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Segway clone 2020年バージョン

 

※今年プログラム変更状態。安定しています。私は体重70kg。動画の最後は手放しで自立しています。自撮りでしたのであまり良くわからないかもしれません。

※昨年の不安定状態。65kg以下の血の気の多い高校生しか乗れなかった。

 2019年1月から作り半年かけて一様動くようにし、8月にMakerFaireTokyo2019に持っていった。しかしながら65Kg以上の体重だとどうも走行は難しく、不安定であった。

 その後プログラムを改善しスプロケットの歯数を55にしギヤ比を変更(モータの軸についているギヤが11歯であるので、5対1のギヤ比である)。

 ということで、どうにか最大80Kg の体重の生徒が乗る事が可能となった。プログラムについては以下のHPのものを参考に一部書き換え使っている。

https://www.instructables.com/id/Rideable-Segway-Clone-Low-Cost-and-Easy-Build/

 その後色々変更改善点を上げたらきりがないのであるが、MPU6050は初期化後徐々に微妙に初期値からズレが生じ、ハンドルを前方に傾けると前に進むわけであるが、その傾け方が大きくなり、電源を入れてから数分してからTilt調整をしなければならない。
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右側ブレッドボードに刺さっているのがジャイロで振動で揺れないようスタイロフォームの切れ端とホットボンドで固定。I2c接続だ。

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arduinoで使えるモータドラバーは沢山あるのですが、Sabertooth Dual 12A 6V-24V回生モータードライバー以外はだめでした。根気が足らないのかもしれませんが、Hブリッジ型の2つのモータを制御するタイプのモータドライバーは他に2種類使ってみましたがうまくゆきませんでした。PWM制御で当然モーターの回転方向と回転数を制御します。最初から

Sabertooth Dual 12A にすればよかったのですがこのモータドライバーだけで1万円近くするので一番後回しに使ってみたところ結果としてうまくゆきました。I2c通信で制御するのですが、I2c用の二本のケーブルともう一本のケーブルをarduinoに接続しています。このもう一本のケーブルは5V出力のケーブルでarduinoの電源として使っています。本当はいけないのかどうかわかりませんが、arduino5v出力のピンに5V入力し電源にしています。

ノイズにだいぶ悩まされ3ヶ月ぐらいうまく動かない状態がありましたが、制御基板の位置を踏み台の上部に持ってきたことによってうまく動くようになりました。
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踏み台下部の様子ですが、モーターに銅箔が貼ってあります。これは磁気を制御基板に影響を与えないようシールドで貼りましたが、制御基板を踏み台上部に移動したことによってどうでも良くなりました。いわゆる電磁波はアルミ箔のようなものでシールドできるのですが磁場はなかなかシールドするのは難しいようです。銅箔が優れていると聞き試してみました。上記のURLにI2c通信のノイズ除去のためによくケーブルをツイストさせることと、ありますが、こちらも試しました。
バッテリーはご覧のような状態で固定しています。説明書によるとバッテリーは寝かして使用しても可能とあり、横にぶら下げています。逆さに使用することは避けてください。

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ヒューズが電源につけてあります。保護用に20Aです。つまり24Vで20A、480WまでOKです。
ということは公道を走行しても大丈夫なのでしょうか。赤いボタンは緊急停止ボタンです。バッテリーを充電しすぎて26Vぐらいまで電圧が上昇するとどうも暴走する時がありまして、大変な状況になります。その時はとりあえず電源を遮断します。赤いボタンの右側の液晶画面は電圧が表示されます。
因みに踏み台は学校の片隅に放置され備品シールの剥がされた机の天板を使用しています。

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左右に方向回転させるときのためにハンドルにボタンが付いています。生徒が作ったのですが、取り外しができてハンドルから手放し運転ができるようになっています。要するにプログラムの書き換えによってすごく安定したということです。

残る問題点
右側のタイヤの品質が悪くハンドルを取られる。タイヤ部分を注文して購入したが、どう見ても大きさが違うような物が届いた。気のせいであろうか。怖くて付け替えていない。もしかするとリムにはめて空気を入れれば同じ経になるのかもしれないが、空気が抜けた状態では小さく見える。いやたしかに小さい。

去年MakerFaireに持っていったが、まだ完成していませんでしたということで、今年も持っていってもよろしいでしょうか。最大80Kgの人が乗っても大丈夫でしたが、車軸が若干変形しました。まー75Kgまででしょう。路面が荒れているアスファルト上ではハンドルを取られ意外と力が無いので実際に100万円近くで販売されているセグウェイはすごい。因みにこれは結局5万円位かかりました。(私は色々なパーツを購入し、失敗もあったのでもうちょっと安くできるはず。でも3万円は最低かかりそう)モーターとモータドライバーの大きい物があるのでそれに変えれば悪路も行けるとは思います。





by KuniyoshiSugita | 2020-04-24 14:28 | Arduinoロボット