教你做自平衡两轮车(附源代码).pdf

都是有车族自平衡踏板车 1 1.0 1 1.0 11 自平衡踏板车11..00版本 前段时间，我看到有人DIY 了一只平衡滑板，觉得自己也可以做一个类似的平衡平台来测 试一下技术。所以我专门去购买了儿童踏板车的一些后端部件（里面有马达和驱动轮），还 有XenonJohn 建议的电子元件。 滑板车地址： /id/Easy-build-self-balancing-skateboardrobotsegway-/ 我们可以用和平衡滑板相同的方法在平衡组件上搭一块站立台板，但轮子要分得更开，台板 还要旋转90度。 儿童踏板车的后端部件非常小，但速度够快，易于测试。 另外，注意不要有太大的冲撞！比如我们就只少了腿上几块皮，还在墙上戳了个小洞洞。 1.1 1.1 11..11 先展示一些小细节 现在，我们成功买到了儿童踏板车一些后端部件（马达和驱动轮）和XenonJohn 推荐的的 电子元件，还弄到了一些三夹板、平面金属板和钢管。 我们将所有东西焊在一起，做出一块可供站立的区域，还有前方凸出的握把。马达要用螺丝 钉固定在两侧，电路则固定在前面。再把电池式手电筒拆成两半，装到一只马达上面当做电 池盒用，这样电工们就得换个新的手电筒了。 我们又找了一块旧的胶合板制作站立台板，现在它看上去稍微有点踏板车的雏形了。 我颠来倒去几次，终于搞对了马达的极性。过程尽管艰难，但马达第一次跑起来效果就很不 错。马达的额定电压是24V，我们用的电池只有18V，所以需要调整一下力矩和功率值，调 整之后效果显著，马达跑得很好。 1.2 1.2 11..22 元件 这 次 DIY，你需要用到以下元件（网购是你的好朋友）： ○Arduino UNO——看看手边有没有，没有可以网购 ○ Sabertooth 2x52马达控制器 ○ 5自由度的加速度计 ○ 2只从儿童踏板车上拆下来的后端部件，或者分别购买马达和驱动轮 ○ 电池——密封铅酸电池物美价廉，动力钻也可以买得很便宜。如果锂电池是你的菜，锂 电池也不错。 ○ 用于加速度计的屏蔽多芯电缆，用于马达的大功率电缆 ○ 安全操作开关 ○ 控制转弯的拨动开关 ○ 调整平衡位置的拨动开关 ○Arduino 直流接口 ○ 匹配Arduino 的DIL 管脚 ○ 双面胶 ○ 螺丝钉 1.3 1.3 11..33 工具 除了正 常工具之外，最好请有焊接机的人帮你焊接固定框。 需要用到的其他工具： ● 钻子和钻头 ● 烙铁和焊锡 ● 剪线钳和剥皮钳 ● 热缩材料和热气枪 1.4 1.4 11..44 固定框和马达 为了制 作固定框，我们在每一侧都用了几块三夹板、两片金属盘，把踏板车的马达部件固定住。 切割两块三夹板，宽度适合双脚踩踏就行。 再在金属板上钻几个洞，好匹配踏板车驱动轮部件上的螺栓孔，再把金属盘焊接到三夹板搭 建的台板上面。 我们还在前端装了一根立杆，在立杆上焊了T 型把手，方便双手握把。又在直立的把手和 第二块三夹板上之间加了一块三角板加强固定。 现在可以把轮子拧上去了。 1.5 1.5 11..55 电路 你可以 看到，这儿并没有很多电子元件，只有Arduino、IMU（惯性测量单元）、马达驱动和一堆开 关。 开关和IMU 的接线都必须是屏蔽线，除非IMU 非常靠近Arduino。IMU 应该尽量装在台板 的中央或前面，比如我们就把IMU 固定在了前端的盒子里。 从图中你可以看到，我们其实把所有东西都固定在了那个盒子里，骑踏板车的时候只能操作 切断开关，左右驾驶和倾斜控制。 另外，电池被安装在了马达的顶部。 1.6 1.6 11..66 代码 代码和XenonJohns 写的基本上一样，只是额外调整了功率值和力矩值，因为我们在用18V 的电池跑24V 的马达。 在代码的开始处，我们定