Pojazd balansujacy – wersja robocza

Jako, że ostatnio posucha z robotą i mam trochę czasu, postanowiłem sfinalizować eksperymentalne urządzenie które zawsze chodziło mi po głowie. Zaczęło się od wykonania tego robocika samo-stabilizującego się

Opis komponentów pod filmem.

Ale, że apetyt rośnie w miarę jedzenia, kusiło mnie aby wykonać wersję 1:1 na której mógłbym się sam przejechać.
Skończyłem, udało się, zadziałało. Materiały wzięte ze składu złomu.
Wrzucam filmik i zdjęcia, oczywiście ostrzegam purystów technologicznych, że wykonanie jest wybitnie szkaradne, na szybko i prototypowe, najprostszymi narzędziami i własnymi rączkami, a nie jestem uzdolniony w pracach mechanicznych “na szybko”.
Większość testów i poprawiania hardware i software przede mną :)

Silniki – pozyskane ze złomowca, zapewne wózki inwalidzkie, każdy inny, jeden 200W drugi 250W , oba na 24V. W sofcie jest parametr od PWM każdego silnika, którym można regulować nierówną moc oraz kompensować prędkość, ale nie było to konieczne. Silniki dostałem(wyżebrałem) za free, oraz dwa identyczne kola oddzielnie, na szczęście pasowały do piast otworami, kupiłem śrubki i dokręciłem.

Generalnie wszystko działa na takim Arduino328 , bo można wlutować do niego szpilki i łatwo dzięki temu łączyć peryferia.
Sterowanie to czujnik moduł immersion unit MPU6050, tylko odczytuje kąt odchylenia wajchy, taki sam drugi do stabilizacji pojazdu, oba pracują na szynie I2C z rożnymi adresami. Różnicowo kompensują też odchylenia boczne pojazdu.
Sterowniki silników to modyfikowane BTS7960 , modyfikacje polegały na poprawnym polutowaniu elementów BTN7960 dodając sporo cyny na pady odprowadzające ciepło, potem pod radiatory przekładki izolacyjne posmarowane pasta termiczna.
Zasilacz pomocniczy do elektroniki to zwykły DC/DC step-down converter.
W zasadzie testy już zakończone na zasilaniu 12V i czas przejść na 24V aby dodać trochę więcej mocy. Co w zasadzie już dziś zrobiłem za pomocą dwóch akumulatorów samochodowych postawionych jeden na drugim z braku miejsca :) .
Jak ktoś ma zatem dwa niepotrzebne 12V akumulatory żelowe (z alarmów czy czego tam), to chętnie przyjmę taki dar dla dobra nauki :) .
Szkielet pospawany ze starych znaków nazw ulic ze złomowca, wybierałem te niezbyt skorodowane.

Baza software, jako już kolejna wersja rozwojowa z tego forum

Mam tez zakupiony wózek inwalidzki z dwoma identycznymi silnikami 250W oraz kolami, ale innymi konstrukcyjnie, chociaż tez na przekładniach, zapewne posłużą mi w drugiej ulepszonej wersji pojazdu, z usprawnieniami wytestowanymi na tym prototypie, ale zapewne na większym procku i dodanej komunikacji bezprzewodowej.

Musze tez zaznaczyć, ze wózek ma już za sobą pierwsza podroż użytkową do osiedlowego sklepu po ziemniaki :) , i tu muszę się pochwalić, ponieważ członkowie urzędującego pod sklepem miejscowego klubu miłośników wina o podwyższonej zawartości siarki – byli zachwyceni :) .
Pojazd był po zakupy i wrócił, spełnił zadanie wyśmienicie – tylko ludzie się oglądali :)

Historia zdjęciowo-filmowa budowy prototypu do obejrzenia poniżej

EDIT (05.2018)

W miedzy czasie powstała wersja druga pojazdu.

Otóż znalazłem chwilę aby go okablować i poskładać, sterowniki silników ukryłem w czarnych kopułkach na sprzęgła nad silnikami. Na sucho działał znakomicie, stabilizacja bez zastrzeżeń. 
Pierwszy dzień jazd testowych wypadł znakomicie. 
Drugi dzień jazd testowych już nie, z jakiegoś powodu pojazd w czasie jazdy stanął bokiem, upadłem z niego na bok tak nieszczęśliwie, że złamałem prawą kość udową. Co do przyczyn, jak wydobrzeję przeprowadzę dochodzenie co się właściwie stało. 

Nie mam też złudzeń, że to kwestia wieku, gdybym był młodszy, pewnie przeturlał bym się, otrzepał i wstał, ale kiedy 5 jest pierwszą cyfrą wieku, kości są już bardzo łamliwe  i należy jak ognia unikać eksremalnych zabaw dla własnego dobra. 
Jestem po operacji, wartość moja zapewne wzrosła bo lekarze włożyli we mnie sporo tytanu  . Niestety powrót do sprawności potrwa okolo 4 miesięcy. Piszę już z domu, ale ciągle jestem unieruchomiony. 

A teraz wnioski – nawet nie pomyślałem wcześniej, że śmieszny rekreacyjny gadżet jeżdżący 8km/h, może stać się urządzeniem potencjalnie bardzo niebezpiecznym dla życia i zdrowia, o czym się bardzo boleśnie przekonałem. 
Na przyszłość dla potencjalnych naśladowców, nieodzowne jest dorobienie zabezpieczeń na różne okoliczności, np. halotrony do kontroli obrotów silników, i dopisanie procedury sprawdzającej w przerwaniach – jeśli jest ruch(jakiś filtr cyfrowy) a silniki 0 to np. sterujemy NFET’a który zwiera do masy Vcc i pali bezpieczniki – dla dobra pasażera. 

Jest stara zasada, że konstruktor pierwszy wchodzi na most, generalnie ciesze się , że jednak mi się to przytrafiło, bo jeśli by cokolwiek stało się komukolwiek innemu, wyrzuty sumienia by mnie zadręczyły i nie wybaczył bym sobie. 

Tak, czy siak, jak wydobrzeję, przeprowadzę dokładne dochodzenie – co się stało. 
Jak na razie pojazd uznaję za niebezpieczny, nikomu nie udostępniam i nie wiem czy udostępnię nawet po dołożeniu zabezpieczeń. Nie wiem nawet czy będę kontynuował dalsze nad nim prace.