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小皮2005 发表于 2013-3-17 13:07:07

菜鸟DIY载人平衡车结构的曲折过程

本帖最后由 小皮2005 于 2013-3-17 13:20 编辑

回顾了一下自己之前的载人小车结构照片，看到了整个演化的过程，挺有意思，发出来活跃一下气氛{:tongue:}

第一次看到网友DIY载人平衡车的视频，未经调研，拍脑袋就买了两个12寸小自行车的轮子，还找人加工了一个框架，这样固定轮子，想通过链条传动。


后来想框架上还要铺木板，于是就直接征用了家里的菜板，就成了这个样子，仍然想通过链条传动


后来为了进一步简化结构，能够集中精力在论坛中跟大侠们学习小车的控制，就采用了法兰的方式，又买了两个8寸的轮子，电池放在底下电池盒中并用铝条托住，就成了这样：


这是最近一次调整，又买了一块小菜板，将电池固定在小菜板上，再用螺栓固定成两层结构，买了两个小盒将淘来的各个元件/模块用双面胶粘在里面，就成了这样，（几次改动，上面的菜板已经千疮百孔了）


糊了一个纸盒，盖上去，就可以开了。关于转向结构，做了一次没有成功。就买了一根衣柜里面挂衣服的铝合金杆，用合页固定上去（仍然不是很牢固），又买了一个小控制杆，来控制左右方向。



现在小车虽然能走，但还不是很稳定，程序就是rantingting大侠的共享，参数还没有调太明白.....
后面计划，有时间时，再深入学习一下参数的调整，再就是等哪位大侠有PCB时，求来一块空板或文件，来替换我那一堆“电子积木” {:smile:}

lw-seed 发表于 2013-3-17 13:23:07

果然物尽其用啊！！！{:lol:}{:lol:}

sync765 发表于 2013-3-17 15:38:38

很强大，期待完善后的小车

cs1225 发表于 2013-3-17 23:09:08

皮皮，厉害

LCRPN 发表于 2013-3-18 20:10:46

菜板都上了……
楼主加油，最新进展赶快共享啊。

小皮2005 发表于 2013-3-19 20:35:01

编辑了一个小视频，本来想加到一楼，但好像不能编辑原帖了，加在这吧

http://v.youku.com/v_show/id_XNTI4NTQzMzk2.html

cs1225 发表于 2013-3-19 21:45:59

皮皮，你如何调试pid啊？如何稳定

cs1225 发表于 2013-3-19 21:59:58

你用编码器吗？或者用pwm的量

小皮2005 发表于 2013-3-20 06:47:48

cs1225 发表于 2013-3-19 21:59 static/image/common/back.gif
你用编码器吗？或者用pwm的量

没有编码器和PWM的反馈量，只用了PD两个参数，参照zhanglu大侠提供的参数，折算了一下，然后在那附近穷试了几组值，就是现在这个样子。你这两个问题也是我之前反复找人问的，我的体会，用PD让车平衡，能载人没有开始我想象的那么难，那么费理，但再继续优化的话，就可能需要深入理解PlD了，我还在学....

CNC 发表于 2013-4-1 22:20:59

不错楼主的东西作出来了，也在学习中，也准备做网上开源的，只是进口的电机控制器比较貴要1000多块，是ARDUINO方案，程序及IMU都OK了，只可惜这个方案的电机控制器是串行包的。

沪上静悄悄 发表于 2013-4-2 22:43:17

楼主牛逼啊，能介绍一下控制环路的调试方法吗？谢谢

小皮2005 发表于 2013-4-3 08:06:36

沪上静悄悄 发表于 2013-4-2 22:43 static/image/common/back.gif
楼主牛逼啊，能介绍一下控制环路的调试方法吗？谢谢

像我在9楼说的，参考別人的参数，穷试了几个值，没有形成明确的经验。之前调试小车时，包含速度和位置环路就没有调成功。现在正在给大车安装测速装置，准备再次尝试环路的调试

沪上静悄悄 发表于 2013-4-4 08:47:17

小皮2005 发表于 2013-4-3 08:06 static/image/common/back.gif
像我在9楼说的，参考別人的参数，穷试了几个值，没有形成明确的经验。之前调试小车时，包含速度和位置环 ...

调试PID头大中，我的方法是先将滤波器输出的值（角度和角速度）反馈值搞出来，其中角度的单位是°，角速度的单位是°/s，PWM的单位是%（占空比），然后PWM=角度*kp+角速度*kd。
看了一些资料，先调kp，将kd设为0，逐渐增大kp，发现小的kp（kp=1，即10°的误差产生10%的占空比）不足以产生反的作用力，小车向一边倒，当kp比较大（kp=8，即10°的误差产生10%的占空比）的时候小车左右倒。但是在kp从1到8的过程中，没有发现别人说的使小车稳定的kp，或者在0位震荡的kp。

凌云逸仙 发表于 2013-4-4 11:30:24

俺是小白哦，很想自己做一个，不知道能给点儿建议木

sisia 发表于 2013-4-4 13:24:57

用什么控制的？

小皮2005 发表于 2013-4-4 15:56:50

凌云逸仙 发表于 2013-4-4 11:30 static/image/common/back.gif
俺是小白哦，很想自己做一个，不知道能给点儿建议木

不知道有多白{:smile:} ，无非是单片机控制和小车结构两个方面，单片机和传感器的选择，论坛中有很多种方案，选一个自己比较熟悉的。从小车做起，因为小车便于调试，有了一定的积累后，再转向大车，到那个时候主要就是考虑大车的结构了

小皮2005 发表于 2013-4-4 15:57:50

sisia 发表于 2013-4-4 13:24 static/image/common/back.gif
用什么控制的？

AVR mega16

sisia 发表于 2013-4-4 16:02:03

小皮2005 发表于 2013-4-4 15:57 static/image/common/back.gif
AVR mega16

电机是什么电机啊？

小皮2005 发表于 2013-4-4 16:35:56

sisia 发表于 2013-4-4 16:02 static/image/common/back.gif
电机是什么电机啊？

24V 250W减速电机

wallacer 发表于 2013-4-4 16:58:17

小皮2005 发表于 2013-4-4 16:35 static/image/common/back.gif
24V 250W减速电机

可以参考下你的pd参数吗？

小皮2005 发表于 2013-4-4 18:22:52

wallacer 发表于 2013-4-4 16:58 static/image/common/back.gif
可以参考下你的pd参数吗？

Kp=28，Kd=2.6，PWM的上限是255

凌云逸仙 发表于 2013-4-4 19:38:44

小皮2005 发表于 2013-4-4 15:56 static/image/common/back.gif
不知道有多白 ，无非是单片机控制和小车结构两个方面，单片机和传感器的选择，论坛中有很多种方 ...

大概需要什么东西，给介绍一下吧

wallacer 发表于 2013-4-4 22:38:15

小皮2005 发表于 2013-4-4 18:22 static/image/common/back.gif
Kp=28，Kd=2.6，PWM的上限是255

我的PWM上限时1000，当我Kp调到100时，也就是十分之一时小车震动特别厉害，不知怎么个情况。

yunshuhualei 发表于 2013-4-8 16:03:41

支持一下

阿发 发表于 2013-4-8 19:26:55

关注！！

x7d8 发表于 2013-4-9 11:30:42

wallacer 发表于 2013-4-4 22:38 static/image/common/back.gif
我的PWM上限时1000，当我Kp调到100时，也就是十分之一时小车震动特别厉害，不知怎么个情况。
...

wallacer 您使用哪个套件做的？车体做了吗

墨水 发表于 2013-4-12 17:29:06

皮皮   PCB资料能发给我吗   80636076@qq.com

小皮2005 发表于 2013-4-12 21:08:28

墨水 发表于 2013-4-12 17:29 static/image/common/back.gif
皮皮   PCB资料能发给我吗

没有完整的PCB，连对应的原理图都没有。目前是淘来的各种模块用杜邦线连的，AVR最小系统模块，MPU6050模块，5V电源模块等等。一直想画一块PCB，但一直没有整块的时间。

墨水 发表于 2013-4-12 21:25:17

能发几张照片 给我吗       我帮你画PCB

小皮2005 发表于 2013-4-12 22:26:00

墨水 发表于 2013-4-12 21:25 static/image/common/back.gif
能发几张照片 给我吗       我帮你画PCB

电路模块的照片吗？明天拍几张特写发给你
我计划将PCB装在一个铝盒中便于安装和散热，等尺寸定下来了才能开工

wallacer 发表于 2013-4-14 16:14:36

x7d8 发表于 2013-4-9 11:30 static/image/common/back.gif
wallacer 您使用哪个套件做的？车体做了吗

板子是自己做的，程序参考zhanglu大侠的。

沪上静悄悄 发表于 2013-4-20 20:33:48

楼主能给个轮子的淘宝网址吗？谢谢

小皮2005 发表于 2013-4-20 20:44:32

沪上静悄悄 发表于 2013-4-20 20:33 static/image/common/back.gif
楼主能给个轮子的淘宝网址吗？谢谢

在用的轮子是在附近小五金店买的，19元一个，不是铝合金的

沪上静悄悄 发表于 2013-4-20 20:53:16

小皮2005 发表于 2013-4-20 20:44 static/image/common/back.gif
在用的轮子是在附近小五金店买的，19元一个，不是铝合金的

哦，问一下你的陀螺仪和加速度计用的是哪款？

wind2100 发表于 2013-4-20 20:59:02

那二个电机和轮子 加起来多少钱

小皮2005 发表于 2013-4-21 06:55:30

沪上静悄悄 发表于 2013-4-20 20:53 static/image/common/back.gif
哦，问一下你的陀螺仪和加速度计用的是哪款？

MPU6050+mega16

小皮2005 发表于 2013-4-21 06:59:43

wind2100 发表于 2013-4-20 20:59 static/image/common/back.gif
那二个电机和轮子 加起来多少钱

电机：108x2，加22快递
轮子：19x2， 腿儿钱就不算了{:lol:}

wallacer 发表于 2013-4-21 10:26:04

小皮2005 发表于 2013-3-19 20:35 static/image/common/back.gif
编辑了一个小视频，本来想加到一楼，但好像不能编辑原帖了，加在这吧

http://v.youku.com/v_show/id_XNTI4 ...

你的PWM频率应该不是很合适，电机异响声太大了！

小皮2005 发表于 2013-4-21 10:39:50

wallacer 发表于 2013-4-21 10:26 static/image/common/back.gif
你的PWM频率应该不是很合适，电机异响声太大了！

没错！现在用的4KHz，是沿用大侠们的代码没改过，我看坛中有人说高于16K就没声了，一直没试过。你用什么频率？频率高了会不会影响电机动力？

liangws201 发表于 2013-4-21 11:34:59

LZ，想问一下，轮子怎么跟减速电机链接？？

小皮2005 发表于 2013-4-21 11:47:51

liangws201 发表于 2013-4-21 11:34 static/image/common/back.gif
LZ，想问一下，轮子怎么跟减速电机链接？？

法兰，细看图片能看出来

wallacer 发表于 2013-4-21 13:45:20

小皮2005 发表于 2013-4-21 10:39 static/image/common/back.gif
没错！现在用的4KHz，是沿用大侠们的代码没改过，我看坛中有人说高于16K就没声了，一直没试过。你用什么 ...

我用的16K，动力还好，没有什么影响

robin林 发表于 2013-4-21 19:56:16

转向控制把 自己怎么diy是用滑动变阻器做的？

eastleader1982 发表于 2013-4-22 20:59:36

我做了几块电路板，也参考zl的，楼主需要可以赠送过去，有点小bug，飞下线就行了。断断续续弄的，参数调整很没经验，还需要学习。

墨水 发表于 2013-4-22 22:01:42

本帖最后由 墨水 于 2013-4-22 22:06 编辑

liangws201 发表于 2013-4-21 11:34 static/image/common/back.gif
LZ，想问一下，轮子怎么跟减速电机链接？？

liangws201 发表于 2013-4-22 22:09:20

墨水 发表于 2013-4-22 22:01 static/image/common/back.gif


个人觉得，用链条没有像LZ的减速电机那样连接好啊！就是看不清。

墨水 发表于 2013-4-22 22:55:34

liangws201 发表于 2013-4-22 22:09 static/image/common/back.gif
个人觉得，用链条没有像LZ的减速电机那样连接好啊！就是看不清。

楼主用的是有带减速箱的电机的

小皮2005 发表于 2013-4-23 07:18:48

eastleader1982 发表于 2013-4-22 20:59 static/image/common/back.gif
我做了几块电路板，也参考zl的，楼主需要可以赠送过去，有点小bug，飞下线就行了。断断续续弄的，参数调整 ...

先感谢一下！我上周忍不住也画了一块投出去了，应该明后天能回来，我用的AVR+mpu6050+IR2104驱动，参考了坛中各位大侠的资料，还不知道调试结果如何，能调好就来这上图。
你用的什么方案，传感器也跟zl侠一样的吗？

小皮2005 发表于 2013-4-23 09:20:57

robin林 发表于 2013-4-21 19:56 static/image/common/back.gif
转向控制把 自己怎么diy是用滑动变阻器做的？

是的，就是用电位器，然后用片上AD采集电压变化，如果结构上做的好，加上弹簧，就可以实现左右扳动手柄转向......
我把手柄固定死了，然后用了一个小游戏手柄实现转向，原理是一样的。

小皮2005 发表于 2013-4-23 09:31:04

liangws201 发表于 2013-4-22 22:09 static/image/common/back.gif
个人觉得，用链条没有像LZ的减速电机那样连接好啊！就是看不清。

法兰，这个样子的，中间的孔固定电机的轴，四周的孔与轮子固定

liangws201 发表于 2013-4-23 09:42:22

小皮2005 发表于 2013-4-23 09:31 static/image/common/back.gif
法兰，这个样子的，中间的孔固定电机的轴，四周的孔与轮子固定

这个轴板是定做的吧？

小皮2005 发表于 2013-4-23 09:51:38

liangws201 发表于 2013-4-23 09:42 static/image/common/back.gif
这个轴板是定做的吧？

我是淘的，当时店主也只有4个，估计是自己不用的，现在已经下架了。
好像坛中很多网友是定制的

liangws201 发表于 2013-4-23 10:27:13

小皮2005 发表于 2013-4-23 09:51 static/image/common/back.gif
我是淘的，当时店主也只有4个，估计是自己不用的，现在已经下架了。
好像坛中很多网友是定制的 ...

你买有多的吗？我也想搞一个玩下。

eastleader1982 发表于 2013-4-23 12:28:04

传感器用的4200d和adxl345

eastleader1982 发表于 2013-4-23 12:29:10

其实不用法兰也行，ebike车轮可以直接拧到那个电机的轴上

小皮2005 发表于 2013-4-23 13:31:11

liangws201 发表于 2013-4-23 10:27 static/image/common/back.gif
你买有多的吗？我也想搞一个玩下。

手里只用这2个，没有多余的。

wind2100 发表于 2013-4-24 21:51:20

小皮2005 发表于 2013-4-21 06:59 static/image/common/back.gif
电机：108x2，加22快递
轮子：19x2， 腿儿钱就不算了

啊 淘宝上买的吗 这么便宜呀还不到300块 不过没算电池 和电路板 估计自己DIY 还是要1500的样子吧

wind2100 发表于 2013-4-24 21:54:54

能DIY 独轮平衡车不 就是买那些轮子 电池麻烦 壳 我最头痛这事儿 不好买。

eastleader1982 发表于 2013-4-24 22:34:33

和楼主的思路基本一样，向你学习，这个是我的板子，貌似没啥问题，不过参数调整很费劲，没有规律

小皮2005 发表于 2013-4-25 00:04:30

wind2100 发表于 2013-4-24 21:51 static/image/common/back.gif
啊 淘宝上买的吗 这么便宜呀还不到300块 不过没算电池 和电路板 估计自己DIY 还是要1500的样子吧 ...

电池要220元，电路板刚做了一块。
硬件成本1500，估计还得是没走太多弯路的

小皮2005 发表于 2013-4-25 00:08:57

wind2100 发表于 2013-4-24 21:54 static/image/common/back.gif
能DIY 独轮平衡车不 就是买那些轮子 电池麻烦 壳 我最头痛这事儿 不好买。

是的，整个过程如果不定制部分部件，都买来凑的确是不容易，我一直刻意回避定制加工，却也买了很多用不上的东西，到头来总体成本反而更高{:sad:}

小皮2005 发表于 2013-4-25 00:22:59

本帖最后由 小皮2005 于 2013-4-25 12:01 编辑

eastleader1982 发表于 2013-4-24 22:34 static/image/common/back.gif
和楼主的思路基本一样，向你学习，这个是我的板子，貌似没啥问题，不过参数调整很费劲，没有规律 ...

板子很漂亮！
我的今天刚拿到PCB，迫不及待地焊了一部分，忙中出错，上电接反了，炸了一个7805，大半夜的吓我一跳，后来又烧错了AVR的熔丝，忙活好半天才救回来，到现在刚能点灯。明天继续焊\调，好了就上图。
我那车虽然能走，但参数我也一直没调明白，其间还有网友问我参数调整问题，我实在说不上来{:sweat:}

刚焊好，还没调完，先上张图片show一下，8 x 9cm 的板子，有点挤....

eastleader1982 发表于 2013-4-25 12:29:12

板子很紧凑！还带遥控的，不错。

qazwsx000521 发表于 2013-5-11 20:29:13

小皮2005 联系我吧 我改了电机的绕线 电机转速快了结构重新搞的以前上过视频

qazwsx000521 发表于 2013-5-11 20:31:56

eastleader1982 发表于 2013-4-24 22:34
和楼主的思路基本一样，向你学习，这个是我的板子，貌似没啥问题，不过参数调整很费劲，没有规律 ...

联系我一起搞228838002

am_diy 发表于 2013-6-14 01:30:22

小皮2005 发表于 2013-3-19 20:35 static/image/common/back.gif
编辑了一个小视频，本来想加到一楼，但好像不能编辑原帖了，加在这吧

http://v.youku.com/v_show/id_XNTI4 ...

看了视频，效果还是瞒不错的啊！

number007cool 发表于 2013-6-14 10:02:49

沪上静悄悄 发表于 2013-4-4 08:47 static/image/common/back.gif
调试PID头大中，我的方法是先将滤波器输出的值（角度和角速度）反馈值搞出来，其中角度的单位是°，角速 ...

我也是啊   调PID调的蛋疼   车子怎么都站不稳   

hfgerheh 发表于 2013-6-18 10:19:34

想节省时间，lz主要买了哪些模块啊

小皮2005 发表于 2013-6-18 18:55:04

hfgerheh 发表于 2013-6-18 10:19 static/image/common/back.gif
想节省时间，lz主要买了哪些模块啊

MPU6050模块，AVR最小系统的模块，5V输出的DC模块（可直接从电池24V），电机驱动模块（BTS7960）
电气上主要就这些吧，后来又画了一块小板替代这些＂电子积木＂，前面应该有图。

hfgerheh 发表于 2013-6-27 13:36:40

小皮2005 发表于 2013-6-18 18:55 static/image/common/back.gif
MPU6050模块，AVR最小系统的模块，5V输出的DC模块（可直接从电池24V），电机驱动模块（BTS7960）
电气上 ...

我问了下淘宝店家，bts7960的驱动模块，驱动不了这么功率的电机，lz用的怎么样？

justdomyself 发表于 2013-6-27 13:54:38

沪上静悄悄 发表于 2013-4-4 08:47 static/image/common/back.gif
调试PID头大中，我的方法是先将滤波器输出的值（角度和角速度）反馈值搞出来，其中角度的单位是°，角速 ...

我也遇到同样的问题无解


不知道你这种状况找到答案没有

小皮2005 发表于 2013-6-27 14:00:20

hfgerheh 发表于 2013-6-27 13:36 static/image/common/back.gif
我问了下淘宝店家，bts7960的驱动模块，驱动不了这么功率的电机，lz用的怎么样？ ...

我当初买的时候也不确定能不能驱动的了250W，问店家也不确定。 当时想避开自己做板，就特意买了带散热片的BTS7960模块，回来试试。
调试，在楼下试车等都没什么问题，摸散热片有些热，但似乎还可以接受。但没有长距离奔袭过，后来就自己做板了

songzhe666 发表于 2013-6-27 14:05:17

门荷叶，不错

一地夏天 发表于 2013-7-9 19:19:25

楼主能提供点资料不？程序啊啥的1252056856@qq.com谢谢楼主咯

yh1036164041 发表于 2013-7-12 14:56:03

pid控制怎么实现的一直搞不懂，还有卡尔曼也是，希望楼主指点一下

小皮2005 发表于 2013-7-12 16:54:52

一地夏天 发表于 2013-7-9 19:19 static/image/common/back.gif
楼主能提供点资料不？程序啊啥的谢谢楼主咯

程序就是rantingting大侠的http://www.amobbs.com/thread-5509883-1-1.html，只针对自己的端口定义调整。其实大家的程序都差不多，重要的是吃透一个就行了

小皮2005 发表于 2013-7-12 17:20:07

yh1036164041 发表于 2013-7-12 14:56 static/image/common/back.gif
pid控制怎么实现的一直搞不懂，还有卡尔曼也是，希望楼主指点一下

卡尔曼也不懂，只当成一个函数调用，PlD在程序中以那个公式体现的，至于参数的整定，我也没形成什么经验，只参考别人的参数，再穷试几次

hfgerheh 发表于 2013-7-13 17:12:21

小皮2005 发表于 2013-7-12 17:20 static/image/common/back.gif
卡尔曼也不懂，只当成一个函数调用，PlD在程序中以那个公式体现的，至于参数的整定，我也没形成什么经验 ...

轮子直接连接减速器，减速器能承重足够的重力吗？

hfgerheh 发表于 2013-7-13 17:19:56

eastleader1982 发表于 2013-4-23 12:29 static/image/common/back.gif
其实不用法兰也行，ebike车轮可以直接拧到那个电机的轴上

ebike车轮？那里有卖？

一地夏天 发表于 2013-7-19 17:16:34

LZ能否共享下资料啊   程序PCB等等3Q3Q               1252056856@qq.com

ym7205 发表于 2013-8-5 17:58:15

我也想弄个成品玩玩。

aztv 发表于 2013-8-27 09:48:40

楼主板子还有多吗？卖一块给我玩玩！

kxjie2006 发表于 2013-11-28 14:59:35

还有空板吗

深圳晓辉 发表于 2013-11-29 10:37:38

算法可以分享下吗 让我等菜鸟学习学习 谢谢啦！

yyinfo263 发表于 2014-1-28 22:52:54

还在初学阶段 呵

枫叶ycc 发表于 2014-2-17 15:45:19

楼主电机，法兰及轮子在哪买的呀？

枫叶ycc 发表于 2014-2-17 15:58:26

楼主电机，法兰在哪买的呀？

wgco 发表于 2014-3-9 22:38:11

楼主电机，法兰在哪买的呀？

到底叫什么才好 发表于 2014-5-6 17:05:29

学习了。。。。

林飞飞 发表于 2015-6-30 13:50:03

楼主，rantinting大侠代码用的有编码器，你做载人的也用了吗？

查看完整版本: 菜鸟DIY载人平衡车结构的曲折过程