Моноколесо – это революция в мире легких персональных транспортных средств. И, конечно, я не смог устоять перед соблазном сделать подобное чудо. Задача такая, колесо должно ехать, на нем должно быть с сидением, что бы я мог сидеть при движении и руль для комфортного управления. Но главное, оно должно быть дешевле тех, что продаются на рынке, сразу отказываюсь от покупок деталей от моноколес. Обхожусь тем что найду в гараже, на приеме металла.
Причем сразу оговорюсь, что гироскоп, контроллер ARDUINO и тем более написание программ – для меня было очень далеким, в мою юность это в школе не проходили. Все это изучалось по мере продвижения идеи.
Мне понадобилось:
1 – переднее колесо с вилкой (от китайского скутера) 800 р
2 — коллекторный эл. двигатель 24В 12 А, диодный мост (KBPC5010 700В 50 А) 600 р. + 70 р.
3 — Драйвер двигателя BTS7960 43А, 27В 1000 р. с пересылкой
4 — контроллер ARDUINO UNO 700 р.
5 — Гироскоп-акселерометр GY-521 (MPU-6050) 151 р
7 — скетч (программа для Arduino) —
8 — аккумуляторы 12В 6шт. по 200 р. шт.
9 – Старый не работающий движок от двух скоростного мопеда —
10 — металл, сварка, электроды итд, что бы создать каркас моно колеса
Аккумуляторы гелевые BB Battery BC12-12 б/у
приобрел на приёмке металла, шесть штук, по 200 руб., необслуживаемые технологии AGM. Возможен монтаж в горизонтальном и вертикальном положении. Сколько буду применять, вес каждого 3.3 кг, скорее всего четыре.
Проверил тестером измерителя емкости батарей аккумулятора ZB2L3, в каждом по 10 А. Напряжение питания: DC4.5-6V (разъем микро USB). Рабочий ток: менее чем 70mA. Напряжение разряда: 1.00V-15.00V. Диапазон напряжения прекращение: 0.5-11.0В. Поддерживается ток: 3.000A 0.001А резолюции.
Даю совет: сопротивления которые даются в комплект с тестером замените на авто лампу, чтобы избежать пожара.
Заряжаю аккумуляторы модулем управления зарядкой свинцового аккумулятора XM-M603, плата XH-M603 12/24 В предназначена для защиты аккумулятора от перезаряда на микроконтроллере STM8S003F3P6. Программируется независимо максимальное напряжение заряда и минимальное напряжение разряда.
Заряжаю 10% от емкости, с отключением от зарядки 28,4В, он же у меня сигнализирует о разряде батареи , зажигается красный светодиод при 20В. Когда аккумулятор полностью заряжен, модуль переходит в режим контроля напряжения, а при разряде дойдя до выставленного напряжения включения подзарядки, включает красный светодиод, предупреждая, что заряд батареи критичный. Отключается он вовремя зарядки при напряжении 25В.
Про электромотор МЭ 252Б, диодный мост KBPC5010, драйвер двигателя BTS7960, ARDUINO UNO и Гироскопе-акселерометре GY-521 (MPU-6050) я рассказывать не буду. Об этом если интересно можно узнать прочитав и посмотрев обзор «Гироскоп-акселерометр GY-521 при помощи ARDUINO UNO управляет работой коллекторного двигателя» от 14.09.2020 у меня на страничке. Все пояснения там, здесь же я буду с вашим присутствием собирать механическую часть проекта.
Начну с того, что переднее колесо вместе с вилкой, от китайского скутера приобрел на приемке металла, интереснейшее место я вам скажу, можно обнаружить такие интересные находки о которых и не думали.
Изучив трофей, выяснил: на посадочное место тормозного диска, без переделок, садится задняя звездочка от двухскоростного мопеда, откуда китайцы знали о моей задумке?
Раму варил особо не думая. Брал детали, прикидывал где они будут стоять и фиксировал их. Втулки точить не стал, просто взял шайбы, набрал нужную длину, стянул на болте гайкой и прихватил сваркой.
На втулке спереди приварил гнутые части нерабочих струбцин, а сзади шпильки для регулировки двигателя по горизонту.
Электромотор имеет шесть тысяч оборотов, их требуется уменьшить, а заодно и поднять мощность. В гараже был разобранный двигатель от двухскоростного мопеда, это то что надо. На двух скоростях ездить не реально, но какая-то подойдёт.
Установил коробку через крепежное ушко, продел шпильку с гайками и шайбами, а потом затянул. Коробка может перемещаться по горизонтали вправо или влево.
Натяжку цепи было решено сделать продолжением рамы, придав углами прочность. Резьбу расположил возле коробки
Для того, чтобы уравновесить маятник относительно оси колеса, на противоположную сторону размещаю отсек под аккумуляторы. Больше четырех разместить не удаётся, явный противовес и габарит который будет мешать управлению колеса. Полку под них приварил к раме, клеммы вывел спереди и сзади 2х2 по 24В. Боковые стенки закрыл металлом, вес прибавился не большой, но аккумуляторы защищены от ударов при столкновению с землей, да и сидят они прочно, без люфта.
Руль был задуман еще в начале проекта, этим девайсом не получится управлять как стандартным моноколесом: стоя, без рук. Навесной эл. мотор и бюджетные аккумуляторы внесли свои нюансы. Да и ножки не молодые.
С сиденьем были варианты. Сначала думал установить как в мотоцикле, плоское и длинное. Но длина ограничена, а место обозначено равновесием, как на весах. Городить мягкую табуретку не стал. Внедрил велосипедное, компактное и в меру мягкое
Приладив седло с движком установил электрику. Коробочку с контроллером ARDUINO UNO и Гироскопом-акселерометром GY-521 возле аккумуляторов и драйвера для удобства подключения. Вынес тумблер включения на руль. Подсоединил провода к мотору. Начинаю тестировать как все взаимодействует и заодно определиться с размещением педалей.
Главная задача, научиться держать равновесие. Вперед и назад гироскоп контролирует в автомате, а вот вправо влево, мощное притяжение земли. А еще наклон вперед при движении волнует встречей с асфальтом. Скорость в двадцать километров, даже на расстоянии десяти метров кажется космической. А инстинкт самосохранения гонит табун мурашек по спине. Но оно едет!
Скажу так, укрощение коня идет по плану. Видео покатушек выложу в следующей статье. Не хочется смешить народ виляя задницей.
Вот я собрал колесо кустарно, в гаражных условиях и вид топорный, бюджетный вариант, но была решена проблема с перемещением в пространстве пусть не совсем уверенно пока, но все же. За два дня аккумулятор просел с 25В до 22.3В. Конечно, время зарядки аккумуляторов это не бензин залить. Да и пробег ограничен, но прогресс не стоит на месте. Обошлось мне это в пять тысяч.
Источник: