Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Контроллер балансирующего скутера.

 Котроллер сигвея

 

Контроллер выполнен в виде отдельного блока и предназначен для создания на его основе:

           1.  Cкутера типа сигвей.

           2.  Одноколесного балансирующего скутера типа solowheel или SBU.

           3.  Двухколесного балансирующего электро-скейта.

     

       Создание балансирующего скутера на базе контроллера производится подключением требуемых бесколлекторных мотор-колес к нему и заданием соответствующих настроек.

 

           Ниже приводится краткое описание контроллера. Полная документация будет разработана при наличии спроса на контроллер как на отдельное устройство. Т.к. цена на него достаточно высока (около 20т.р.), то пока документация для общего пользования не разрабатывается. Желающие приобрести контроллер могут отправить заявку через контактную форму.

 

          Принцип работы

           Сначала несколько слов про принцип работы балансирующего скутера. Я думаю, что большинство тех, кто попадает на эту страницу с ним знакомы, но коротко я напишу о нем.

           Для того, чтобы скутер удерживал равновесие, он должен двигаться в сторону наклона тележки. Чем сильнее тележка наклонилась, тем больше должно быть ускорение для удержания угла. При отсутсвии наклона скутер может либо стоять, либо катиться с постоянной скоростью. Поэтому, например, для начала движения человек должен слегка наклонить тележку в требуемую сторону и при достижении требуемой скорости уменьшить наклон. В результате чего скутер будет катиться почти с постоянной скоростью. Для остановки скутер нужно наклонить в обратную сторону. Все эти действия совершаются настолько легко, что описывать их большого смысла не имеет, интересующимся рекомендую просто покататься где-нибудь в парке, и все станет сразу понятно.

            Угол наклона скутера постоянно измеряется встроенным в контроллер датчиком наклона. Для повышения точности используется трехосевой датчик. Данные измерений программа процессора обрабатывает и формирует сигнал управления на два мотор-колеса.

            Структурная схема контроллера приведена ниже на рисунке (для увеличения щелкните по нему). Зеленым цветом обозначены модули, находящиеся в разработке.

 

         

           Контроллер предназначен для работы с бесколлекторными мотор-колесами 250 - 1500 W. Чем больше мощность, тем большую скорость сможет поддерживать скутер и тем в более крутую горку он сможет заезжать. Я в своем скутере использовал колеса MW16B 1000W фирмы Golden Motor

            Также контроллер оборудован портом для подключения внешнего датчика наклона. Этот датчик должен крепиться к рулевой стойке. При наклоне стойки влево-вправо, датчик наклоняется и передает угол в контроллер. А контроллер пропорционально углу датчика руля изменяет скорости колес для осуществления поворота.

             В контроллере предусмотрена возможность подключения датчик присутствия человека. Этот датчик требуется для остановки скутера, если человек с него спрыгнул или упал.  Обычно в подобных конструкциях используются концевые выключатели, соединенные с площадкой, на которую наступает человек. Т.к. эта конструкция может оказаться механически громоздкой, я предусмотрел возможность подключения ультразвукового датчика расстояния, луч которого можно направить на человека.

              Программирование и внешнее управление осуществляется через встроенный модуль WiFi.

              Контроллер оснащен шиной CAN, которая позволяет подключать внешние модули. В дальнейшем все модули будут переведены на CAN.

 

 

             Таким образом, контроллер оборудован следующими цифровыми интерфейсами:

                   1. UART - для подключения старой версии модуля измерения угла наклона (датчик наклона руля)

                   2. Порт для подключения датчика присутствия человека.

                   3. Шина CAN - для подключения разрабатываемых новых модулей.

                   4. USB - для смены программного обеспечения и для зарядки телефонов (последняя функция будет реализована в следующих версиях контроллера)    

                   5. WiFi - для задания настроек контроллера.

 

               Каждое мотор-колесо подключается через 3 силовые линии и 5 сигнальных (датчики Холла).

               Провода выходят из блока через кабельные вводы. Силовые разъемы XT150:

 

              Сигнальные :

    

                Электрические характеристики контроллера:

 

                1. Питание 24 - 72В

                2. Ток потребления (без нагрузки) <200mA

                3. Линия питания внешних модулей: 12В, <1A

                4. Температурный диапазон -20... +50

 

               В зависимости от применяемых колес и механического исполнения тележки скутера, будет необходимо задать соответствующие настройки контроллеру. Задание настроек осуществляется через компьютерную программу, придаваемую к контроллеру. Методика задания настроек будет детально описана в документации к нему. Контроллер позволяет:

                1. Настраивать функции удержания равновесия и движения.

                2. Настраивать подсистему курсовой устойчивости и чувствительности руля.

                3. Настраивать подсистему ограничения максимальной скорости.

                4.  Осуществлять калибровку акселерометра и гироскопа, задавать начальное смещение.

                5.  Задавать ограничение пикового тока на каждое мотор-колесо в пределах 2 - 28А.

                6.  Задавать минимальное напряжение батареи, при котором двигатели не включаются (для защиты батареи от переразряда)

 

              Помимо задания настроек, компьютерная программа позволяет просматривать в реальном времени графики:

                1. Угла наклона.

                2. Токи потребления каждого канала

                3. Напряжение батареи.