Lätt bygga själv balansera elektriska skateboard
Vad är det?
Twin hjul skateboard som fungerar som en Segway. Electric skateboards finns redan med motordriven bakhjulen. Planen här var att bygga något som en Segway, men i form av en skateboard. Det vet vilken väg är "upp" via en kombination av gyroskopet och och accelerationsmätare sensorer, med ett kompletterande (inte gratis) filter som läser och kombinerar data från båda 100 gånger per sekund. Styrning av en enkel vippknappens i hand controller (eller en rewired Wii Nunchuck som i bilder om du är mer ambitiös).
Övre bilden är ursprungliga budget version med två lead-acid batterier och fasta hjul. Nedre bilden är 2013 inte-så-lätt-bygga version, med luftfyllda däck och framsteg LiFePO4 batterier bara för att se hur långt jag kunde driva detta helhetskoncept. Mer på den ny är här: https://sites.google.com/site/onewheeledselfbalancing/Home/18-2013superskate
Obs: Alla mina själv balansera projekt dokumenteras nu på min Youtube-kanal här: Klicka
UPPDATERA när det gäller IMUS och kod (December 2014):
Detta Instructable är lite gamla nu och IMU används är inte längre tillgänglig. Därför har jag tagit bort de sidor som beskriver IMU ledningarna och koden eftersom det är förvirrande människor.
Om du använder en digital Sparkfun 6dof IMU (som är mycket mer lättillgänglig) sedan anvisningar om hur du använder detta med en Arduino, för att styra en självbalanserande skateboard, med kod, sedan titta på denna nya Instructable till mig här:
Det finns också en skoter som jag har gjort inspirerad av 1970-talet Raleigh Chopper med uppdaterade (December 2014) program som använder den samma lätt tillgängliga digitala IMU från Sparkfun: Raleigh helikopter inspirerat självbalanserande scooter.
Om du vill bygga en stor enhjuling kolla här en jag byggt med två vänner för 2014 Hackaday konkurrens, kallas MediCycle: http://hackaday.io/project/1156-Medicycle---Urban-...
Kan jag köpa färdigt byggd?
Tja, ser ut som om du nu kan. Den tyska S-Walker ser märkligt bekant!
http://www.s-Walker.com/index.php/de/Products/Board
Det finns också "En-hjul" enda hjulförsedda skateboard senaste Kickstarter projekt: Ett hjul
För en bra elektrisk enhjuling kan du köpa kolla detta under de senaste ryska en (ca US$ 1000): ryska elektriska Monocycle
Hur stannar det nivå?
Det styr hjulet motorerna så hjulen alltid bo under ditt centrum av balans, som balanserar en kvast på fingertoppen. Detta kallas ett "PID" system och används för alla typer av kontroll situationer. Tänk på 363 fot hög Apollo raketer används i moon-landningarna...
Fråga: Hur kommer de inte bara faller över när de tog? De tog otroligt långsamt för de första sekunderna, tailfins skulle ha någon effekt, betydligt långsammare än Shuttle lanserar. Titta på denna video - det tar en full 10 sekunder bara för att få till 100m och rensar lanseringen tornet:
http://www.youtube.com/watch?v=_PEGi3k6yNQ
A: de hade motorer monterad på snurra fästen hydrauliskt kontrolleras genom ett system för PID (massor av analog elektronik jag tror inblandade också). Första skede planerade vägledning system misslyckanden hastighet var ca. 1 i 256 som ansågs vara en acceptabel risk (!)
Bakgrund:
2008 såg jag en YouTube-video av Ben Smithers av hans en hjul själv balansera skateboard Susa runt en parkeringsplats i Norwich Storbritannien. http://www.robosys.co.uk/ Video: http://www.youtube.com/watch?v=HGbbag9dklU
Det visar sig var han en Lotus bilar kontroller system ingenjör - vilket är logiskt.
Se även Trevor Blackwell "
Under tiden jag ville lära mig microcontroller programmering och helt underskatta uppgiften, trodde detta skulle vara ett väldigt roligt sätt att göra detta. Fördelen med två motorcyklister är att de mer lätt vända och vända och balansera även vid stillastående - vilket är kul. Jag (för att) föredrar skateboards till segway kloner som du bara hoppa av om det går fel utan trassel i styret.
Varför en Instructable?
Att ha lärt sig lärdomar svårt som jag trodde det skulle vara värt omkonstruktion projekt runt en Arduino mikrokontroller, sedan se hur billig och lätt-Bygg jag möjligen kunde göra det. Något sådant är inte för nybörjare Arduino, inte heller är det så "lätt" men detta är ungefär lika lätt som en självbalanserande maskin realistiskt någonsin kommer att få.
Färdigheter:
Projekt som detta lämpar sig för byggs som ett team. Några exempel nedan byggdes som college projekt. Det finns
i) vissa elektronik (inte göra kretskort, bara elkablar och lödning) till master,
II) vissa mekaniska tillverkning; Denna version är utformad att kräver ingen svetsning, bara muttrar och några träslöjd. / Kedjehjul/axlar/Hjullager kommer som en enhet (elektrisk skoter bakhjulet församlingar).
III) några programplanering. program (Arduino skisser) du behöver, inklusive att hjälpa till med avlusning, bifogas (P43 - 47).
Det finns; IMU testare, motoriska tester, saldon-ingenting-else, rocker switch styrde och potentiometer styr kodexempel.
Hur mycket kostar det?
Jag insåg när kostar dem upp att kostnaden för en självbalanserande robot skulle bara vara lite lägre än för en tur på maskinen, därför gick jag till en åkbar maskin! För mig var kostnaden omkring $300 motsvarande PLUS oavsett batterier du väljer att använda. Jag rekommenderar start med bly-syra batterier därefter göra förbättringar senare när du har en fungerande maskin.
Varför göra det?
i) för utmaningen av att göra något originellt. Segway skateboards ha uppfunnits i princip men det finns stort utrymme för förbättringar.
II) att göra något som är praktiska och intuitiv att rida är en utmaning både elektronik och programvara och tillverkning/förpackning. Allt kan inte göras på en dator. Du måste så småningom faktiskt bygga något sedan stegvis förbättra det. Trots myten om "Eureka" ögonblick är sanningen att detta är hur de flesta innovationer kommer omkring, genom långsam inkrementell utveckling och hårt arbete. Edison uppfann inte glödlampa. Han utvecklade den första praktiska glödlampan.
III) för att utbilda dig själv, kan du bli en expert, det finns inga läroböcker så du verkligen pressar in i okändan med varje maskin du gör världen. Några saker som en enskild hobby kan du verkligen göra detta.
IV) dessa maskiner är verkligen roligt att rida!
Detta instructable:
Det finns ett stort antal sidor i detta. Detta är avsiktligt, om du menar allvar om att bygga en måste du varje steg dokumenteras.
Ytterligare information:
Jag har dokumenterat alla mina maskiner både bra och dåliga på en annan hemsida här:
http://sites.Google.com/site/onewheeledselfbalancing/
Kan jag göra det som en beginnner?
Tillverkning har hållits medvetet verkligen enkelt.
Lödning mellan sensorer och arduino ombord måste vara god kvalitet!
Om du är ny till Arduino skulle jag rekommendera att köpa en Arduino startpaket. Dessa kommer med några tillhörande sensorer etc. och en uppsättning av ca 12 tutorials. Arbeta igenom dem alla (ca 2 dagar arbete) och läsa en bok för nybörjare till Arduino. Då blir du redo.
Kan jag bygga en SegwayTM klon?
Ja. Australiska SciTech gruppen har byggt en mycket låg kostnad maskin med en version av Arduino koden från detta Instructable:
Här också är Thatch No-Way Segway med min kod nästan oförändrad: http://www.youtube.com/watch?v=R4ax3N0UW38 och mer nyligen Schakalen: Jackal
Har någon annan byggt en?
Medeltiden för närvarande varierar från 12 år till 81 år.
Detta Instructable är över ett år gammal nu, så ja verkligen, människor har. Här är några jag känner till:
1) skateboard: http://www.youtube.com/watch?v=kSW7YXLCjqk
2) skateboard: http://www.youtube.com/watch?v=u-uUidBZEnM
3) i Velociryder: http://www.youtube.com/watch?v=xvfUIxusPZw&feature=player_embedded
4) stora ombord video - Buffalo State College senior project: http://www.youtube.com/watch?v=FEaTxahyQxc
5) en annan ombord utifrån detta Instructable: http://www.youtube.com/watch?v=vhbH_AmIKZA&feature=related
6) A ombord baserat på gamla första robotics delar + kod från detta instructable (första robotics startades av Dean Kamen som också uppfann Segway, för att uppmuntra ungdomar att få intresserade av att iscensätta): http://www.youtube.com/watch?v=Vh9LpNQ_S0k&feature=related
7) kolfiber racing bilbarnstol med 2 - SciChair: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=HtivH7INpZ4
8) Careys självbalanserande plattform, bra video: http://www.youtube.com/watch?v=ngMJcxeB7og
9) riktigt cool video (på clifftop väg vid havet): Skate auto-balancé http://www.youtube.com/watch?
10) styrelsens KSLURP från Malaysia: http://www.youtube.com/watch?v=x3O2NkjJOlg
11) den MIT Seboard, videoklipp: http://www.youtube.com/watch?v=zZQb-w_wyhM
12) SITWAY sit-on maskinen av 81 år gammal gentleman ovan, med video:
13) här har ingenting att göra med mig men är sådant riktigt cool inspirerande projekt jag inkludera det här, TILTER skateboard, med ett fjädringssystem och nav motorer: http://www.youtube.com/watch?v=WsYukdSO64A&feature=player_embedded
14) ny en hjuling från team kosmos med lite teknisk information och video här: http://teamcosmos.com/skateone/index.shtml
Potentiella områden för förbättring
Det skulle vara häftigt om folk tog denna design och förbättrat den.
Det enda sättet jag kan tänka mig ytterligare förbättringar när det gäller viktminskning och kompakthet på min 2013 design med framsteg celler och däck skulle vara följande:
en) gör ram från svetsade legering.
b) billig scooter motorerna är ganska tung så användning lika kraftfull men lättare, mindre strid robot motorer.
c) för att minska längden och göra ännu mer kompakt, säger mech eng student, någon, skulle kunna utforma en snygg hub motor för varje hjul med epicyclic reduktionsväxlar.
OBS:
Du bygga dessa på egen risk. Om lutas de kommer att accelerera för att korrigera tilt. Om du inte är på bordet, innebär detta att det kan flyga över ett rum eller i ditt huvud. Det är därför du måste ha en akut hand växel som klipper strömmen om du släpper den. Om det utvecklar ett fel som den inte har flera redundanta system som en riktig segway, sannolikt du kommer att ramla av! Koden är inte garanteras mot eventuella fel. Om du inte tror mig här är en video av Clint Rutkas utveckla en liknande maskin, stansade även den med några hål det i väggarna i hans lägenhet! http://Vimeo.com/2013773
Ha det så kul. Behandla det som ett äventyr. När du får det för att balansera finns det många sätt att förbättra den.
John