メイカフェア東京展示♪　倒立振子ロボ、スティックくん♪

完成 2021.09.05 公開（2024.09.21 更新） © CC BY 4+ visibility3382

完成 © CC BY 4+

2021.09.05 公開（2024.09.21 更新） visibility3382

簡単構成の倒立振子ロボです。メイカフェアで販売予定。5台程度
ソフトはそれなりに高度な技術を駆使？して...工夫してます。
スマホで操縦できます。倒れたらそれはそれでラジコンカーになります。

link https://twitter.com/shinichi_nin/status/1643733829067378688

sell arduino, M5StickC, 倒立振子, MAID, M5Stack_contest_2021, PID制御, カルマンフィルタ, Blynk

動画

開発素材: ツール

Blynk

デバイス

Arduino

M5StickC Plus

システム構成

StickCのIMUで加速度，角速度検出
ボディーの傾き、傾き速度を演算（カルマンフィルタ、ハイパスフィルタ等々）
モータをPWM制御で傾きを立て直す駆動制御演算（PID制御）
モータ駆動をヒステリシス補正、ギヤのバックラッシュ補正
駆動パルス∝電圧∝およそ回転速度原理より、PWM積分で位置推定（ドリフト補正処理を工夫した）
スマホ指令値により目標位置設定し移動制御

動作紹介のYoutubeを追加しました。　・路面違いでの倒立動作　・楊枝の腕で荷物持たせた時の倒立動作

ストーリー: M5stickの小型ながら、高性能CPU、IMU、充電池、LCD内蔵を活かして、小型でかわいい倒立振子ロボを少ない周辺部品として安価で作りました。　

小型になると固有振子周波数が高くなる（倒れるまでの時間が短い）ので制御が難しくなります。そこは、ESP32の高い演算性能を使って・・・カルマンフィルタ,相補フィルタ,ハイパスフィルタ、PWM積分を利用した位置推定...等々を駆使することでモータの回転エンコーダがないにもかかわらず、かなり安定した定位置倒立を可能にできたと思います。

M5Stickで倒立振子ロボを作られてる方はネットで見かけます・・・が、 3Dプリンタで作ったシンプルデザインなボディ、LCDでかわいい演出、安定した制御など簡単な構成にもかかわらず完成度の高さがちょいと自慢です♪ ライントレースロボに変身して、回転速度計にもなったりします。

東京メイカフェアに出展予定でした・・・電子工作が好きな方でも３Dプリンタ持ってない方がスティック君が作れるようにボディを100円くらいで販売しようと思ったんですが...　売れたかなぁ...　　MFT中止、残念

Taking advantage of the small size of M5stick, high-performance CPU, IMU, rechargeable battery, and built-in LCD, we made a small and cute inverted pendulum robot as a small peripheral part at low cost. Twice

As the size becomes smaller, the natural pendulum frequency becomes higher (the time until it collapses is shorter), which makes control difficult. It uses the high computing performance of the ESP32 ... Kalman filter, complementary filter, high-pass filter, position estimation using PWM integration, etc., even though there is no motor rotation encoder, it is quite I think we were able to enable stable inversion.

People who make inverted pendulum robots with M5Stick can be seen on the net ... but we are proud of the high degree of perfection such as simple design body made with 3D printer, cute production with LCD, stable control ♪ Line It transforms into a trace robot and can also be used as a rotation speedometer.

I was planning to exhibit at the Tokyo Maker Faire ... Even if you like electronic work, I thought I would sell the body for about 100 yen so that those who do not have a 3D printer can make a stick ... I wonder if it sold ... MFT canceled, sorry

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