前段時間,我看到有人DIY了一隻平衡滑板,覺得自己也可以做一個類似的平衡平臺來測試一下技術。所以我專門去購買了兒童踏板車的一些後端部件(裡面有馬達和驅動輪),還有XenonJohn建議的電子元件。
滑板車地址:
我們可以用和平衡滑板相同的方法在平衡元件上搭一塊站立臺板,但輪子要分得更開,臺板還要旋轉90度。
兒童踏板車的後端部件非常小,但速度夠快,易於測試。
另外,注意不要有太大的衝撞!比如我們就只少了腿上幾塊皮,還在牆上戳了個小洞洞。
1.1 先展示一些小細節現在,我們成功買到了兒童踏板車一些後端部件(馬達和驅動輪)和XenonJohn推薦的的電子元件,還弄到了一些三夾板、平面金屬板和鋼管。
我們將所有東西焊在一起,做出一塊可供站立的區域,還有前方凸出的握把。馬達要用螺絲釘固定在兩側,電路則固定在前面。再把電池式手電筒拆成兩半,裝到一隻馬達上面當做電池盒用,這樣電工們就得換個新的手電筒了。
我們又找了一塊舊的膠合板製作站立臺板,現在它看上去稍微有點踏板車的雛形了。
我顛來倒去幾次,終於搞對了馬達的極性。過程儘管艱難,但馬達第一次跑起來效果就很不錯。馬達的額定電壓是24V,我們用的電池只有18V,所以需要調整一下力矩和功率值,調整之後效果顯著,馬達跑得很好。
1.2 元件這次DIY,你需要用到以下元件(網購是你的好朋友):
○ Arduino UNO——看看手邊有沒有,沒有可以網購○ Sabertooth 2x52馬達控制器○ 5自由度的加速度計○ 2只從兒童踏板車上拆下來的後端部件,或者分別購買馬達和驅動輪○ 電池——密封鉛酸電池物美價廉,動力鑽也可以買得很便宜。如果鋰電池是你的菜,鋰電池也不錯。○ 用於加速度計的遮蔽多芯電纜,用於馬達的大功率電纜○ 安全操作開關○ 控制轉彎的撥動開關○ 調整平衡位置的撥動開關○ Arduino直流介面○ 匹配Arduino的DIL管腳○ 雙面膠○ 螺絲釘 1.3 工具除了正常工具之外,最好請有焊接機的人幫你焊接固定框。
需要用到的其他工具:
● 鑽子和鑽頭● 烙鐵和焊錫● 剪線鉗和剝皮鉗● 熱縮材料和熱氣槍 1.4 固定框和馬達為了製作固定框,我們在每一側都用了幾塊三夾板、兩片金屬盤,把踏板車的馬達部件固定住。
切割兩塊三夾板,寬度適合雙腳踩踏就行。
再在金屬板上鑽幾個洞,好匹配踏板車驅動輪部件上的螺栓孔,再把金屬盤焊接到三夾板搭建的臺板上面。
我們還在前端裝了一根立杆,在立杆上焊了T型把手,方便雙手握把。又在直立的把手和第二塊三夾板上之間加了一塊三角板加強固定。
現在可以把輪子擰上去了。
1.5 電路你可以看到,這兒並沒有很多電子元件,只有Arduino、IMU(慣性測量單元)、馬達驅動和一堆開關。
開關和IMU的接線都必須是遮蔽線,除非IMU非常靠近Arduino。IMU應該儘量裝在臺板的中央或前面,比如我們就把IMU固定在了前端的盒子裡。
從圖中你可以看到,我們其實把所有東西都固定在了那個盒子裡,騎踏板車的時候只能操作切斷開關,左右駕駛和傾斜控制。
另外,電池被安裝在了馬達的頂部。
1.6 程式碼程式碼和XenonJohns寫的基本上一樣,只是額外調整了功率值和力矩值,因為我們在用18V的電池跑24V的馬達。
在程式碼的開始處,我們定義了2個負責調節功率和力矩的變數。
下載連結:
2 改進版自平衡踏板車(2.0版本)在製作了第一版自平衡踏板車作為測試平臺之後,我們覺得它還挺酷的,所以決定再製作一版。
這次我們需要新增一些小特色:
1.2只14.4V的鋰電池 2.馬達和車輪元件的固定框 3.高度可調節的把手 4.效能優異的CNC(電腦數控)平臺 5.花紋鋼板
所以,這一版的製作材料基本和上一版的踏板車完全相同。
2.1 建造細節首先,我們對第一個裝置中存在的爭論點進行了討論,在這個版本中達成了一致。
最大的問題是兒童踏板車的後端部件是廉價的壓盤,超重時會彎曲變形。所以我們用鐳射切割了一塊金屬盤來代替固定框固定馬達和輪子。固定框用25mm的鋼管制成,還進行了增強,好讓它支撐更多重量。
前把手做成了高度可調節的,這樣小矮個也可以騎了。
由於市面上沒有比較便宜的、用我們現在用的這種電池的手電筒,只好自己做了個電池盒。
然後加上了花紋鋼板,看起來更專業一點。
2.2 元件除了電池之外,其他的元件都和上一版相同。
你需要用到:
● Arduino UNO——看看手邊有沒有,沒有可以網購● Sabertooth 2x52馬達控制器● 5自由度的加速度計● 2個從兒童踏板車上拆下來的後端部件,或者分別購買馬達和輪子● 電池——密封鉛酸電池物美價廉,動力鑽也可以買得很便宜。如果鋰電池是你的菜,鋰電池也不錯。● 用於加速度計的遮蔽多芯電纜,用於馬達的大功率電纜● 安全操作開關● 控制轉彎的撥動開關● 調整平衡位置的撥動開關● Arduino直流介面● 匹配Arduino的DIL管腳● 雙面膠● 螺絲釘2.3 工具除了正常工具之外,最好請有焊接機的人幫你焊接固定框。
需要用到的其他工具:
● 鑽子和鑽頭● 烙鐵和焊錫● 剪線鉗和剝皮鉗● 熱縮材料和熱氣槍 2.4 固定框和馬達固定框做得非常牢固。我們為“輪子+馬達”的元件使用了25mm的RHS方管和鐳射切割的金屬盤,所以它不會再像上一個固定框那樣扭曲了。
前把手做成可調節式,我們還在頂部加了漂亮的握把。
2.5 電路就像你在電路圖中看到的那樣,這次的電路非常簡單,和我們製作的前一個版本完全一樣。
開關和IMU的接線都必須是遮蔽線,除非IMU非常靠近Arduino。IMU應該儘量裝在臺板的中央或前面,比如我們就把IMU固定在了前端的盒子裡。
從圖中你可以看到,我們其實把所有東西都固定在了那個盒子裡,騎踏板車的時候只能操作切斷開關,左右駕駛和傾斜控制。
另外,電池被安裝在了馬達的頂部。
2.6 程式碼程式碼和XenonJohns(這個DIYer的主頁地址:)的程式碼基本相同,不過額外調整了一些功率值和力矩值。
下載連結:
在程式碼的開始處,我們定義了2個負責調節功率和力矩的變數。