Samo-balansujący pojazd to takie urządzenie – na jednym, albo dwóch kołach, które samo utrzymuje równowagę. Kierujący przechylając się na pojeździe przesuwa punkt równowagi tak, że urządzenie, by się nie przewrócić musi jechać w kierunku przechylenia. W ten sposób powstały proste pojazdy wyręczające nas w chodzeniu.
Lauszus z bloga TKJ Electronics postanowił zrobić taki pojazd. Wykorzystał do tego 2 silniki elektryczne z przekładnią, sterowniki MOSFET, Arduino Pro Mini oraz czujnik położenia (żyroskop + akcelerometr).
Zdjęcie pochodzi z bloga TKJ Elekctronics
Zasada działania jest prosta. Czujniki położenia obliczają kąt pod jakim przechylone jest jest urządzenie. Arduino stara się ustawić taką moc silników by ten kąt się nie zwiększał i urządzenie się nie przewracało.
Algorytmy wykorzystywane do takiego działania to:
- Filtr Kalmana – odfiltrowuje szumy z czujników położenia starając się wyłuskać z nich prawdziwy stabilny kąt przechyłu. Bez względu na wibracje spowodowane nierównościami na drodze.
- Regulator PID – to dynamiczny algorytm dobierający moc silników do przechylenia ciała, tak by była odpowiednia przy jeździe na równej drodze, jak i pod górkę.
Matematyczne podstawy regulatora PID zostały opisane na naszym blogu Starter-Kit.
Do strojenia algorytmów Lauszus podłączył do Arduino moduł Bluetooth. Dzięki niemu pojazd komunikuje się z telefonem na Androidzie, gdzie odpowiednia aplikacja wyświetla jego parametry.
Tak urządzenie prezentuje się podczas jazdy:
- Strona projektu samobalansującego się pojazdu na stronie TKJ Electronics
- Płytki Arduino w sklepie Nettigo
- Płytki czujników położenia w sklepie Nettigo
- Opis regulatora PID na blogu Starter-Kit
sprae