến rẽ phải và trái phải được lắp vuông góc với các cảm biến con quay hồi chuyển.

Cấu hình cảm biến

Tiếp theo, chúng ta cấu hình bộ vi điều khiển và tải mã nguồn xuống. Tiếp theo bạn cần kiểm tra mối quan hệ chính xác giữa cảm biến con quay hồi chuyển và cảm biến quay. Sử dụng chương trình Arduino Terminal để lập trình và cấu hình bảng treo. Cần phải cấu hình bộ điều khiển cân bằng PID. Thực tế là bạn có thể chọn động cơ có công suất và đặc tính khác nhau, việc điều chỉnh sẽ khác nhau đối với chúng.

Có một số tùy chọn trong chương trình này. Tham số quan trọng nhất đầu tiên là tham số Kp, nó có nhiệm vụ cân bằng. Đầu tiên, tăng chỉ báo này để làm cho bảng treo không ổn định, sau đó giảm chỉ báo xuống thông số mong muốn.

Tham số tiếp theo là tham số Ki, nó chịu trách nhiệm về khả năng tăng tốc của bảng treo. Khi góc nghiêng giảm, tốc độ sẽ giảm hoặc tăng khi tác động ngược lại. và tham số cuối cùng là tham số Kd, nó sẽ tự đưa sàn về vị trí cân bằng và đặt động cơ ở chế độ giữ. Ở chế độ này, bảng treo chỉ đứng yên.

Tiếp theo, bạn bật nút nguồn của vi điều khiển Arduino và bảng treo sẽ chuyển sang chế độ chờ. Sau khi đứng trên ván trượt, bạn đứng bằng chân trên nút ấn để ván trượt chuyển sang chế độ “đứng yên”. Cảm biến cân bằng bật và khi góc nghiêng thay đổi, bảng treo sẽ di chuyển về phía trước hoặc phía sau. Trong trường hợp có bất kỳ sự cố nào, bạn có thể dễ dàng tự sửa chữa bảng treo.

Có thể tạo một Segway bằng tay của chính bạn? Nó khó thế nào và cần những phần nào? Liệu nó có bộ máy tự chế thực hiện tất cả các chức năng giống như một sản phẩm do nhà máy sản xuất? Một loạt câu hỏi tương tự nảy sinh trong đầu người quyết định xây dựng nó bằng chính đôi tay của mình. Câu trả lời cho câu hỏi đầu tiên sẽ rất đơn giản và rõ ràng: bất kỳ ai có ít nhất một chút hiểu biết về điện tử, vật lý và cơ khí đều có thể tự chế tạo một chiếc “xe máy điện”. Hơn nữa, thiết bị sẽ hoạt động không thua kém gì thiết bị được sản xuất trên máy của nhà máy.

Làm thế nào để tạo một Segway bằng tay của chính bạn?

Nếu nhìn kỹ vào chiếc ván trượt, bạn có thể thấy cấu tạo khá đơn giản trong đó: nó chỉ là một chiếc xe tay ga được trang bị hệ thống cân bằng tự động. Có 2 bánh xe ở 2 bên sàn. Để thực hiện cân bằng hiệu quả, thiết kế Segway được trang bị hệ thống ổn định chỉ báo. Các xung phát ra từ cảm biến độ nghiêng được truyền đến bộ vi xử lý, từ đó tạo ra tín hiệu điện. Kết quả là, bảng treo di chuyển theo một hướng nhất định.

Để tạo Segway bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần các yếu tố sau:

• 2 bánh xe;
• 2 động cơ;
• vô lăng;
• khối nhôm;
• hỗ trợ ống thép hoặc nhôm;
• 2 pin axit chì;
• tấm nhôm;
• điện trở;
• phanh khẩn cấp;
• trục thép 1,2 cm;
• bảng mạch in;
• tụ điện;
• pin LiPo;
• Người điều khiển cổng;
• đèn LED;
• 3 x ATmtga168;
• Bộ điều chỉnh điện áp;
• ADXRS614;
• 8 Mosfet;
• hai lò xo;
• và ADXL203.

Trong số các mặt hàng được liệt kê có cả bộ phận cơ khí, linh kiện điện tử và các thiết bị khác.

Quy trình lắp ráp Segway

Lắp ráp một chiếc Segway bằng chính đôi tay của bạn không khó như thoạt nhìn. Nếu bạn có tất cả các thành phần cần thiết, quá trình này sẽ mất rất ít thời gian.

Bộ sưu tập các bộ phận cơ khí

1. Động cơ, bánh xe, bánh răng và pin có thể được mượn từ xe tay ga Trung Quốc và không gặp vấn đề gì khi tìm động cơ.
2. Bánh răng lớn nằm trên vô lăng nhận truyền động từ bánh răng nhỏ trên động cơ.
3. Bánh răng trên bánh xe (12 inch) là bánh quay tự do - điều này đòi hỏi một số sửa đổi để cho phép các bộ phận quay hoạt động theo cả hai hướng.
4. Một trục cố định, được cố định bằng ba khối nhôm (có thể được cố định bằng vít định vị 5mm), tạo thành chân đế của bệ.
5. Sử dụng chương trình SolidWorks, bạn cần vẽ bản vẽ của một bộ phận cho phép bảng treo di chuột quay sang các bên trong khi nghiêng thân mình. Sau đó, bộ phận phải được bật trên máy CNC. Máy đã sử dụng chương trình CAMBAM, chương trình này cũng được sử dụng để sản xuất hộp cho bộ phận phanh khẩn cấp.
6. Ghi đông được gắn vào một ống thép rỗng 2,5cm.
7. Để đảm bảo cột lái luôn nằm ở trung tâm và lực đẩy lùi mạnh hơn, bạn có thể sử dụng một cặp lò xo thép.
8. Vô lăng được trang bị nút khẩn cấp đặc biệt kết nối với rơle - điều này cho phép bạn giảm công suất động cơ.
9. Nguồn điện động cơ là pin 24 V.

Bộ sưu tập linh kiện điện tử

Để lắp ráp một chiếc Segway bằng tay của chính bạn, việc buộc chặt các bộ phận cơ khí là chưa đủ. Điều khiển điện tử không kém phần quan trọng trong một chiếc ván trượt, bởi nó là một bộ phận khá quan trọng của thiết bị.

1. Một bảng mạch in có chức năng tính toán thu thập thông tin từ các cảm biến - con quay hồi chuyển, gia tốc kế, chiết áp, sau đó đặt hướng quay.
2. Nếu không có bộ xử lý ATmtga168, xe tay ga sẽ không thể hoạt động bình thường. Kết nối với máy tính được thực hiện thông qua Bluetooth và RN-41.
3. Với sự trợ giúp của hai cầu H, các xung điều khiển từ bảng đế được chuyển đổi thành lực của động cơ. Mỗi cây cầu được trang bị ATmtga168, các bo mạch giao tiếp với nhau thông qua UART.
4. Tất cả các thiết bị điện tử đều được cấp nguồn bằng pin riêng.
5. Để nhanh chóng lấy pin, cũng như lập trình bảng đế và thay đổi các thông số của các vòng điều khiển, bạn cần làm một chiếc hộp nhỏ có các đầu nối, trang bị cho thân nó một chiết áp cắt tỉa ở trên, đồng thời trang bị cho nó những một công tắc nguồn điện tử.

Phần mềm segway

Làm thế nào để tạo một Segway bằng chính đôi tay của bạn để nó hoạt động chắc chắn? Đúng - cài đặt phần mềm(hoặc phần mềm). Dưới đây là các bước cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ này:

1. Phần mềm vi điều khiển bao gồm bộ lọc cho gia tốc kế và con quay hồi chuyển cũng như vòng điều khiển PD.
2. Bộ lọc Kalman và Complenatry sẽ thực hiện công việc một cách hoàn hảo.
3. Viết ứng dụng bằng ngôn ngữ lập trình Java - điều này sẽ cho phép bạn xem mức sạc pin, tất cả các thông số điều khiển và chỉ số cảm biến.

Có lẽ đó là tất cả những gì cần thiết đối với một người quyết định tự mình tạo ra một chiếc Segway. Hiểu chủ đề và quy trình cũng như các thành phần cần thiết sẽ cho phép bạn chế tạo một chiếc ván trượt tuyệt vời tại nhà.