Arduino Mini-Segway

Autoren: Manfred Listner, Patricio Emiliano Hernandez Murga
Betreuer: Prof. Schneider

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Einleitung

Dieser Artikel beschreibt die Erstellung eines Arduino gesteuerten Mini-Segways. Das Mini-Segway soll dabei über zwei Motoren und einen
Lagesensor stabilisiert werden. Die Stabilisierung erfolgt über eine Regelschleife. Der Lagesensor dient hierbei als Messeinrichtung und steuert
durch die gemessenen Winkelabweichungen die Beschleunigung an den Motoren, sodass sich das Mini-Segway von selbst stabilisiert.

Anforderungen

Allgemein
Das Mini-Segway muss dazu in der Lage sein, Winkeländerungen zu erkennen, um diesen entgegen wirken zu können. Bei Änderungen der Lage
des Schwerpunktes, z.B. durch hinzufügen von Gewichten, muss das Mini-Segway sich automatisch stabilisieren können.

Elektronik und Steuerung
Die Prüfung des Winkels soll über ein Gyroskop erfolgen. Die Änderung des Winkels wird anschließend vom Arduino Mikrocontroller ausgewertet.
Durch eine Regelschleife sollen dann die beiden Motoren über den Mikrocontroller angesteuert werden, sodass sich das Mini-Segway wieder
ausbalanciert. Zur Ausgabe von Daten soll zusätzlich ein LCD-Display angeschlossen werden.

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Das Arduino Mini-Segway verfügt über einen Segway-Körper an dem ein Gyroskop montiert sein soll. Zusätzlich sollen zwei DC-Motoren die Räder
unter dem Segway-Körper antreiben, sodass der Körper in vertikaler Position stabilisiert werden kann.

Das Bild zeigt den schematischen Aufbau des Arduino Mini-Segways

Der Regelkreis erhält als Eingabe einen Sollwinkel welcher vom Regler verarbeitet wird. Der Motor fungiert als Steller und wirkt eine Kraft auf das
System "Segway" aus. Als Messeinrichtung dient ein Gyroskop. Dieser Sensor führt den gemessenen Winkel an den Regler zurück, sodass
vorhandene Winkelabweichung bestimmt und dem Regler erneut zugeführt werden kann.

Das Bild zeigt den Regelkreis der für die Stabilisierung des Arduino Mini-Segways genutzt werden soll

Literatur

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