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Author Topic: Costruire un Segway con Arduino  (Read 14243 times)
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Messina (Italy)
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Ciao a tutti!
È tanto tempo ormai che valuto l'idea di costruirmi il mio primo segway (in dimensioni reali), e dato che adesso sono in vacanza ho molto tempo a disposizione. Nel campo dell'elettronica me la cavo abbastanza bene anche perché studio in un istituto tecnico industriale ad indirizzo elettronico; per quanto riguarda la programmazione programmo ormai da 4 anni, da quasi 2 anni programmo esclusivamente in C per microcontrollori e quest'anno a scuola ho studiato anche l'assembly (applicato allo Z80). Ho anche a disposizione un officina meccanica con tutta la strumentazione e le attrezzature per costruire un buon telaio. Per quanto riguarda il progetto ho dei dubbi che devo necessariamente eliminare: Ho visto che in tutti i segway autocostruiti vengono utilizzati accelerometro e giroscopio. Io credevo che fosse sufficiente utilizzare solo un accelerometro a 3 assi in modo da utilizzare (per non confonderci possiamo usare come riferimento questa convenzione http://goo.gl/ZcJgf perché ho visto che a volte l'asse verticale viene inteso come asse z) l'asse x per l'avanzamento del segway (avanti ed indietro) e magari l'asse z per le pendenze laterali in modo che anche se dovessi camminare su una strada con pendenza laterale a destra (per esempio), il manubrio vada tenuto sempre in posizione verticale ( questo effetto per intenderci http://goo.gl/TndgP). Per curvare inclinando il manubrio si potrebbe utilizzare un potenziometro collegato alla base del manubrio (al mozzo praticamente) che tramite un valore analogico opportunamente elaborato mi restituisca l'inclinazione del manubrio stesso. Un altro dubbio è quello dei motori: quali sono i motori che si adattano meglio allo scopo? Ho visto in giro su internet che quasi tutti utilizzano motori DC presi da monopattini o minimoto elettriche che hanno una potenza di circa 250/300 W e che funzionano a 24 volt. Ogni motore avrebbe anche bisogno di una circuito di pilotaggio che legga un valore (PWM?) dall'arduino e che lo trasformi in una tensione. Per l'alimentazione pensavo di usare una batteria indipendente per l'arduino, ed altre 2, magari al litio, per i motori: ovviamente queste andranno scelte dopo che abbiamo stabilito quali motori usare. Per il momento i dubbi si fermano qui, spero che qualcuno di voi abbia le risposte alle mie domande. Io frattempo nel comincio a sviluppare un progetto per il telaio così lo posto e vediamo cosa ne pensate.
A presto, Dario Gogliandolo.

P.S.: Ho visto che diversi utenti hanno provato a costruirne uno, e purtroppo alcuni di loro non hanno potuto portare a termine il loro progetto: questo potrebbe diventare un progetto comune in modo che chiunque (o quasi) possa costruirsene uno...
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Messina (Italy)
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Leggendo qua http://www.gioblu.com/tutorials/sensori/193-filtro-complementare-e-filtro-di-kalman ho capito che utilizzare solo l' accelerometro potrebbe creare molte vibrazioni che renderebbero instabile il segway. Questo mi porterebbe ad utilizzare per forza un IMU: credete che questa http://www.robot-italy.com/product_info.php?cPath=15_138&products_id=2490 possa andare bene?
« Last Edit: July 23, 2012, 03:05:32 pm by Dario Gogliandolo » Logged

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фон Крыса
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Ti consiglio una IMU della droteck, costano poco e vanno molto molto bene, il progetto è molto interessante ma non so quanti abbiano le conoscenze, il tempo ed i fondi per un progetto del genere, perciò non ti ha scritto nessuno, ad ogni modo te continua la cosa è mooolto interessante  smiley
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Messina (Italy)
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Ciao ratto93, quoto pienamente quanto hai detto... io comunque continuerò a pubblicare tutto il materiale che troverò e che ritengo adatto al segway, chissà che magari sarà utile a qualcuno! smiley
Girando per internet avevo trovato questo progetto http://p1r.crf.nu/segway/ che credo sia il migliore fra tutti quelli che ho visto fino ad ora e credo che prenderò spunto proprio da questo. Ho trovato anche i motori che utilizza questo ragazzo e sono questi: http://www.ebay.it/itm/24-VOLT-300-WATT-ELECTRIC-E-SCOOTER-MOTOR-24v-300w-/180902804579?pt=UK_Toys_Games_Outdoor_Toys_ET&hash=item2a1ea5bc63#ht_1022wt_1413. A conti fatti non credo che il costo dei motori sia troppo eccessivo, e comunque non ho trovato niente di più economico. Devo comunque trovare delle schede di controllo per i motori e fino ad ora non ho trovato niente. Per quanto riguarda le batterie non sono abbastanza informato, ma credo che bastino 2 batterie (al litio magari) da 24 V 12,5 A ciascuna.

EDIT: scusa ratto93, ma fra quelle mostrate qui http://www.drotek.fr/shop/en/13-imu?orderby=price&orderway=asc quali sono le differenze sostanziali? Ho visto che alcune contengono anche magnetometro ed altre perfino l'altimetro. Credi che questa http://www.drotek.fr/shop/en/32-imu-6dof-itg3200-gyro-bma180-accelerometer-sensor.html , che ha solo giroscopio ed accelerometro sia sufficiente?
« Last Edit: July 23, 2012, 03:14:14 pm by Dario Gogliandolo » Logged

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фон Крыса
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Le batterie le trovi 6s (sei celle da 3.7V da hobbyking a buon prezzo) però la tensione nominale è di 22.2V cariche vai intorno ai 36, ai motori non dovrebbe dar fastidio..
I motori hanno un ottimo prezzo, devo prenderne uno anche io...
Per il ponte H ti conviene progettartelo da te usando mosfet da 150,200 A della serie BUZ o IRF o IRFZ ...
i 150/200 A sono per canale !
Per il resto secondo me ti conviene fane uno in modello usando motoriduttori e batterie piccole, deve servirti per testatare l'algoritmo e non portarti smiley
Se posso aiutare in qualche modo chiama ! smiley-wink
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Ciao,
un altro segway Arduino based interessante è questo, magari trovi qualche info interessante pure qui:
http://www.instructables.com/id/Self-Balancing-Scooter-Ver-20/
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BZ (I)
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Per il resto secondo me ti conviene fane uno in modello usando motoriduttori e batterie piccole, deve servirti per testatare l'algoritmo e non portarti smiley
Quello che suggerisci non va bene al 100%. Un modellino in scala ha una diversa distribuzione delle masse e dei momenti di inerzia. Percui i parametri degli alograritmi sono da modificare tra modellino e prodotto finale.
Ciao Uwe
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Messina (Italy)
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Buon pomeriggio a tutti. Per quanto riguarda i driver dei motori ho trovato diversi schemi elettrici ma pochi di questi erano adatti a potenze così alte (300w). Quindi credo che punterò su qualcosa di già pronto, in particolare ho trovato questo http://www.sparkfun.com/products/9107 che credo si adatti perfettamente allo scopo ed in più è il più economico fra quelli disponibili online. L'unica cosa che mi preoccupa è la frequenza, infatti fra le caratteristiche c'è scritto "Max PWM frequency: 40kHz" ed io sinceramente non so se basta in quanto è la prima volta che lavoro con i segnali PWM. Inoltre credo che il consiglio di ratto93
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Per il resto secondo me ti conviene fane uno in modello usando motoriduttori e batterie piccole, deve servirti per testatare l'algoritmo e non portarti
sia molto utile, infatti comincerò creandone uno in scala ridotta con motorini piccoli ed utilizzando uno dei mille schemi di driver per motori dc con piccole correnti disponibili online (tipo questo http://www.grix.it/viewer.php?page=9634 ).

EDIT: Ciao uwefed, cosa mi consigli tu? Devo partire direttamente con il segway in dimensioni reali?
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BZ (I)
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EDIT: Ciao uwefed, cosa mi consigli tu? Devo partire direttamente con il segway in dimensioni reali?
Sicuramente un modellino costa di meno e non Ti fai male se le cose non vanno come si deve. Puoi farti benissimo esperienza per poi costruire quello definitivo in modo migliore.
Devi essere solo consapevole che se il modellino funziona alla perfezione non puoi prendere il codice e pernsare ache fai funzionare anche quello grande.

Ciao Uwe
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Messina (Italy)
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Devi essere solo consapevole che se il modellino funziona alla perfezione non puoi prendere il codice e pernsare ache fai funzionare anche quello grande.

Ciao Uwe

Si infatti, allora aspetto che arriva l'IMU e comincio con il modellino, così almeno quando passerò a quello in dimensioni reali saprò più o meno come comportarmi...
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BZ (I)
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bene. Buon progetto.
Ciao Uwe
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Si Uwe come il solito ha ragione, non mi era balenato per la mente il fatto del diverso peso  smiley
Per quanto riguarda il PWM la frequenza è fin troppo alta, il PWM ganerato da arduino se non ricordo male è a 470Hz  smiley-sweat
Però quel driver mi sembra sottodimensionato per il lavoro che devi far te, non sono un esperto però come ti ho già detto userei mos da 150 A continui contro i 21A di quello che hai postato...
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Messina (Italy)
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Allora essendo che non trovo niente (sicuramente cerco male) potreste suggerirmi voi un progetto? Grazie ancora per la disponibilità!!!

EDIT: Ho provato a cercare qui sul forum di arduino (no, ancora non l'avevo fatto) ed ho trovato questo http://arduino.cc/forum/index.php/topic,102353.0.html può andar bene? E comunque essendo che i motori che useró sono di 300w 24v ciascuno vuol dire che l'assorbimento di corrente sarà uguale a P/V ovvero 12,5A per motore contro i 21A di corrente massima supportata dal driver che ho visto su sparkfun...
« Last Edit: July 24, 2012, 12:14:50 pm by Dario Gogliandolo » Logged

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Ti consiglio una IMU della droteck....

Posso essere illuminato in merito a questo?
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