Een Zelf-balancerende Segway Bouwen met Raspberry Pi

Stap 1: Materialen Verzamelen

• Raspberry Pi 2 met Raspbian geïnstalleerd, gevoed door een 5 V AC-naar-DC-adapter – $45,00
• USB Wi-Fi-adapter (bijv. Edimax) – $10,00
• Twee DC-motoren, twee wielen, een lichtgewicht auto-frame, acrylaatplaten, motorbeugels, messing staven, as-koppelingen, en diverse schroeven – $50,00
  • Motortandwieltandverhouding is 1:34; een 1:21-verhouding kan betere prestaties bieden als koppel en snelheid toestaan.
• 12 V AC-naar-DC-adapter – $4,00
• L293D motordriver IC – $3,00
• MPU6050 6-as IMU – $3,00
• 830-punt breadboard – $4,00
• Jumper-draden (male-to-male en male-to-female) – $3,00
• Kabelbinders (x8) – $1,00
• Totaal: ~$123,00

Stap 2: Het Frame Assembleren

Volg de meegeleverde frame-instructies om de motoren, wielen en elektronica op het chassis te monteren. Gebruik de acrylaatplaten voor een schone, laag-profiel look.

Stap 3: Het Circuit Bedraden

Verbind de MPU6050 en L293D met de Raspberry Pi en de voeding zoals hieronder getoond. Deze configuratie stelt de Pi in staat beweegingsdata te lezen en de motoren aan te sturen.

• MPU6050 VCC → Pi pin 1 (3,3 V)
• MPU6050 SDA → Pi pin 3 (SDA)
• MPU6050 SCL → Pi pin 5 (SCL)
• MPU6050 GND → Pi pin 6 (GND)

Motordriver-verbindingen:

• Linker wiel: Pi pinnen 11, 13, 15 → L293D pinnen 2, 7, 1
• Rechter wiel: Pi pinnen 16, 18, 22 → L293D pinnen 15, 10, 9
• L293D pin 3 & 6 → linker motor-terminals (M+, M-)
• L293D pin 14 & 11 → rechter motor-terminals (M+, M-)
• L293D V_s → 12 V voorziening
• L293D V_ss → 5 V voorziening
• L293D pinnen 4, 5, 12, 13 → GND

Voed de L293D met de 12 V-adapter, en voorzie de Pi van zijn eigen 5 V-adapter.

Stap 4: Alles Bevestigen

Gebruik kabelbinders om alle bedrading en componenten stevig op hun plek te klemmen, wat een nette build garandeert die niet verschuift tijdens operatie.

Stap 5: Software Installeren

Aannemend dat Raspbian geïnstalleerd is en je via SSH in de Pi kunt, stel de I²C-kernelmodule en de WiringPi-bibliotheek in. Deze stellen de Pi in staat om met de MPU6050 te communiceren en de GPIO-pinnen te besturen.

$ sudo apt-get install libi2c-dev 

Schakel I²C in door /etc/modules te bewerken:

i2c-bcm2708 i2c-dev 

Zorg dat het blacklist-bestand /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf de volgende regels gecommentarieerd heeft:

#blacklist spi-bcm2708 #blacklist i2c-bcm2708 

Activeer I²C via sudo raspi-config (Advanced Options → I²C). Herstart de Pi:

$ sudo bash; sync; sync; reboot 

Verifieer dat de module laadt:

$ lsmod | grep i2c 

Installeer WiringPi:

$ sudo apt-get install git-core $ git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi $ cd WiringPi $ sudo ./build 

Met de hardware en software klaar, kun je nu de Pi programmeren om de segway te balanceren met behulp van de MPU6050-data.