3D

Estabilizar um pêndulo invertido é um problema clássico na teoria de controle, e se você já fez um curso de sistemas de controle, talvez se lembre de ter visto páginas cheias de equações diferenciais e diagramas de Bode apenas para descrever sua operação básica. Embora isto possa fazer com que tal sistema pareça terrivelmente complicado, implementar de facto toda essa teoria não tem de ser nada difícil, como [Limenitis Reducta] demonstra no seu mais recente projecto. Tudo que você precisa é de uma impressora 3D, algumas habilidades eletrônicas básicas e conhecimento de Python.

Os componentes necessários são uma carroceria, duas rodas, motores para acionar essas rodas e alguns componentes eletrônicos. [Limenitis] demonstra o processo de design no vídeo abaixo (em turco, com legendas em inglês disponíveis) no qual desenha todo o sistema no Fusion 360 e depois prossegue para fabricá-lo. A carroceria e as rodas são impressas em 3D, com elásticos proporcionando alguma tração às rodas que de outra forma teriam dificuldade em superfícies escorregadias.

Dois motores de passo acionam as rodas, controlados por um driver de motor DRV8825, enquanto um acelerômetro e giroscópio MPU-9250 medem o ângulo e a aceleração do sistema. A malha é fechada por um Raspberry Pi Pico que implementa um controlador PID: outro clássico da teoria de controle, em que os parâmetros proporcionais, integrais e derivativos são ajustados para adaptar a malha de controle ao sistema físico em questão. As entradas externas podem ser fornecidas através de uma conexão Bluetooth, o que permite controlar o robô a partir de um PC ou smartphone e orientá-lo pela sua sala.

Todos os arquivos de design e software estão disponíveis na página GitHub de [Limenitis] e são um excelente ponto de partida se você quiser colocar em prática um pouco dessa teoria de controle. Robôs com autoequilíbrio são os favoritos entre os hackers robóticos, então não faltam exemplos se você precisar de mais inspiração antes de fazer o seu próprio: você pode construí-los a partir de peças prontas para uso, de pedaços de madeira ou até mesmo de um robô sem solda. placa de ensaio.