รถสองล้อควบคุมการทรงตัวด้วยหลักการ Inverted Pendulum
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
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
Article Details
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารแนวหน้าวิจัยนวัตกรรมทางวิศวกรรม ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ เท่านั้น ไม่อนุญาติให้บุคคลหรือหน่วยงานใดคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่เพื่อกระทำการใด ๆ ที่ไม่ถูกต้องตามหลักจริยธรรม
เอกสารอ้างอิง
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
