Подключаем мотор-колесо от гироскутера к ESP32 (среда программирования Arduino ide)
Разбираем его. К сожалению, воспользоваться драйверами самого скутера у меня не получилось, они ушли на запчасти, а вот мотор-колеса и батарея пригодится в нашем проекте.
В гироскутере пара таких драйверов
Мотор-колесо имеет три силовых фазы (это бесколлекторный трехфазный двигатель) и энкодер в виде трех датчиков Холла (с питанием датчиков это 5 контактов) . Контакты по краям разъема – питание, внутренние сигналы от датчиков Холла.
Как я уже заметил, подключить к контроллеру имеющийся в комплекте гироскутера драйвер у меня не получилось.
На помощь пришел знаменитый китайский магазин.
По итогу был выбран драйвер BLD-300B. Особенностью драйвера можно считать «заточенность» на управление через подстроечный резистор (внутренний либо внешний). Такой драйвер можно использовать для регулировки вращения шпинделя фрезерного станка. Но мне нужно использовать его для управления вращением колеса. При этом должна адекватно работать обратная связь по скорости. Т.е. если сопротивление вращению увеличивается драйвер должен это компенсировать, добавив мощности мотору доведя скорость до заданной.
Если требуется, чтобы драйвер держал заданную скорость, переключите тумблер в положение ON
Если SW2 в положении OFF , при малых оборотах мотор колесо можно остановить рукой. После включения SW2, это сделать затруднительно.
Самая элементарная схема подключения изображена ниже. Нужно заземлить EN и BRK. После этого можно управлять мотором посредством внутреннего подстроечного резистора. 
В качестве источника питания для мотора я буду использовать батарею от разобранного гироскутера на 36V емкостью 4 амперчаса.
Входы драйвера EN, BRK, F/R через резистор подтянуты к 5 вольтам питания, как следствие, если их не подключать никуда, они будут находиться в состоянии высокого сигнала (на них будет 5 вольт).
Я протестировал вращение с использованием внутреннего потенциометра. Единственное, что мне не понравилось, это отсутствие полной блокировки вращения колеса, даже при использовании функции тормоза (колесо можно провернуть). При этом я не тестировал вращения в разные стороны.
Следующая схема позволяет изменять направление вращения и подключать тормоз. Но мне она не интересна, мне требуется научиться управлять при помощи микроконтроллера. 
Подключаем микроконтроллер
Первое, что я попробовал сделать, это научить микроконтроллер управлять скоростью мотора. Для этого я подключил вывод контроллера к SV входу драйвера. Но согласно документации частота PWM управления должна быть не менее 1Кгц. Стандартный ШИМ от Arduino Nano генерируется на частоте 500Гц. Решено использовать контроллер на базе ESP32 
Для согласования уровня сигнала я использовал преобразователь уровней сигнала вроде того, что показан в центре схемы ниже. 
Программа содержит два файла, один описывает класс мотора motor_init.h, а второй — главная программа, работающая в цикле testmk1.ino . 
Испытания прошли успешно.
Управляю направлением и тормозом
Следующим этапом я подключил контакты направления вращения и тормоза по схеме ниже. В программу также включил возможность управления мотором. Но, к сожалению, схема оказалась не рабочей. Преобразователь уровня стал работать в обратном направлении и передавал напряжение со входов DIR и BREAK драйвера на контроллер. Контроллер зависал, перезагружался – «паниковал».
Поразмыслив, и используя элементарную логику, я составил еще пару схем, первую с использованием полевых транзисторов, а вторую с использование оптопары. Обе они приводили к замыканию/размыканию через полупроводниковый элемент DIR и BREAK на землю. Обе они оказались работоспособными.
Последняя схема мне нравится больше, т.к. оптопара еще является защитой от высокого потенциала для контроллера. Возможно ШИМ (контакт SV) нужно выполнить в таком же «стиле».
Тестовые программы прикреплены к статье.
roboforum.ru
Доброй ночи.
Давно загорелся идеей создания робота газонокосилки и сейчас делаю спецификацию всего что надо купить.
И вот возник вопрос, как прикрепить квадратный штифт, стеклоподъемника от ваза к колесу.
Вот штифт:
http://pokrovavto.com.ua/img/793d35ca-586c-11e5-ab2e-60a44c2c824d.jpg
Понятно, что с внешней стороны надо крепить вал к самому корпусу колеса с двух сторон, как у автора ниже, но как переход сделать с квадрата на круг? Может кто сталкивался?
Или может вообще сделать дырку в квадрате и в него шуруп загнать? Или вообще другие двигатели взять?
Нашел на этом форуме топик, про такого робота, вот ссылка прям на страницу с вопросом и ответом, но деталей так и не увидел.
http://roboforum.ru/forum10/topic6195.html?hilit=%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D1%81&start=270
Заранее спасибо за советы!
Re: Крепление мотора к колесу
Myp » 13 июл 2020, 12:29
Re: Крепление мотора к колесу
GarageMeister » 13 июл 2020, 17:36
Хм, получается надо головку (квадрат-шестигранник) + шестигранник на шток обрезать + подшипник и плюс как-то, я не понимаю как прикрепить это все к колесу. Я к сожалению новичок и мне все хочется сильно проще сделать, возможно есть вариант с другим двигателем?
Т.е. у меня сама проблема в том чтобы подобрать двигатель и прикрепить к нему колесо, смотрю вот сюда, если взять этот двигатель и снять крыльчатку то получается что у него на конце резьба под гайку и можно сразу же колесо на втулку и затянуть?
https://www.avtoall.ru/ventilyator_vaz_m_2141_zmz_402_lektricheskiiy_v_sbore_megapower-550370/
Может есть какие-то паттерны готовые?
Кто мучился.
Re: Крепление мотора к колесу
Myp » 14 июл 2020, 13:15
конечно есть, очень хороший паттерн — не использовать стеклоподъёмники.
Re: Крепление мотора к колесу
GarageMeister » 14 июл 2020, 14:05
Спасибо за детальный разбор и изображение!
А можете помочь подобрать комплект двигатель/крепление к колесу/колесо и самое главное, чтобы это не на али все заказывать и колхоза не было и три года не ждать? (за вознаграждение)
Т.е. я смотрел и в сторону шаговых двигателей NEMA 17-32, но опять же упирался в то что как их крепить к колесам, те колеса которые продаются в магазинах ардуино они маленькие и для нормальной платформы не идут, те же что продаются в строймагазинах у них диаметр втулки не соответствует диаметру вала двигателя, переходы непонятные нужны и в итоге везде колхоз.
И тут может я в иллюзиях летаю, может ничего этого так не собрать, а надо брать двигатель, тот же nema и заказывать печать колеса на 3д принтере и не мучиться?
Re: Крепление мотора к колесу
esisl » 14 июл 2020, 15:08
Re: Крепление мотора к колесу
Myp » 14 июл 2020, 18:43
1. Шаговики скорей всего не подойдёт, количество ситуаций когда шаговик можно использовать для колёс робота очень мало и это явно не тот случай.
2. Для привода газонокосилки, мотор должен быть с редуктором, либо по отдельности и соединяться, либо специальный мотор-редуктор в сборе.
Из простого и дешевого это редукторы детских автомобильчиков типа таких https://aliexpress.ru/item/4000231991264.html
Самый простецкий 530 рублей в китае, у нас тоже продаются, но само собой раза в 2-3 дороже.
плюс переходник https://www.aliexpress.com/item/32287466315.html который уже прикрутить к колесу, там на картинке варианты крепления разные есть.
чуть более удобны чем моторы стеклоподъёмников это моторы стеклоочистителей, там вал круглый с гайкой и они рассчитаны на непрерывную работу, плюс там обычно есть 2 скорости вращения, можно выбрать подходящую.
ну и ещё источник моторов и редукторов для рукоблудства это шуруповёрты, самый дешевый за тыщу или полторы можно найти, там зато в комплекте и аккумулятор будет, для пробы сгодится.
но с ними надо тоже изобретать крепление для колеса.
Re: Крепление мотора к колесу
esisl » 14 июл 2020, 18:51
Re: Крепление мотора к колесу
GarageMeister » 15 июл 2020, 11:57
Два дня думал и понял что все это колхоз и если делать более или менее нормально то надо идти по другому.
В связи с чем два вопроса:
2. Сделать колесо на 3д принтере сразу с отверстием под вал 4-6мм, в зависимости от двигателя и закрепить как обычную муфту переходну на
шуруп сбоку/сверху. Правда колесо нужно вот такое https://www.robomow.com/wp-content/uploads/2018/02/SPP9001A_1.jpg (170-200 мм), а вал всего 4 мм, вот что смущает.
Re: Крепление мотора к колесу
Myp » 15 июл 2020, 12:59
Сначала со скоростью вращения определись, у одного 40, а у второго 20 оборотов в минуту, скорость газонокосилки в 2 раза будет отличаться.
И с напряжением, один на 24 вольта второй на 12, бывают на 6, от этого зависит какой драйвер надо покупать и какие аккумуляторы (по моему мнению лучше высоковольтные, у них меньше ток, не нужные мощные драйвера, не нужны толстые провода и мощные разъёмы).
Компоненты шасси надо выбирать исходя из веса всей конструкции, если у тебя там под 10 кг ящик сварной из железных труб то колесо прямо на валу 4 мм плохая идея, редуктор долго не проживёт.
К этим моторам обычно фланец берут, т.к. надевать пластиковое колесо просто на короткий тонкий вал плохая идея, робот упрётся в стенку и провернёт вал в пластике.
Что-то типа такого http://dvrobot.ru/240/334/336/1145.html прикрутить 4 ботами к колесу.
Моторы сразу рекомендую брать с энкодером http://dvrobot.ru/240/286/287/405/3179.html с ними можно управлять траекторией движения.
Re: Крепление мотора к колесу
GarageMeister » 15 июл 2020, 14:25
Теперь по двигателям, в наличии в Москве вижу только вот такие двигатели, но ценник правда 4500 за штуку(ig16-gm).
[url]https://stepmotor.ru/каталог/мотор-редуктор-ig-16gm04-1316[/url]
И непонятно с энкодером или нет. Видно реально тол ко из китая тащить.
Я так понимаю нужен 24 вольта, по оборотам, наверное 60-80 их же можно регулировать драйвером двигателя ln?
Re: Крепление мотора к колесу
GarageMeister » 16 июл 2020, 00:23
В итоге спецификация такая получается:
— Моторы с редукторами на привод, 12 вольт 20 об/мин или 50 об/мин (2шт.) — покупаем здесь http://roboparts.ru/products/zga25rp-20-ob-min-12v
— Мотор с редуктором для вращения лезвия, 12 вольт 1000 об/мин (1шт.) покупаем здесь http://roboparts.ru/products/zga25rp-1000-ob-min-12v
— Крепеж (под вопросом) 2 шт. — покупаем здесь http://roboparts.ru/products/30760177
— Фланцы/втулки на вал 4 мм (3 шт.) — покупаем здесь https://iarduino.ru/shop/Mehanika/vtulk . l-4mm.html
— Драйвер управления двигателями l298n (1 шт.) — покупаем здесь https://iarduino.ru/shop/Expansion-paym . l298n.html
— Arduino Mega 2560 (есть) — 1шт., но купить можно здесь например — https://amperka.ru или https://iarduino.ru
— Аккумулятор Delta DT 1207 — 1шт., можно купить здесь — https://www.vseinstrumenti.ru/rashodnie . -/dt-1207/
— Колеса приводные — заказываем 3д печать — пока не выбрал где:)
— Колеса стабилизационные — 1-2 шт. берем здесь — https://www.castorama.ru/koleso-mebel-n . 0-mm-seroe
— Временная платформа (1-2) металлические пластины плоские — вот тут можно взять по размеру https://www.castorama.ru/hardware/faste . ting-tapes
— Уголки-пластины (2 шт.) вот тут например — https://www.castorama.ru/hardware/ungles
— Ножи например эти — https://gardengear.ru/catalog/aksessuar . id_12_sht/
— Переходная полка между втулкой/муфтой двигателя и ножами — пластик — 3д печать
Буду признателен за замечания/предложения
Спасибо!
Re: Крепление мотора к колесу
Myp » 16 июл 2020, 01:37
1. моторы слишком слабые, там 2 ватт мощности и вал всего 4 мм, я бы что-то такое посмотрел, на 22 ватта http://roboparts.ru/products/zgb37rh-15-ob-min-12v и валом 6мм.
конечно можно снизить скорость вращения мотора драйвером, но мощность сильно упадёт, так что скорость вращения лучше сразу подобрать нужную.
2. для вращения лезвия нужен гораздо более высокооборотистый мотор и гораздо более мощный, у обычной робокосилки 4 тыщи оборотов и 60 ватт мощности, а ты выбрал на 1.2 ватта и тыщу оборотов. что-то вроде http://roboparts.ru/products/xd-3420-mo . 000-ob-min
мотор косилки можно включать просто реле, поищи реле для ардуины.
3. драйвер для слабых моторов подойдёт, но т.к. моторы не годятся, то и драйвер тоже мимо. Для мощных моторов драйвер можно такой посмотреть https://iarduino.ru/shop/Expansion-paym . anala.html
4. свинцовые аккумуляторы — барахло, но в принципе для первого раза сойдёт, по хорошему нужен li-ion с BMS контроллером.
и да, стоит понимать что в первый раз возможно что-то сдохнет и придётся покупать заново =)
Присоединение ведущего колеса к валу ШД
Присоединение ведущего колеса к валу ШД может представлять определенную проблему. На рис. 10.9 показан один из вариантов ее простого решения. Найдите пластмассовую шестерню большого диаметра с фиксирующим винтом. Осевое отверстие шестерни должно совпадать с диаметром вала ШД. Приложите шестерню к ведущему колесу по центру. Просверлите три сквозных отверстия на окружности шестерни через 120°. Скрепите ведущее колесо и шестерню с помощью винтов, гаек и шайб. Затем наденьте шестерню на вал ШД и закрепите ее фиксирующим винтом.
Рис. 10.9. Соединение ведущего колеса с валом двигателя
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Колеса
Колеса Еще одной проблемой для новичков являются колеса. К примеру, начинающие водители частенько забывают проверить состояние колес, прежде чем отправиться в дорогу. Речь даже не идет о проверке давления в шинах! Забывают и об обычном визуальном осмотре. Недавно автору
Все четыре колеса…
Все четыре колеса… Ни защитная надувная подушка, ни надувные резиновые бамперы для смягчения удара при столкновении, ни надувное запасное ветровое стекло (тоже полезная вещь!) не могут считаться главным применением воздушной подушки на автомобиле. На первое место нужно
3. Самовращающиеся колеса и неуравновешенные грузы
3. Самовращающиеся колеса и неуравновешенные грузы Можно смело утверждать, что все ранние попытки построить вечный двигатель связывались с созданием такого колеса, которое вращалось бы само по себе. Нетрудно понять, почему именно колесо оказалось в центре внимания
5. Капиллярное притяжение и колеса из губок
5. Капиллярное притяжение и колеса из губок Читателю, вероятно, приходилось наблюдать, как намокает полотенце, забытое на краю наполненной водой ванны. Происходит это оттого, что вода под действием так называемого капиллярного притяжения, пропитывая ткань, начинает
9.2. Получение Технических условий и Разрешения на присоединение мощности
9.2. Получение Технических условий и Разрешения на присоединение мощности Данный этап оформления договора энергоснабжения регламентируется (для нашего примера) требованиями Службы присоединения и перспективного развития (СПиПР) ОАО «Московская городская
Глава 2 ПОЛУЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И/ИЛИ РАЗРЕШЕНИЯ НА ПРИСОЕДИНЕНИЕ МОЩНОСТИ
Глава 2 ПОЛУЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И/ИЛИ РАЗРЕШЕНИЯ НА ПРИСОЕДИНЕНИЕ МОЩНОСТИ Вопрос 39. Кто имеет право на технологическое присоединение своих энергопринимающих устройств (энергетических установок) к электрическим сетям?Ответ. В соответствии с ФЗ «Об
Грузовые автомобили. Колеса
Грузовые автомобили. Колеса Трудно найти в настоящее время человека, который бы не представлял, что обозначает слово «машина». Слово и понятие настолько прочно вошли в наш лексикон, что многие не задумываются над тем, какой глубокий смысл заложен в нем.В политехническом
Изобретение колеса
Изобретение колеса Современные автомобили в том виде, в котором мы привыкли их видеть, сконструированы несколько десятков лет назад, история их изобретения насчитывает несколько сотен лет, а история изобретения колесных повозок несколько тысячелетий.А до этого прошли
Колеса грузовых автомобилей
Колеса грузовых автомобилей У грузовых автомобилей устанавливают дисковые и бездисковые (автомобиль КамАЗ) колеса с пневматическими шинами. В результате сцепления ведущих колес с дорожным покрытием их вращательное движение преобразуется в поступательное движение
Забористые колёса
Давно уже мы ломали голову как порадовать общественность (и себя=) доступным и качественным движителем для роботов. Ничего не выходило — готовые компоненты — слишком дорого, заказывать производство — тоже не бюджетно выходило, самим делать из не предназначенных для этого деталей — получается жуткий колхоз.
И вот после долгой и безуспешной борьбы с сервами, стеклоподъёмниками, шуруповёртами, колёсами от роликовых коньков, мебели и ещё чёрт знает от чего, когда мы уже сдались — закупили дорогие мотор-редукторы, крепёж и колёса…Совершенно неожидано, братья-коммунисты решили проблему с перевыполнением плана=)
Встречайте — колёсный узел от китайского робота-пылесоса!
Это законченный агрегат с 12 вольтовым мотором, металлическим редуктором, энкодером, с симпатичным колесом в цепкой резиновой покрышке, с подвеской и датчиком отрыва от пола! Причём всё это весьма приличного качества.
Ниже всё подробно, с разборкой и большим количеством фоток.
Есть колёса левые и правые — отличаются зеркально. Далее рассматривать будем левое
Разглядим внешне: 
Состоит агрегат из двух частей — «мотоблока» (двигатель-редуктор-колесо)и «корпуса» в котором всё это подвешено и закреплён разъём.
Мотоблок качается на оси закреплённой в «корпусе» так, что колесо ходит вверх-вниз. В свободном состоянии пружина в верхней части корпуса сжата и оттопыривает мотоблок создавая максимальный «клиренс» — 33мм.
Если на корпус нажать то пружина сжимается — получается своего рода подвеска=) 
Растягивается полностью пружина под весом 1.2кг и тогда просвет становится 13мм. Для не слишком тяжёлых роботов — сойдёт за подвеску для езды по коврам и порожкам.
При полностью оттопыренном колесе — замыкается микрик в верхней части корпуса — датчик отрыва от пола.
Так что можно выключать дисковые пилы своего робота-убийцы когда его поднимают(или наоборот включать…). А можно сделать чтобы он орал дурным голосом требуя вернуть его на землю =)
Снаружи всё ясно, начнём ковырять! Первым делом снимаем заглушки колпаки с колёсных болтов. 
Очень меня повеселила такая обстоятельная конструкция колеса=)Дальше больше!
Крутим три винта обнаруживаем, что диски у нас не просто литьё, а ещё и разборные: 
Резина низкопрофильная, мягкая, а чтоб не проворачивалась на дисках — сидит на «штифтах» 
Вывинчиваем ещё три винта, снимаем вторую часть диска и видим что проворот на оси колесу не угрожает — держится оно не только на винтах но ещё и на массивных выступах стальной ступицы. 
Не китайский запас прочности=)
Снимаем крышку редуктора и опять удивляемся — пластиковые шестерёнки не высыпаются на стол, отнюдь! 
Там опять всё из металла и пластмассой только прикрыто=)
Редуктор не разборный — заклёпан между двумя толстыми стальными пластинами и надёжно прикручен к металлическому корпусу двигателя. 
Всё обстоятельно, капитально и аккуратно — наверно делали пленные немцы…
У редуктора только одна шестерня пластиковая — вторая (на самом моторе — латунная) — наверно для демпфирования, в сервах такое, говорят, встречается. 
Выходная шестерня со ступицей сидит вот в таких массивных бронзовых втулках 
Хотелось бы шариковые подшипники но это было бы уже слишком=)
Так, с редуктором разобрались, приятно поудивлялись, полезем дальше.
Нужно разнять «мотоблок» и «корпус» — «располовинить»=)
Это оказалось весьма непросто — ось запрессована очень туго — пришлось жестоко выбивать, на удивление без последствий. Так же надо вывернуть два винта по бокам от разъёма и аккуратно снять пружину 
Корпус разнимается на верхнюю и нижнюю половины. 
Виден крючок для пружины на мотоблоке и пазы для платы разъёма в нижней части корпуса.
Никакого термоклея и стяжек — даже провод от микрика проложен в специальном канале=)
Если поднатужиться и выбить-вытянуть ось ещё дальше — можно отделить мотоблок от корпуса. 
Провода к разъёму не ахти какие гибкие и наверное могут со временем поломаться, если активно использовать подвеску — время покажет.
Кстати, со снятым корпусом открывается ещё одна замечательная возможность использования этого агрегата.
Кого смущает низкая посадка колёсного узла в сборе, могут его закрепить вот в таком виде 
Можно сделать как здесь.
Ковыряем дальше мотоблок.
Снимаем заднюю крышку и видим энкодер 
стянем кодирующий диск (16 просветов) 
под ним обнаруживается оптика и недурственный фильтр 
Отпаяем плату и удивимся ещё раз — фильтрец полнейший! 
кстати вот схема этой платы — обозначены провода приходящие на плату разъёма 
Двигатель снабжён честными медно-угольными щётками (а не трёт по коллектору латунными лепестками, как бывает в дешёвых движках) 
Мотоблок в полном разборе 
Плата-разъём, контакты «желтого металла», всё подписано=) 
Обратите внимание, что на плате разъёма один из выводов микрика-датчика отрыва соединён с землёй(см схему)
Распиновка: 
Пока мы в поисках правильной ответной части на этот разъём, замечу что шаг у него 2.54
и на него прекрасно напаивается кусочек PLD-шки (5х2). Совершенно без разборки, для удобства можно срезать часть пластмассы 
Эстеты впоследствии могут стянуть пластмаску с PLD-шки натянуть туда пластмаску от IDC10-MS 
В общем вот такая вот загагулина.
Работает негромко, резина тянет прилично. Крутится колесо начинает от 3В но тормозиться при этом слишком легко, при 12В на холостых вертится
90об/мин и тормозиться рукой с ощутимым трудом.
Зато измерили момент — при 12В поднимает до 1.7кг вертикально(на колесо намотана верёвка с подвешенным грузом.) Тесть крутящий момент на валу приблизительно 6кгсм(диаметр колеса 68мм).
Как всё это выглядит в динамике:
Сколхозили за 15минут телегу — скорость проверить. Просто батарея на моторы.
Скорость ползания с грузом в 3,8кг на 12В вышла около 0,29м/с.
- Двигатель — коллекторный постоянного тока
- Напряжение питания 12В (видимо)
- Ток ХХ 60мА (при 12В)
- Ток заторможенного 1,05А (при 12В)
- за оборот двигателя — 16 импульсов
- за оборот колеса — 1000 импульсов
- Диаметр колеса 68мм
- Ширина 15мм
- клиренс 13-33мм
- выжимается при 1,2кг на колесо
А на закуску — чертёж
Ну и наконец — купить это чудо восточной мысли и инженерии можно в нашем магазине.