А ты построил собственного балансирующего робота?
- Цена: $9.50
В случае если уж ненужный ящик в праве на судьбу, то познавательная игрушка и эта милая и подавно. Она не требует громадных трудозатрат, освежает знания физики и математики, увеличивает чувство собственной важности конструктора, повышает его авторитет в глазах представителей противоположного пола и младшего поколения.
Прогресс в развитии микроэлектромеханических совокупностей (MEMS) стал причиной тому, что к началу 10-х годов XXI века акселерометры и гироскопы уменьшились до размера булавочной головки и стоят в розницу несколько долларов. Чем не преминули воспользоваться разнообразные гики, создавшие устройства с недостижимыми ранее чертями — висящие на одном месте как влитые квадрокоптеры, «ощущающие» собственный перемещение в пространстве игровые контроллеры, летящие совершенно верно в цель самодельные баллистические ракеты талантливые сохранять вертикальное положение транспортные средства типа Segway.
Последний в свое время прославился и породил армию почитателей, каковые возжелали выстроить если не его полный аналог, то хотя бы действующую модель.Вот и я, насмотревшись роликов на Youtube по запросу «балансирующий робот», в один прекрасный день сделал вывод, что также желаю повторить подобную конструкцию. Для этого были приобретены: — шасси для построения самодвижущихся роботов: акриловая пластина, два моторчика с червячными редукторами, надеваемые на оси редукторов колеса, сопутствующая мелочь и батарейный отсек; — модуль для Arduino с распаянным чипом MPU6050, воображающим из себя трехосевой гироскоп и трехосевой акселерометр; — коммутатор нагрузки типа «H-мост».
Мощность для мелких моторчиков очевидно избыточна, но пускай будет. Может в то время, когда нужно будет применить для привода замечательного шагового двигателя;Для ссылок отысканы подобные товары по минимальной цене у продавцов с хорошей репутацией.
Уникальные ссылки уже не актуальны.Уже имелись в наличии: — Arduino Nano были приобретены с запасом еще в те времена, в то время, когда вода была мокрее USB-UART преобразователи в них делались на FT232, а не на CH340; — лишний понижающий преобразователь также, как мне думается, имеется у любого любителя электронных поделок.Программная часть и мало теории.Метод балансирующего робота опирается на некое количество матана. Эти с акселерометра и гироскопа получаются по шине I2C, разделяются на компоненты и поступают на вход фильтра Калмана.
На выходе фильтра приобретаем информацию о положении в пространстве, усредненные и очищенные от шума. В нашем случае нас интересует угол лишь в одной плоскости. Текущее положение угла передается в PID-метод (пропорционально-интегрально-дифференциальный), что на основании текущего его динамики и угла наклона во времени принимает ответ о полярности и скважности сигналов на электромоторы управления положением.
Потому, что в нашем случае руководить направлением перемещения робота мы не планируем, сигналы на правый и левый электромотор подаются однообразные.Желающие досконально разобраться в математике процесса без неприятностей отыщут поиском в сети статьи о фильтре Калмана и PID-регулировании. В отечественном же случае будем пользоваться готовыми библиотеками в качестве «тёмных коробок», полностью надеясь на то, что авторы библиотек собственную работу сделали прекрасно.
В этом и содержится основная изюминка Arduno, за которую она любима нубами и ненавидима труъ-эмбеддерами: поделки возможно собирать из программных модулей как из кирпичей, по большому счету не догадываясь об их внутреннем функционировании.Код: drive.гугл.com/open?id=0ByfpVoSE6ehYem4tVG45MW5kZ3MВ скетче фактически моего кода не более 20%. Все другое честно скопировано из чужих работ.
Копирайты утрачены, но оригиналы неизменно возможно нагуглить применяя строки кода в качестве запросов.Аппаратная часть.Отрезаем нижнюю часть оргстекла, подогрев изгибаем ее на 90 градусов, и прикручиваем винтами иначе. Это будет полка для «приборного отсека» робота.Прикрепляем электромоторы к нижней части и припаиваем к ним провода.Крепим подходящими винтами коммутатор нагрузки и подключаем к нему электромоторы.Собираем на макетке управляющую часть.Паяем «систему питания».
Напряжений питания будет два: стабилизированные 5 вольт для питания логики и прямой выход с батареи для питания моторов.Собираем дружно.Приклеиваем компоненты на полке на двухсторонний скотч. Выглядит брутальненько, как и надеется настоящему роботу.Ну и самый волнующий вопрос: получило ли устройство? Да, получило фактически сходу:ВидеоКонечно, по сравнению со «взрослыми» устройствами (с энкодерами, бесколлекторными моторами, продвинутыми тщательным подбором и алгоритмами коэффициентов) устойчивость не радует, но для демонстрации возможностей сойдет.
