项目分享| 仅靠1个顶点就能自平衡的立方体

科技   2024-10-28 20:03   江苏  

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今天分享的是一个有趣的开源 Arduino/ESP32 + 3D 打印项目,使用陀螺仪传感器和加速度计来检测平衡物体的运动,并相应地调整车轮的速度和方向,从而允许通过重量的变化来控制设备。简单的说,下面这个正方体,可以由一个点,或者一条边保持平衡,看视频演示就知道了——
这个项目展示了如何利用Arduino和3D打印技术制作一个自平衡立方体。通过使用陀螺仪传感器和加速度计来检测立方体的运动,然后相应的调整立方体内车轮的速度和方向,从而可以通过重量的变换来控制立方体保持平衡。也就是说,立方体能够感知自身的运动,并通过调整内部轮子的速度和方向实现自我平衡。
这个自平衡立方体,作者做了两个版本:arduino版和ESP32版。
使用到的主要硬件有:
  • Arduino Nano R3
  • ESP32
  • MPU6050模块
  • 日本电产 24H 型马达Nidec 24H x 3
  • 蜂鸣器
  • 通用晶体管 NPN
  • 锂离子电池 1000mAh x 3
  • HC-05 蓝牙模块
硬件连接方式如下:

立方体除了硬件之外,其余部分全部由3D打印,主要的组件有:

- 3个反作用轮侧面,

- 立方体的其他三个面

- 用于平衡立方体的反作用轮

- 用于电池和控制器的安装板,其上有一个用于 MPU6050 传感器板的安装表面。

- 电池座

- 和控制器安装板和安装板支架

每个大型部件需要 2-3 个多小时来打印,所以需要花一些时间来打印所有部件。

立方体的软件代码在GitHub上做了分享,可以在文末查看链接:

当所有东西准备好,并完成组装之后,首先就是要对立方体进行校准;设置过程非常简单:

首先通过蓝牙连接到控制器。将看到一条消息,指出需要校准平衡点。

从串行监视器发送 c+。这将激活校准程序。

将立方体设置为其中一个平衡点(边或顶点)。

当立方体没有落到任何一侧时保持静止。从串行监视器发送 c-。

这会将偏移量写入 EEPROM。

重复此过程四次(3 个边和顶点)。校准所有偏移量后,立方体就会开始平衡了。

这个项目的设计资料已开源,并且使用到的都是比较常见的硬件,所以可以让刚兴趣的小伙伴们轻松复现这个有趣的电子装置。

原文链接:

https://www.instructables.com/Arduino-3D-Printed-Self-Balancing-Cube/


GitHub资料下载:

https://github.com/remrc/Self-Balancing-Cube/tree/main


3D打印材料:

https://www.thingiverse.com/thing:5380306


版权所属:mircemk

END

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