Сборка самобалансирующегося Segway на Raspberry Pi

Шаг 1: Сбор материалов

• Raspberry Pi 2 с установленным Raspbian, питание от 5 В AC‑DC адаптера — $45.00
• USB Wi‑Fi адаптер (напр., Edimax) — $10.00
• Два DC-мотора, два колеса, легкий автомобильный каркас, акриловые листы, моторные кронштейны, латунные шпильки, валовые муфты, ассорти винтов — $50.00
  • Передаточное число мотора 1:34; 1:21 может дать лучшую производительность, если крутящий момент и скорость позволяют.
• 12 В AC‑DC адаптер — $4.00
• L293D драйвер моторов — $3.00
• MPU6050 6-осевой IMU — $3.00
• 830-точечная макетная плата — $4.00
• Перемычки (male-to-male и male-to-female) — $3.00
• Стяжки (x8) — $1.00
• Итого: ~$123.00

Шаг 2: Сборка рамы

Следуйте инструкциям рамы для монтажа моторов, колес и электроники на шасси. Используйте акриловые листы для чистого, низкопрофильного вида.

Шаг 3: Проводка схемы

Соедините MPU6050 и L293D с Raspberry Pi и блоком питания как показано ниже. Эта конфигурация позволяет Pi читать данные движения и управлять моторами.

• MPU6050 VCC → Pi пин 1 (3.3 В)
• MPU6050 SDA → Pi пин 3 (SDA)
• MPU6050 SCL → Pi пин 5 (SCL)
• MPU6050 GND → Pi пин 6 (GND)

Подключения драйвера моторов:

• Левое колесо: Pi пины 11, 13, 15 → L293D пины 2, 7, 1
• Правое колесо: Pi пины 16, 18, 22 → L293D пины 15, 10, 9
• L293D пин 3 & 6 → левый мотор клеммы (M+, M-)
• L293D пин 14 & 11 → правый мотор клеммы (M+, M-)
• L293D V_s → 12 В питание
• L293D V_ss → 5 В питание
• L293D пины 4, 5, 12, 13 → GND

Подайте питание на L293D от 12 В адаптера, а Pi — от своего 5 В адаптера.

Шаг 4: Закрепление всего

Используйте стяжки для зажима всей проводки и компонентов на месте, обеспечивая чистую сборку, которая не сдвинется во время работы.

Шаг 5: Установка ПО

Предполагая, что Raspbian установлен и вы можете SSH в Pi, настройте I²C модуль ядра и библиотеку WiringPi. Они позволяют Pi общаться с MPU6050 и управлять GPIO пинами.

$ sudo apt-get install libi2c-dev 

Включите I²C редактированием /etc/modules:

i2c-bcm2708 i2c-dev 

Убедитесь, что черный список /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf имеет закомментированными следующие строки:

#blacklist spi-bcm2708 #blacklist i2c-bcm2708 

Активируйте I²C через sudo raspi-config (Advanced Options → I²C). Перезагрузите Pi:

$ sudo bash; sync; sync; reboot 

Проверьте загрузку модуля:

$ lsmod | grep i2c 

Установите WiringPi:

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

С готовым железом и софтом теперь можно запрограммировать Pi на балансировку seguway с использованием данных MPU6050.