밸런싱 로봇 만들어 보기

이번에는 밸런싱 로봇을 만들어보기로 했습니다.

밸런싱 로봇을 만들면서 가장힘들었던점은 기구부를 만드는 거였네요.

마땅히 기구부를 구할 방법이 없다보니 힘들게 겨우 만들었습니다.

아래 밸런싱 로봇의 기본원리는 차체에 부착된 mpu6050센서로 부터 차체의 y축에 대한 기울기를 측정하고, 차체가 기울었다면 기운방향으로

차체를 이동시켜서 중심을 잡는것입니다.

먼저 제어 회로쪽입니다.

나노 호환 모듈과 hc-06 블루투스, mpu6050 6축 자이로 가속도 센서 및 TB6612FNG듀얼채널 모터 드라이버를 사용했습니다.

점퍼선을 없애기 위해서 모두 pcb에 배선을 했네요.  노란색 콘덴서는 680마이크로 패럿짜리 전원부에 결선되어 있습니다.

납땜 하는것 너무 싫어 하는데 암튼 몇시간에 걸쳐서 완성했습니다. 

일단 기구부와 조립한 모습입니다.

기어드 모터는 저렴한 TT모터라고 2륜 구동차 구매 하면서 딸려온것을 활용했습니다.

가장힘들었던점은 TT모터를 고정하는 브라켓이 마땅한게 없어서 거의 못만들뻔했네요.

아래 사진에 보이는 배선들은 전원부 배선과 모터로 연결되는 선들입니다. 하네스 커넥터를 사용해서 깔끔하게 연결했습니다.

기어드 모터를 고정시키는 브라켓은 굴러다니고 있는 어린이용 나무블럭을 활용해서 만들었습니다. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

마침 사이즈가 적당하지 않았다면 밸런싱 로봇은 물건너 가지 않았을까 생각이 드네요.

2개의 건전지 홀더를 사용했는데, 아래쪽은 4개의 AA건전지 위에 보이는것은 9V건전지용홀더입니다.

상판은 회로의 PCB를 그대로 서포터를 사용해서  고정하고 하판은 포맥스판을 대충 잘라서 나사로 고정했습니다.

건전지 홀더는 양면테이프를 활용해서 접착을 시켰네요.

모터드라이버의 출력은 헤더핀에 연결하고 각모터에 헤더핀용 점퍼선을 납땜해서 연결했습니다. 모터 방향이 잘못연결된경우 편리하게 다시 배선할 수 있네요.

TB6612FNG모터 드라이버는 알리에서 개당 3000원정도에 4개를 구했했는데, 한동안 짱박혀 있다가 이제야 써먹어 보내요.

저 모터 드라이버의 장점은 1.2A의 비교적 쓸만한 정도의 전류공급이 가능하고 무엇보다 매우 작은 크기라는 것입니다.

거의 아두이노 호환 보드를 사용중인데, 역시 알리에서 구매했습니다. 저렴하게 다량구매해서 잘써먹고 있네요.

mpu6050 6축 자이로 가속도 센서입니다. 각도 측정할때 많이 사용되죠, 관련된 칼만필터나 이런것도 있어서 손쉽게 사용가능합니다.

휴대폰의 앱을 통해서 제어를 하기 위해서 hc-06블루투스 모듈을 사용했습니다. 

밸런싱 로봇용 전용앱을 만들어야 하는데, 일단하나부터 열까지 새로 만들자면 너무 일이 많아지니 기존에 탱크나, 2wd카에서 사용했던 앱에 쓸쩍 다리 하나 걸쳐서

완성했습니다.

PID제어를 하고 있는데, 관련 상수를 손쉽게 조정할 수 있는 인터페이스를 추가했고,

일단 전, 후, 좌, 우 제어가 되도록 하기위한 조정버튼도 추가했습니다.

드디어 완성된 밸런싱 로봇!!

불안정하지만 조정기능도 추가했습니다. 

일단 수작업한 차체라 밸런스가 잘맞지 않네요, LED까지 추가했더니 밸런스 균형이 더 나빠진것 같습니다.

밸런싱 로봇 제어 소스입니다. 도움이 되지 않을것 같지만 일단 첨부해둡니다.

http://eltgroup.tistory.com/297 글에 소스 사용법에 대해서 간단히 설명해두었습니다.

회로도입니다.

안드로이드와 블루투스 제어쪽이 빠진 소스입니다.

TB6612FNG 모터드라이버용 소스 : 다운로드

L298N회로

안드로이드와 블루투스 제어쪽이 빠진 소스입니다.

L298N모터드라이버용 소스 ; 소스다운로드

L298N에 공급하는 5v는 L298N에 독립적으로 로직전압을 공급하도록 셋팅한경우에만 공급합니다.