Самобалансирующийся робот, напечатанный на 3D-принтере, воплощает в жизнь теорию управления
Стабилизация перевернутого маятника — классическая задача в теории управления, и если вы когда-либо посещали занятия по системам управления, вы, возможно, помните, что видели страницы, заполненные дифференциальными уравнениями и диаграммами Боде, просто для описания их основных операций.
Хотя из-за этого такая система может показаться ужасно сложной, на самом деле реализация всей этой теории вовсе не должна быть сложной, как демонстрирует [Limenitis Reducta] в своем последнем проекте.
Все, что вам нужно, — это 3D-принтер, некоторые базовые навыки работы с электроникой и знание Python. Необходимые компоненты: кузов, два колеса, двигатели для привода этих колес и немного электроники.
[Лименитис] демонстрирует процесс проектирования на видео [здесь] (на турецком языке с английскими субтитрами), в котором он рисует всю систему в Fusion 360, а затем приступает к ее производству.
Корпус и колеса напечатаны на 3D-принтере, а резиновые ленты обеспечивают некоторое сцепление с колесами, которое в противном случае было бы затруднено на скользких поверхностях.
Два шаговых двигателя приводят в движение колеса, управляемые драйвером двигателя DRV8825, а блок акселерометра и гироскопа MPU-9250 измеряет угол и ускорение системы.
Контур замыкается Raspberry Pi Pico, в котором реализован ПИД-регулятор: еще одна классика теории управления, в которой пропорциональные, интегральные и производные параметры настраиваются для адаптации контура управления к рассматриваемой физической системе.
Внешние входы могут быть предоставлены через соединение Bluetooth, что позволяет управлять роботом с ПК или смартфона и направлять его по вашей гостиной. Все файлы дизайна и программное обеспечение доступны на странице Limenitis на GitHub.
Фото:hackaday