树莓派自平衡Segway搭建全攻略
步骤1:准备材料
- 树莓派2(已安装Raspbian),5V AC-DC适配器供电 – $45.00
- USB Wi-Fi适配器(如Edimax) – $10.00
- 两个直流电机、两个车轮、轻量车架、亚克力板、电机支架、铜柱、轴联轴器、各类螺丝 – $50.00
- 电机齿轮比1:34;若扭矩和速度允许,1:21比率性能可能更好。
- 12V AC-DC适配器 – $4.00
- L293D电机驱动芯片 – $3.00
- MPU6050六轴IMU – $3.00
- 830点面包板 – $4.00
- 跳线(公对公、公对母) – $3.00
- 扎带(8个) – $1.00
- 总计:约$123.00
步骤2:组装车架
按提供的说明安装电机、车轮和电子元件到底盘。用亚克力板打造简洁低轮廓外观。
步骤3:电路接线
按下图连接MPU6050和L293D到树莓派及电源,使树莓派能读取运动数据并驱动电机。
- MPU6050 VCC → 树莓派引脚1 (3.3V)
- MPU6050 SDA → 树莓派引脚3 (SDA)
- MPU6050 SCL → 树莓派引脚5 (SCL)
- MPU6050 GND → 树莓派引脚6 (GND)
电机驱动连接:
- 左轮:树莓派引脚11、13、15 → L293D引脚2、7、1
- 右轮:树莓派引脚16、18、22 → L293D引脚15、10、9
- L293D引脚3 & 6 → 左电机端子 (M+、M-)
- L293D引脚14 & 11 → 右电机端子 (M+、M-)
- L293D Vs → 12V电源
- L293D Vss → 5V电源
- L293D引脚4、5、12、13 → GND
用12V适配器给L293D供电,树莓派用独立5V适配器供电。
步骤4:固定所有组件
用扎带将所有线缆和元件牢固捆绑,确保运行时不位移。
步骤5:软件安装
假设已安装Raspbian并能SSH登录,配置I²C内核模块和WiringPi库,以便树莓派与MPU6050通信并控制GPIO。
$ sudo apt-get install libi2c-dev
编辑/etc/modules启用I²C:
i2c-bcm2708 i2c-dev
确保黑名单文件/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf中以下行被注释:
#blacklist spi-bcm2708 #blacklist i2c-bcm2708
通过sudo raspi-config激活I²C(高级选项 → I²C)。重启树莓派:
$ sudo bash; sync; sync; reboot
验证模块加载:
$ lsmod | grep i2c
安装WiringPi:
$ sudo apt-get install git-core $ git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi $ cd WiringPi $ sudo ./build
硬软件就绪后,即可编程利用MPU6050数据实现Segway自平衡。
制造工艺
- 树莓派2上使用DS18B20读取温度完整指南
- 树莓派结合 Maxim 1-Wire 传感器与 DS2482 I2C 桥接器的多点温度测量
- 树莓派精准监测机柜温度:DS18B20 多点部署实战
- 树莓派传感器数据融合实战:GPS 与 MPU‑9150 IMU 的 I²C 与 UART 接入
- 树莓派与 AS3935 闪电检测传感器实战指南
- 树莓派 2 无头模式水浸报警器:基于 Adafruit T‑Cobbler Plus 构建
- 树莓派与 BrickPi 构建 ThingSpeak 温度监测系统
- 树莓派低成本婴儿啼哭检测器 DIY 指南:Prota OS + Philips Hue + Volumio
- 树莓派实时人脸追踪云台:OpenCV + 舵机 + ServoBlaster 实战
- 树莓派自动化气雾栽培系统:湿度传感器智能控制
- 树莓派无需 LIRC 捕获红外遥控指令:Python UART 方案
- 液体增材制造:用液态材料构建3D物体