Projekt - SEGI

Bau eines Segway(c) Clone:

 

Erster Versuch mit einem Rahmen aus Bosch-Profilen und Räder vom Baumarkt.
Die Räder sind Räder für eine Scheibtruhe (Schubkarren).

Ich wollte hier eine durchgehende Welle verwenden, die es auch als Zubehör im Baumarkt gibt.
Auf die Räder sollte dann ein großes Zahnriemenritzel kommen, zur Untersetzung.

Die obige Idee habe ich aber schnell verworfen, weil für eine Untersetzung von 1:10 hätte ich ein zu großes Ritzel benötigt.

Diese Version  bekommt daher zwei Getriebemotoren. (a' 800 Watt )
 
Für die Montage der Räder, werde ich mir zwei Flansche drehen. Dafür musste ich die Felgen innen ausdrehen.
Gedreht hatte ich den Flansch aus einer Keilriehmenscheibe.

 

 Felge und Flansch.
   

Hier der Schaltplan für den Prototyp
 

Layout doppelseitig      
Unterseite in SMD       
 
Platine Isoliergefräst

Bestückungsseite        

Rückseite in SMD

Hoch-Ampere-Leiterbahnen wurden zusätzlich mit Kupferblech verstärkt.

Erster Einbau. (Prototyp)

Rechts sieht man den Netztunterbrecher aus dem KFZ-Handel. Mit dem unterbricht man normal die Batterieleitung im Auto.
Damit habe ich einen günstigen Schalter der einige Ampere aushält.

 
Erster erfolgreicher balancier Versuch :-)

Zum testen habe ich ein Aluprofil  mit 1m Länge und 80*80mm dicke montiert.

Als Kontroller habe ich mein Grafik-LCD-Modul mit einem Mega32 verwendet. Damit kann ich auch einfach, Werte zur Kontrolle ausgeben.

Der SEGI hängt auch noch an der Leine (Stromversorgung), damit ich nicht immer die Akkus laden muss.

 

Sodaaaa.....
Inzwischen habe ich meine Lenkstange fertig gemacht.
Konstruktionsprobleme gab es ein bisschen bei der Lenkerfederung.
Ich wollte unbedingt die Lenkung so wie beim org.Segway(c) machen. Also dass man mit dem Neigen des Lenkers nach links oder rechst, auch den SEGI nach links oder rechts steuern kann.
Die Vorgaben waren:
* Ein Poti soll mit der Drehachse zu verbinden sein.
* Der Lenker soll von selber in die Mittelposition zurückkehren.
* Einen Anschlag für rechst und links.
* Der Lenker soll abnehmbar sein... (wegen Transport).
* Eventuell noch ein Kabel zum Haltegriff 
      (für eventuelle Steuerung oder Einstellungen)

Der letzte Punkt ging sich leider nicht aus..
(Da werde ich mir noch was einfallen lassen..)
Das große Problem war die Rückführung der Lenkstange.
Ich hatte es zuerst mit einem Gummipuffer auf der Welle probiert. (So, dass sich der Gummipuffer verdrehen muss.)
Die Haltekraft in der Mittelposition war aber zu gering.

Jetzt habe ich mich mit zwei starken Federn beholfen, die ich unter der Achse gegen die Lenkstange drücken lasse.
Habe so auch gleichzeitig einen Anschlag.

Den senkrechten Alublock habe ich oben ca. 7cm lang abgedreht.
Dort kann ich dann die Lenkstange draufstecken und mit einer Schraube sichern.

Auf der Rückseite der 20mm Welle habe ich ein Loch für ein Poti reingebohrt. Das Poti wird mit einer kleinen Adapterplatte befestigt.
Provisorische Montage von
vier Bleigel-Akku's.
Je 12V und 7Ah, Typ FM1270
Ergeben : 24V / 14Ah

Jetzt ist der SEGI endlich ohne Leine.
Bin dann gleich mal eine Runde im Zimmer gefahren.. :-)

Und die neueste Errungenschaft, ein SEGI-Ständer aus Holz ;-)
So brauche ich nicht immer etwas unterlegen, wenn ich den Strom abschalte.

 

Und weiter geht es mit dem Projekt:

Es steht ein großer Umbau an:
Die Akkus sollen nach unten, Sensoren nach unten, Steckbrett weg, Grafik-LCD-Modul weg
und dafür eine neue Prozessorpaltine mit Mega32 und ein I2C-Lcd an den Lenker.

Großes Aufräumen:

Haupt-EIN/AUS Schalter kommt jetzt nach rechts vorne oben.
Dazu eine 50Ampere Sicherung aus dem Auto-Hifi-Berreich
und eine neue Universal_Mega32-Platine, die jetzt den SEGI steuern wird.
 

Die Universal_Mega32-Platine habe ich dafür neu entwickelt.
Natürlich wieder auf meiner kleinen Fräse, isoliergefräst.

Die Platine habe ich Universell ausgelegt, damit ich sie dann auch in anderen Projekten Verwendung findet.
Alle Port's sind auf 10polige Wannenbuchsen gelegt.
Angelehnt an die RN-Definition von roboternetz.de
http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/RN-Definitionen
Auf der Platine sind noch:
Spannungsregler (7805), I2C-Port(Intern/Extren), SPI-Port, ISP u.s.w.
 
Hier die neue Platzierung der Akkus.
Und mit Endstufe.
Die Endstufe wird dann noch neu gemacht, weil ein paar Gatter noch raufkommen, die vorher am Steckbrett waren..
 

Die derzeitige Verkabelung.
Upps....Das mittlere Kabel mit dem Silikonschlauch hängt nur zufällig da ins Bild..... Das ist die RS232-Leitung ;-)
Hier das Lenker-Terminal zum einstellen und abrufen von Werten. ( 3Zeilen mit je 12 Zeichen)
Darunter (blauer Knopf) ist der Joystick
der von einem PC-Joystick ausgebaut wurde.


Funktionen:

  • Passworteingabe zum starten des SEGI
  • auslesen von Parametern (zur Laufzeit)
  • ändern von Parametern (zur Laufzeit)
  • LED-Licht  Ein/Aus schalten
  • Akustisches Signalausgabe
Nun sind alle Akkus auf der Unterseite und auch der Gyro und der ADXL.

Rechts oben beim Lenker sieht man den Aktivierungshebel. (Bremslenker von einem Fahrrad)
Mit diesem aktiviere und deaktiviere ich die Motoren.
Ich hatte das in der Testphase so gehandhabt, dass ich am Lenker einen Taster hatte, mit dem ich schnell die Motoren ausschalten konnte, falls mal der SEGI ausbricht.
Das geht dann schneller, als wenn der Taster in der Grundfläche sitzt (wie beim originalen Segway(c) ) und man vorher runtersteigen muss, damit die Motoren aus sind.
Ich hatte auch keine passende Lösung gefunden, einen Taster in die Grundplatte zu integrieren.
Dieser sollte dann ja auch Wasser und Staubfest sein...

Heute bin ich das erste Mal im Freien gefahren :-)

Ein kleines Video das der Nachbar aufgenommen hat:

 

 
 

März 2009

Nach 3 Jahren Studium an der WIFI - Graz,  habe ich jetzt meine Meisterprüfung mit Auszeichnung bestanden.

Das Projekt SEGI war mein Meisterstück!

Jetzt bin ich Meister für:

Mechatroniker für Elektronik, Büro- und EDV-Systemtechnik

 

 
Das ist jetzt der letzte Stand vom SEGI-Projekt

Inzwischen sind noch Kotflügel dazugekommen und eine Beleuchtung.

Vorne befinden sich auch jeder Seite 3 Power Led's mit je 1Watt
(ergibt ein LED-Licht von 6 Watt )
Auf der Rückseite sind je Seite, 4 normale rote Led's angebracht.

Angesteuert werden die Led's mit zwei Konstantstromquellen die als Step-Down Schaltregler mit dem MC34063, ausgelegt sind.
Eingeschalten werden die Led's über das Lenker-Terminal per Joystick.

 


 

Perspektive von unten

Die Rückseite mit je 4 Led's pro Seite.

 

 
   

Die reinen Materialkosten, für den fertigen SEGI, belaufen sich auf ca. € 1000,-

Nicht dazugerechnet ist die Entwicklung, Prototypenbau und die Arbeitszeit.
Endstufe, Prozessorplatine und Konstantstromquelle wurden 3mal aufgebaut.
(erster Aufbau für Prototyp, zweiter Aufbau für Vortest, dritter Aufbau für Prüfung)

Technische Daten:

  • Versorgung          : 4 Bleigel Akkus mit insgesamt 24V/14Ah ( halten aber auf Dauer, den Spitzenstrom von 40 Ampere nicht aus )
  • Größe                 : 700mm Breite, 540mm Länge, 1270mm Höhe. ( Lenkstange demontiert = 420mm Höhe )
  • Reifen                 : 390mm * 110mm
  • Gewicht              : 42kg (mit 4 Bleigel Akkus)
  • Reichweite          : noch nicht getestet
  • Geschwindigkeit  : noch nicht gemessen, aber dürften sicher so 20km/h drinnen sein.

 

Bevor Anfragen kommen:
Das Projekt wird nicht in Serie gehen und es ist auch nicht zu verkaufen!

Grund:
Die Unfallgefahr ist für einen Verkauf zu groß. Im Gegensatz zum originalen Segway(c), wo alle Systeme doppelt ausgelegt sind und sich gegenseitig überwachen. Weiters müsste man den SEGI nochmals, ganz anders konstruieren.  z.B. gekapselte Elektronik und Mechanik, andere Getriebemotoren, Brushless-Motoren, andere Akkus (Lithium mit 30C) usw.

Ich suchte eigentlich nur nach einem Meisterstück-Projekt und angesteckt durch das Segway-Fieber ergabt sich dieses tolle SEGI-Projekt.
Rein von der Effizienz her, halte ich einen Segway(c) nicht für sehr sinnvoll. Man braucht dazu viel Technik, viel Leistung und hat dann auch viel Gewicht!
Aber der Spaß-Faktor ist schon sehr hoch, wenn man am Stand drehen kann  und verrückte Figuren fahren kann :-)

Effizienter wäre ein kleiner Elektroroller, mit Brushless-Radnabenmotor und Lithiumakkus. Den könnte man vielleicht so leicht konstruieren, dass man ihn noch tragen kann. Vielleicht wird das ja mal eins, meiner neuen Projekte ........ ;-)



Nachtrag:
Inzwischen hat sich bei mir das Segway-Fieber noch mehr ausgebreitet :-)
Ich habe mir jetzt einen Segway X2 (Golf) zugelegt.

Der Forschergeist ist in mir erwacht und ich erforsche gerade das Gerät.

Ich habe auch schon ein paar interessante Ideen dazu.
z.B.:

* Schnellladegerät ( Vollladung in ca.1-2Stunden)

* externe Stromversorgung des Segway's . z.B. mit externen Akkus, Brennstoffzellen oder speziellen Notstromaggregaten
   Dann könnte man auch die Grenze von 19km (X2) überwinden und wirklich damit die Berge erkunden.

* Lichtquelle für den Segway, die sich der Neigung anpasst.
   Diese sollte dann immer auf die gleiche Entfernung leuchten, egal ob sich der Segway
   nach vorne oder nach hinten neigt.


Aber da wird noch ein bisschen Zeit vergehen........

 



letzte Änderung: 07.10.2010

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