รถสองล้อควบคุมการทรงตัวด้วยหลักการ Inverted Pendulum
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
摘要
บทความนี้นำเสนอรถสองล้อควบคุมการทรงตัวด้วยหลักการ Inverted Pendulum ที่มีความไวและเสถียรภาพสูงโดยใช้การตรวจจับแบบไดนามิกหรือ Gyroscope เพื่อวัดความเอียงในกรณีรถเคลื่อนที่ร่วมกับตัวตรวจวัดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มหรือ Accelerometer และการวัดความเอียงแบบอยู่กับที่ (Static Sensing) ตามลำดับ ตัวตรวจจับความเอียงทั้งสองตัวนี้ของรถถูกควบคุมผ่านบอร์ด Arduino โดยบอร์ด Arduino รับข้อมูลการเปลี่ยนแปลงความเอียงของรถจากทั้ง RATE Gyroscope และ Accelerometer เพื่อนำค่าสัญญาณมาวิเคราะห์เพื่อไปสั่งขับการทำงานของมอเตอร์เพื่อรักษาการทรงตัวแบบสมดุลและการเคลื่อนที่ของรถสองล้อต้นแบบ ในส่วนของกระบวนการทดสอบค่าสัญญาณเอาท์พุทของ RATE Gyroscope มีผลที่แปรผันตรงแบบเชิงเส้นกับค่าความเร็วเชิงมุม ส่วนผลการการทดสอบค่าสัญญาณเอาท์พุทจาก Accelerometer จะเปรียบเทียบกับความเอียงของตัวรถสองล้อซึ่งสัญญาณเอาท์พุทดังกล่าวมีความแปรผันตรงกับมุมเอียงของรถสองล้อแบบไม่เป็นเชิงเส้น ในทางปฏิบัติได้นำรถสองล้อต้นแบบมาทำการทดสอบการทรงตัวเมื่อไม่มีแรงภายนอกกระทำ รถสองล้อต้นแบบตั้งอยู่ในตำแหน่งการทรงตัวที่สมดุล เมื่อมีแรงภายนอกมากระทำให้รถสองล้อต้นแบบเกิดการเอียงขึ้นจากแนวสมดุลทำให้ตัวตรวจจับความเอียงทั้งสองตัวส่งสัญญาณเอาท์พุทที่เปลี่ยนแปลงไปมายังบอร์ด Arduino เพื่อไปสั่งการขับมอเตอร์ให้ขับล้อของรถยนต์สองล้อต้นแบบให้กลับมาอยู่ตำแหน่งสมดุลเหมือนเดิม รถสองล้อควบคุมการทรงตัวด้วยหลักการ Inverted Pendulum นี้มีราคาที่ต่ำกว่า รายละเอียดน้อยกว่าและน้ำหนักเบากว่ารถยนต์สองล้อที่มีขายเชิงธุรกิจทั่วไปและยังเหมาะกับการนำไปใช้เป็นพาหนะส่วนบุคคลในปัจจุบันได้ด้วย
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
The manuscript, information, content, picture and so forth which were published on Frontiers in engineering innovation research has been a copyright of this journal only. There is not allow anyone or any organize to duplicate all content or some document for unethical publication.
参考
Deka products limited partnership, “Personal mobility vehicles and methods,” US Patent No. US6202230B1, 2001.
Larson, T. (2005), “Balancing robot project bender,”Lasta ccessedOctober 2005. [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก : http://www.tedlarson.com/robots/balancingbot.htm
Blackwell, T. (2005), “How to build a self balancing scooter,” Last accessed October 2005. [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก : http://tlb.org/scooter.html
David P. Anderson, “nBot Revision 6,” Last accessed September 2013. [ออนไลน์]
เข้าถึงได้จาก :http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/robo/nbot/
Grasser, F., D’Arrigo, A., Colombi, S. and Rufer, A., “JOE: A Mobile, Inverted Pendulum”, Vol. 49, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2002.
A.-J. Baerveldt and R. Klang , “A low-cost and low-weight attitude estimation system for anautonomous helicopter,”Intelligent Engineering Systems conference, Sept. 1997.
เอกชัย กองเงิน, “การออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ ด้วย Protel 99 SE,” โรงเรียนแสงทองอิเล็กทรอนิกส์, 2546.
Intersil, “IC HIP4080AIPZ datasheet,” IntersilCooperation, [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก :https://www.verical.com/datashee t/intersil-gate-and-power-driver- hip4080aipz-112229.pdf
A. M. Bloch, D. E. Chang, N. E. Leonard, J. E. Marsden, “Controlled Lagrangians and the Stabilization of Mechanical Systems II: Potential Shaping, ” IEEE TRANS. ON AUTO. CONTROL, VOL. 46, NO. 10, OCTOBER, 2001, 1556–1571
STMicroelectronics co.Ltd., Rate Gyroscope LISY300AL datasheet, 2008.[ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก : https://www.sparkfun.com/datasheets/ Sensors/LISY300AL.pdf
Analog Devices, Inc., Accelerometer ADXL 335 datasheet, 2009 [ออนไลน์] เข้าถึง ได้จาก :https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/SMD/adxl335.pdf