SEGWAY平衡滑板手工電子DIY教程

製作時間: 根據材料和知識準備的情況，2天到一週不等 製作難度: ★★★★★ GEEK指數: ★★★★★

為什麼我要撰寫此教程？

我把我的自動平衡滑板帶到了 2010 年 3 月在英國紐卡斯特舉行的 Maker Faire 展會上，男女老少都快擠爆我的攤位了，人人都想試一試，好奇的年輕人都想知道製作過程。

至今為止我已經研究這玩意兒好幾年了。

我一開始做了一個獨輪車，花了我三個月才讓它能夠平衡（而且非常糟糕），接著做了一個通過 Wii 的無線雙截棍遙控器控制的更輕便的雙輪車——這就是我現在這個機器。

這玩意兒造價非常昂貴而且製作起來很不容易。

我想嘗試能將一開始的“廉價”想法實現到什麼樣的地步,而且直至現在我也一直在嘗試。

 

 

我的長遠目標是製作出某種真正實用的“i-slide”（對，沒錯，這玩意兒——“氫燃料電池動力”平衡車——還只不過是個設計概念而已）之類的東西。

 

我設想的是一種你可以在校園裡用來騎行，不用的時候可以單手提起帶入室內的玩意兒。

因此它的輪子和電機必須不能過大，而且要輕得可以提起來！這就是為什麼我將頂層設計成理想的平面，這樣你就可以輕鬆地握住把手將它提在你的身邊到處走了。

這篇教程的方針是將所有的東西簡化到最基礎的部分，來看看我究竟能讓這種技術的成本降到什麼樣的程度，並且略微將它美化一下，不至於像是工業原型那麼嚇人，同時還是要能夠承受一個成人的負載。

我非常希望能有個 DIY 社群加入這個專案。

有哪個 DIYer 論壇想要加入嗎？（果殼DIY伸出蠢蠢欲動的爪子……）

 

所謂的“廉價”究竟能廉到多少？

這些東西顯然不是幾個硬幣可以搞定的，即使一再強調“廉價”也可能會花費上千。

本教程提到的材料如果買全新的話，大約將近 300 英鎊，你還得另選電池為它提供電力。

和許多電動小摩托一樣，你可以一開始用鉛酸電池，以後再花點銀子換成更給力的電池。

要是能看到有青少年也在鼓搗這玩意兒的話我就太欣慰了。這就是我之所以開發了這一廉價版本的原因——你不會在告訴你爸爸說要做這樣一個“教育”專案時嚇得他心臟病發作。

我融入了 KISS——讓事情傻瓜般簡單（Keep It Simple Stupid）的設計理念！

 

做起來容易嗎？

顯然這不是一個初出茅廬的 DIYer 能夠應付得了的，但在自動平衡載具專案的開展過程中，我發現它其實也難不到哪裡去。

這次我們還是要用到 Arduino 平臺的微控制器。

我在教程中將試著滴水不漏地地描述每一個步驟，因此，沒錯，你會看到很多照片，不過如果你是認真想要做一個東西出來的話這是很有幫助的。

整個過程也不會用到焊接，硬體安裝過程只需要螺釘螺栓和支架。

我還在 Arduino 論壇上做了該專案的 筆記 ：

 

成本合計（全部以新品計）：

○ Sabertooth 牌 2x25 瓦電機控制器（一件） 97 英鎊

○ Motors 牌 250 瓦24 伏適用於電動滑板的電機 （兩件），在易趣上賣價參差不齊，不過一般約每件 35 英鎊。

○ 每側的鏈條：9 英鎊就足夠買一根夠兩側用的鏈條了。

○ Arduino 平臺（一件）：20 英鎊

○ IMU（一件）：52 英鎊（據說有人找到了更便宜的）。

○ Razor 牌 E100 後輪元件（兩件）：在網上電動小摩托商店備件部上每件賣 24.99 英鎊。

含消費稅總計 273 英鎊，我認為這個價位對於自動平衡載具而言相當不錯了。

 

買了電池以後就會超出我 300 英鎊的預期，不過不會超出太多。和一般的 4 輪（在一個後輪上裝有一個電機的那種）電動滑板相比也頗具價效比。

英鎊目前匯率不高，1 英鎊相當於 1.5 美元左右。

Sparkfun 牌和 Razor 牌的小電機都是美國產的，也就是說也許你在美國買會更便宜些。

就我所知，Segway 在美國（至少是一些州）的人行道上是可以合法行駛的，也許你可以在專門的 segway 通道上自由行駛。

削減成本：如果你想要在電機控制器上省些銀子的話，可以參考某人成功地利用一臺 2 X 10 瓦的 Sabertooth 牌電機制作了一臺山寨 Segway。

那臺山寨 Segway 在水平地面上似乎還跑得挺給力的。

 

產權：

有人發信息詢問相關產權的問題。

我想說的是，如果哪個企業想要從我這裡瞭解更多資訊的話，請便。

這只是我的興趣罷了，哥也是有正經工作的人。

不過我曾經開過些小公司。但在這個問題上我持開放態度。

這個專案的教育價值遠比商業價值重要——至少我是這麼認為的！

 

另外，如果你對於獨輪型別感興趣，可以瞭解一下“enicycle”獨輪車，它真的創意十足，特別注意它驚人的轉向結構。

這就是來自德國的 ewee（出現於2010 年 8 月）

屬於德國的輕量級山寨 Segway 售價約 1200 美元。看上去就像幾塊被螺栓連線起來的金屬板。

有人批評它外觀醜陋，不過讓所有的金屬板都能由計算機控制切割成形並讓整個結構平滑安裝是一種非常聰明的節約成本的手段。

它採用和最小的那種 e-小摩托類似的小輪胎和帶傳動。

接下來我要在 另一教程 中展示的滑板車改造成“ewee”的風格。

 

除錯：

有人的覺得很簡單，有的人覺得很難。

我會寫一些 Arduino 平臺程式碼的除錯方案。

我寫了一段程式碼，讓你能夠在電腦上的 Arduino Serial 視窗中讀取加速器、陀螺儀以及總增益的值。它讓你能夠在連線電機之前測試平衡部件。

程式每秒只迴圈一次，而不是 100 次，所以它會以慢動作顯示出來！

我還會寫更多的除錯方案的。

想要程式碼的請 果斷點選此處 （為DBank網盤連結）

這裡是 視訊教程 ：

對那些有興趣嘗試用 Wii 來替代的朋友們，在 Arduino論壇 上有人在這一組合方案上做出了相當大的進展：

有人問我如何給一臺小型自動平衡機器人安裝小型的電機控制器,這裡發表了一篇有關小型 Arduino平臺驅動的 電機控制器的教程 ：

該作者絕對是平衡車達人，這裡是他的網站，來 圍觀 一下大神級別的牛人是怎麼玩轉平衡車的吧！ 

 

1   工具和材料● 如圖所示，將所有部件排排坐。

 

 

2   照搬小摩托輪胎● Razor 牌小摩托 E100 的鏈條驅動後輪。

● 它可以安放在滑板下面，且帶有全套的輪軸和軸承、鏈條齒輪也已準備就緒，真是拿來就能用。可以大幅減少你的工作量。

 

3   近看小摩托輪胎● 有一根穿過整個輪胎的螺桿。

● 在每一邊都有一長一短兩條套筒。

● 每一端的螺母都牢牢地將套筒和輪胎軸鎖緊了，讓整體能夠緊密地結合，而軸承依然能夠自由旋轉。

 

4   拆裝輪胎● 我們要將輪胎拆解開來，然後重新組裝，讓長的金屬管換到另一邊去，而短的也一樣換到這一邊來。

● 最後的效果就是輪胎能夠裝在平衡車的外側，而讓鏈條齒輪處於輪胎的內側。

 

5   重新組裝輪胎● 從另一個角度來看看組裝效果。

 

6   架構● 架構可不能偷工減料。 所有的東西都要和一塊寬 24 釐米厚 2 釐米的船用膠合板用螺釘相連。 你也可以選用其他的材料，不過得保證其柔韌性不太大，否則驅動鏈條的張力會在運轉時發生變化。

 

7   軸支撐● 用於支撐軸的支架也萬萬不可馬虎，你應該使用大型五金商店裡賣的那種角鋼支架。

 

8   軸裝配試驗● 你可以試試輪胎軸和支架的配合狀況。

● 兩個支架面對面相互對準了固定在平板上。

● 將軸穿過兩個支架上的兩個孔（務必保證所鑽的孔確確實實相互對準了。）

 

9   裝配軸實戰● 軸必須和該位置的一個大墊圈相配合，否則螺紋長度就不足以讓軸端螺母將所有的零件和通過軸的長、短管密實地結合起來了。

● 提示：先把軸像這樣用螺栓固定好，然後再把所有東西鎖緊。

● 然後，而且只有在這之後，你才能標記下 L 行支架在輪胎下面的重合區域，之後我們會用螺栓在這個區域將它們和平板連線。

● 將它們夾住，然後穿過這兩層鑽幾個孔，這些孔以後會在與木板連線時用到。我在鑽孔時還用螺栓（從下方）把軸固定在相應位置。要當心別鑽得太給力突然把兩層給鑽穿，傷到輪胎!我把底板的孔的位置定好了，讓鑽頭尖端不會在鑽孔時傷到輪胎！把孔小心翼翼地統統鑽好，然後就可以安心地將它們都用螺栓連線起來了！

 

10   調整軸● 如果某塊角鋼高於另一塊的話，要記得在鑽孔時將這個差值考慮在內！（紅筆標出容差範圍）

● 正如你在圖中看到的那樣，最後我鑽的孔偏向了一邊，所以進行矯正是必須的。

 

11   裝配輪胎● 這一步我們要把輪胎裝上，並用螺栓將其和板子相連。

● 請注意，如果你希望軸距儘可能地小，就像自動平衡的滑板那樣，那麼你可以將軸的內側軸端修剪掉一些，就像我這裡所做的一樣。

 

12   電機● 我們用的電機是小滑板車所專用的電動滑板車電機.你可以從電動滑板車供應商或者易趣網上買到它們。

這兩個都是 250 瓦 24 伏，預裝 11 齒鏈條齒輪的電機，它們的齒輪齒距和輪胎的鏈條齒輪是相互匹配的。

● 你可以選用 300 瓦的型號（看上去都一個樣）。 只要確保它們一模一樣就行了。

 

13   比較佈置方案● 下面我要談到的是最簡佈置方案。不過還有另一套可能適用於滑板的佈置方案，即電池放在平板下面，而電機放在上面——不過你需要自行研究。

● 鏈條是垂直運動的。兩邊完全對稱。

● “Emanual”板就是用的這種佈置方案。

 

14   置於板上的電機是個什麼狀態呢？● 我嘗試焊了一個框架來放置輪子，讓它們能夠受到架在板上的電機的驅動。

● 我不太喜歡這種方案。雖然這是可行的，但是電機會離開輪胎的鏈條齒輪很遠，我擔心會造成較多的鏈條鬆弛狀況，在平衡點附近產生振動。之後我就沒有在這條設計道路上走下去了。

 

15   鏈條● 我選的鏈條是 ASA 25-1 鏈條。我從英國的“Bearing Boys”購買了 2 米長的鏈條。

● 而右邊的小東西是你在縮短鏈條時所需要的連線件。

● 如果你不清楚如何縮短鏈條，可以交給自行車鋪搞定。

 

16   裝配鏈條● 鏈條既不能太緊也不能太鬆。太緊了電機會卡死。太鬆的話由於電機在固定位置平衡時會快速來回運動，其間將發生碰撞、產生振動。

● 把電機的螺孔開成槽狀，然後前後移動電機，摸索出一個張力適當的位置是個不錯的辦法。 我沒有這麼做，因為在我上次做另一個玩意兒的時候電機陷入了暴走，改變了所在的螺孔槽的位置，讓鏈條變鬆了。 如果你想這麼做的話，我建議你一定要一再測量，在仔細確認之後再鑽電機的螺孔。

● 我的建議是：將電機置於鏈條略微有點鬆的位置上。

● 拿出鉛筆和卷筆刀，把鉛筆削尖，只留出大約 1 英寸長的尖端。

● 不要移動電機，小心地將鉛筆穿過電機底板上的 4 個螺孔，然後在木基板上劃出需要鑽孔的位置。這樣它們就應該能夠剛好處於正確位置了。

● 從電機下方將 M6 螺釘擰入這 4 個螺紋孔。

 

17   鏈條鬆緊度● 這裡所示的鏈條有點太鬆了。 我們有必要將它矯正過來。

● 能像這樣提溜起來的就說明鬆弛了。

 

● 在電機內側的兩個螺孔之間插入一個墊圈。這樣可以略微抬高電機，從而略微拉緊鏈條。

● 在做這玩意兒的時候手術鉗很好用——還可以用來夾持焊接用線。

 

18   電子器件● 這是 Sparkfun 的 5 自由度慣性測量單元（IMU）。

這是他們生產的產品中適合本例的最便宜的一款——不過市場行情經常會發生變化。

● 它帶有一個 3 軸加速度計。

我們只需要用到其中的一根軸。

● 它帶有 2 個固態陀螺儀。

其中一個將用來和加速度計配合（通過一個“結合”過濾器）來保持整體的平衡。

另一個將用來讓整個機構避免突發的方向變化（例如一邊的輪子撞上了石頭），這樣它就不會團團轉了。

這可能比另一種解決方案——依據輪速程式設計——更容易，也更可靠。

● 我喜歡選用排線，因為它要整齊得多。

我在進行此類焊接工作時還喜歡選用藍色貼牆膠，因為它能將線路準確地保持在正確的位置，並能穩穩地固定電路板。

● 我線上頭上鍍好鋅，然後將它們焊在孔上。

● 請注意：有人在這裡找到了更便宜的（不同型號）的 IMU ：

你必須自行研究如何利用這款 IMU，也許還需要修改程式程式碼，不過它看上去還是挺適合本例的。

● 在談到這些東西的價錢時你一定會大吃一驚。

單是我獨輪車上的單軸陀螺儀大約就要價 100 英鎊（150 美元）了。

 

19   Arduino 電路板● 採用 Arduino 平臺。

● 我上次製作的機器使用的是機器人自動電壓調整電路板，不過 Arduino 要便宜些，要是你碰到問題了，還有相當活躍的網上論壇以及入門書籍供你尋求幫助，而且它易程式設計，還可以輕鬆地通過 USB 連線線上載軟體。

● 你可以在我過去的 自動平衡專案 的網站上找到歷史程式碼以及開發過程。

● 這張圖有點小，後面附有兩張稍微大點的圖。

 

20   連線 Arduino 電路● 這是我從前拍的一張 Arduino 電路板左側（主要是模擬輸入）的照片。

● 下面的圖表非常重要。

0 號模擬引腳：和 IMU 的 Y4.5 連線

1 號模擬引腳：分壓計（用來手動調節總體增益）的電壓輸入

2 號模擬引腳：和 IMU 的 X-rate 連線

3 號模擬引腳：和 IMU 的 Y-rate 連線

4 號模擬引腳：和 IMU 的 z-acc 連線

5 號模擬引腳：置空

● 分壓計接線：使用 10K 的分壓計。

● 分壓計一排上有 3 個引腳。

從最左邊到最右邊的引腳之間的阻抗應該為 10K 歐姆。

也就是說中間那個引腳相當於由控制旋鈕移動的那個活動的觸點。

● 將最右邊的引腳連上 Arduino 電路板上 +5V 電源引腳（用於給此類裝置供電）。

● 將最左邊的引腳連上一個接地引腳（標示有 Gnd）。

● 在這兩根接線中都串聯一個約 150 歐姆的電阻器，這都是為了避免現在這樣將觸點放在 5V 全壓輸出導致 5V 電壓直接不受限制地衝擊模擬輸入引腳。

這並不是非做不可的工序，不過為了安全起見我加上了這一步驟。

● 如果你在觸點（中間的引腳）和地線之間連上一個電壓表的話，它現在就能夠在移動的過程中輸出從 0 至 5V（大約）的電壓了——你應該測試一下，確保它工作正常。

● 然後把從中央的引腳引出的接線連上代表“總增益”的模擬輸入埠（也就是1號模擬輸入引腳）。

● 當你搞定這一步之後，你可以之後在 Arduino 程式程式碼中定下一個總增益值，這樣就再也用不到分壓計了。

不過，在機器運轉時測試程式中的其他變數也是很有用的。

● 請注意：在最新版本的程式碼中（只要用你常用的郵箱給我發信息，我就會發給你最新版本的程式碼，因為程式碼一直在更新變化）你會發現我利用一個式子來對分壓計值進行取樣，再將它平滑修改為移動的平均值。

這麼做是有原因的。

如果你在程式每迴圈一次都測試一次分壓計的值，並對它取樣，可以找到在分壓計所在模擬介面線路上的疊波中偏離較大的電壓峰位，這一（過量）值將在其餘式子中被放大。

換句話說，任何由電機等產生的疊波的電壓峰值都會通過這些式子被放大，造成電機的異常振動。

像分壓計之類的任何輸入裝置都應該像我所示的那樣經過調整，否則你就要保證電路的響應速度夠快（像陀螺儀和加速度計的資訊輸入）。

我在這一點上受過非常深刻的教訓，在我早期的試驗中各種各樣的偏離波形被放大，那真是太杯具了（其中有一次我在平衡演算法中用 4 個分壓計分別控制4個變數，就埋下了悲劇的種子）。

 

● 如圖所示是 Arduino 電路板的右側（主要是數字訊號輸入）。

● 數字訊號輸入：

4 號引腳：手柄的右轉訊號

5 號引腳：手柄的左轉訊號

6 號引腳：手柄上的平衡點微調開關

7 號引腳：手柄上的平衡點微調開關

9 號引腳：手柄上的緊急停止按鈕

● 數字輸出：

8 號引腳：示波器脈衝。程式每迴圈一次發出一個脈衝，我就可以測量出程式的週期時間，在需要傾斜一定角度時我們會用到這個值進行計算。別擔心，除非你大幅改動我的軟體，否則週期時間不會有太大的變化。

 

● 我們繼續連線 Arduino 電路板的引腳。

● 你需要一片帶有 3.3V 輸出引腳的新款 Arduino 電路板，因為 IMU 工作需要提供 3.3V 電壓。

● 注意：數字訊號輸入管腳（4,5,6，7,9）都必須接地。建議接地電阻為10K歐姆，儘管我用15K歐姆也OK。焊接這種活看起來有點荒廢光陰，但是這也是必須滴~

● 從圖上可以看到，電阻們接在一塊兒都是通過Arduino板另外一邊的黑色導線接地的。

 

● 有關我的 Arduino 板子上的連線細節。

● 我用從Maplins買到的聯結器來連線微控制器上的母頭，然後把導線焊接到頂部的短針上。

● 任何類似功能的裝置都可以用。

 

21   Arduino 電路的電源● Arduino 電路板由帶有開關的外接小盒中的 9V 電池驅動。

● 這樣做有如下幾點好處：

一、又給力又安全——我有一次接上了 12V 電池（接錯了），把一個 100 英鎊買來的陀螺儀燒壞了。

二、你可以在主電機控制器沒有通電的情況下除錯軟體。

三、便宜。

● 雖然山寨，但是便宜實用的中國製造電源還常常附贈一排介面，找到一個跟Arduino匹配的介面然後焊上從9V的電池盒裡接出來的導線，中間別忘加一個開關……檢查一下吧！

● 這樣在電機控制器關閉的情況下你也可以執行微控制器來除錯啦。

 

22   陀螺儀定位● 有時你會搞迷糊，不知道哪個陀螺儀在做什麼、在哪一根軸上旋轉。

● 我們之所以用到加速度計，是因為它可以提供準確的資料，確定哪裡是垂直方向（重力方向）。

不過它對於振動非常敏感，而我們恰恰缺少平滑的地板，常常在不平的地方行駛。

● 陀螺儀可以提供旋轉角度（例如機器的傾斜角度）的實時資料，它對振動並不敏感，但是，隨著時間的流逝它會產生漂移。

● 如果你像我在照片中那樣把 IMU 的線都接好了，那麼就能參考右邊的圖表了。

● IMU 很有意思，因為每個陀螺儀都有兩個電壓不同的輸出引腳。

其中一個相對而言不那麼敏感，但是隻適用於旋轉速度高於每秒 500 度的情況。

另一個更敏感一些，但可以工作在每秒 110 度以下的情況下。

因此我所寫的 Arduino 電路的軟體程式碼會在高速旋轉時讀取低敏感度的陀螺儀，而在低速旋轉時讀取敏感度更高的那個。

● “附加濾波器”法利用了它們各自的長處：用陀螺儀測量短時間內傾斜角的變化、用一段時間內加速度計的讀數平均值來得到向上方向的穩定值。這個值可以在後面校準陀螺儀的漂移。

● 如果你在網上查閱相關資料，會發現這種方法叫作 PID 整定。

還有一種叫做卡爾曼濾波器的方法，這是種更加複雜的數學方法。

但是有位工程師告訴我說只有當你知道控制輸入訊號是什麼樣的，這種方法才值得推薦。

而在本例中我們的“滑板”只是笨拙地想要保持平衡罷了，它並不知道我是不是偏移了重心，更不知道我的關節是否靈活什麼的。

於是他告訴我附加濾波器這一技術在實際情況下更適合採用。

● 我並非工程師，因此我敢說一定會有哪位網友對這一方面做一番擴充，要是我有說錯的地方也一定會指正。

● 不管怎麼樣，只要附加濾波器能正常工作就行了。

不管是多麼專業的模型玩家到了最後似乎也都必須手動對它們的裝置進行微調（ 在我的網站上有不少其他類 Segway 專案的連結 ）。

 

23   電機控制器● 這是一套 Sabertooth 牌 2 x 25 安（峰值電流 40 安）電機控制器，這樣的控制器適用於中等大小的機器人。

每一臺電機都必須能夠正反轉，並能夠頻繁地快速、不出差錯地切換方向。

● 我這裡用的是 250 瓦，峰值電流 13.7 安的型號（銘牌上是這麼寫的）。

瓦 = 安 x 伏，而我電機的電壓為 24 伏，這樣算下來電流就是 10.4 安。

無論如何這都不會超出 Sabertooth 的電流限幅。

● 它還必須能夠在發生大幅傾斜時提供足夠的出力，電機必須足夠大才能讓這個機器的加速度夠快，讓它穩穩地待在你的腳下。

● 因此除非你是這方面的磚家，否則自行設計一個電機控制器根本無從談起。

● 這套 Sabertooth 可以應付許多型別的誤操作，但即使它再牛逼你也不能把電池給裝反了！

● Arduino 電路可以通過多種方式向電機發送控制資料，但我選擇了一種叫做簡化序列模式的方式。

Sabertooth 的網站上有許多與此相關的可供下載的資訊。

● 它確實並非最便宜的，但絕對物有所值。

 

24   Sabertooth電機控制器的設定● Sabertooth 電機控制器可以通過一系列 DIP 開關（雙列直插式封裝開關）設定去配置不同的資料流和電源。

● 你需要如圖所示進行設定，讓它能夠工作在簡化序列模式、9600 波特率和鉛酸電池的條件下。

這些也都可以從他們的網站上下載。

 

25   連線電池● 我用兩節一般的 7 安時鉛酸電池串聯起來提供 24 伏的輸出。

主電源開關在當中直接將它們連線起來，從而也可以直接斷開。

● 然後再一次確認連入 Sabertooth 的電流方向是正確的。

 

26   連線手柄● 我的樸素版自動控制板使用一根無線 Wii Nunchuck控制器作為控制系統。

● 不過在本例中我們更在意的是削減成本。

● 因此我們在末端通過電纜連上一個手柄。

● 它有一個緊急停止按鈕（如果你發生了翻車等事故時會關閉電機），還有左右轉向按鈕以及一個用於微調平臺平衡點的按鈕。

● 如圖所示是線路圖。

● “D”表示 1500 歐姆的電阻器。

● A-> 簡單的按鍵型開關，鬆手後開關就開啟，與電機斷開。

● B-> 觸發類開關，你手不施壓的時候它就彈回平衡位置。這個開關有3個連線端，中心管腳與輸出管腳之一連線，取決於你按在哪個層級。

● C-> 跟B開關一樣。

 

27   手柄● 如圖所示是小塑料盒中的手柄的內部。

● 我用兩根紮帶將電纜末端固定住，這樣就無法輕易地將它從盒子上扯下來了。

● 這樣做既便宜又簡單。

● 緊急停止按鈕位於末端。

 

28   組裝手柄● 組裝完成的手柄的照片。

 

29   將手柄輸入端與 Arduino 電路相連● Arduino 模擬輸入端除了一個用作平衡之外都已經被佔用了。

● 所有的手柄的輸入端都要接入 Arduino 電路板另一邊的數字輸入引腳上。

我再一次用到了簡單的紮帶將電纜固定在板上，這樣線路就不會在與 Arduino 輸入引腳焊接的地方受到擠壓了。

● 我所用的電纜是含有 6 根或以上電線的遮蔽電纜。

●你也會看到我用 10K 的分壓計來控制總增益。

這讓你可以在操縱時簡單地做一些調整，讓這臺機器變得“疲軟”或者“給力”。

●好好玩兒吧！

 

30   輸入● 最後，要記住你需要在每個數字輸入引腳和地線之間各連上一個大約 10K 的下拉電阻。

● 你需要一雙巧手來完成這一任務。

● 我的焊點粗看看還挺不錯的，但放大了看就這麼恐怖了！

 

31   測試● 我首先用藍色貼牆膠把 IMU 固定住，否則在你鼓搗一陣之後就會發現它已經顛三倒四了！

● 當你確認它能正常工作了以後就適當地固定住它吧。

● 保護它不受輪胎揚起的塵屑影響，順便讓它往板的中央靠攏——這個位置是它最好的工作點。

 

32   緊急電源切斷開關● 最後一道工序。

在最近一次 Maker Faire 展會上我把我的獨輪車放在桌上，自個兒到處看熱鬧去了。

當我回來的時候發現有個小孩在桌子的一頭玩耍，而他爸爸正在鼓搗獨輪車上的開關，他試著按遍手柄上所有的按鈕想讓它跑起來——當時獨輪車傾向一邊。

他運氣不錯，電池當時不給力，獨輪車沒能跑起來。

要是他啟動了獨輪車，那麼這個重量級金屬巨獸就會由於自己傾斜過度而以 500 瓦的電機馬力衝向那個小孩兒了。

毫無疑問我會因此受到責問。

● 如果你計劃將你製作的玩意兒帶到類似展會之類的任何公開場合，並且將它放著供他人擺弄一段時間的話，我建議你裝上一些中斷裝置之類的東西，例如一個點火開關或者也許可以採用大電流繼電器（從汽車配件商店購買），要麼採用這種最簡單的拉力車的緊急電池切斷開關，它帶有一把鑰匙，你可以把鑰匙帶在身上。

它能夠輕易駕馭大電流，增加的配重也不多。

 

33   開工● 這裡就要講到平衡了。

這個版本的自動平衡滑板和我上一代雙輪自動平衡滑板用的是同一種電機和電機控制器，因此應該執行效果也是相同的。

● 它的軸距為 24 釐米，不過要是你把它們分得更開些，做出來的玩意兒就更有 Segway 的風格了。

● 它有趣的地方在於你可以把任何你想要裝的東西用螺栓固定在它上面，無論是 Segway、滑板、R2D2 機器人或者任何讓它看起來很潮很給力的部件！

● 外面有賣一種 R2D2 垃圾桶，修改一下就可以完美地放在它上面了。

** 主要部件（全新）: **

Sabertooth 牌電機控制器： 97 英鎊

電機：在易趣網上要價不等，大約在 35 英鎊左右

鏈條：9 英鎊

Arduino 電路板：20 英鎊

IMU 單元：52 英鎊

Razor 牌 E100 後輪元件：在大型電動小摩托配件商店裡每套賣 24.99 英鎊

 

含消費稅總計 273 英鎊，我認為這個價位對於自動平衡載具而言相當不錯了。

買了電池以後就會超出我 300 英鎊的預期，不過不會超出太多。

和一般的 4 輪（在一個後輪上裝有一個電機的那種）電動滑板相比也頗具價效比。

● 英鎊目前匯率不高，而Sparkfun 牌和 Razor 牌的小摩托都是美國產的，也就是說也許你在美國買會更便宜些。

● 你也可以試試買一臺二手的 Razor 牌 E100 電動小摩托，你可以從上面拆出一套後輪單元、一臺電機（不過也許太小了）、一些可供試驗用的電池以及相應的充電器，然後只要再買齊上述其餘的配件即可。

 

34   在滑板上重製● 在首次發表這篇教程以後我又將所有教程中用到的元件裝到了一塊用船舶用夾合板加固過的滑板上。

● 於是我有機會嘗試玩兒滑板了。

● 為了完成它，我略微修改了程式程式碼，改進（加強）了行駛狀態，還用第二個陀螺儀來改進轉向效能。

● 在轉向時陀螺儀會調整電機的出力，讓轉向速率保持恆定。

目前這個速度設得較低，為每秒 5 度，不過你可以在程式碼裡自行修改。

已經有讀者反饋說成功修改了。

● 如果你有興趣再加一個步驟的話，還可以利用分壓計來改變所需的轉向速率。

 

35   滑板露底照● 這就是滑板底部的模樣。

● 把加速度計/陀螺儀儘可能地放在板的中央。

● 另外，如果你像我那樣用藍色貼牆膠作臨時調整的話，要確保它能夠牢牢地固定住零件。

如果它會鬆脫晃動的話，滑板就會振動，而你根本無法查出故障原因！

● 這塊滑板已經是我能找到的最大的了。

另外，當你站在上面的時候，它的兩端會有輕微的彎曲。

這會讓鏈條變鬆的！

因此你需要用木料或者金屬將它撐向中央，或者在板頂邊緣進行加固。

只要從中心線延伸到電機所在的位置就行了。

 

最後來點好玩的：

 

這幅圖片很好得表達了上個世紀初（1900）年的人類們對於未來（二十世紀）的美好預期：沒有人需要步行。取而代之的是可謂標配的私人小輪車，絕對是一個讓人心嚮往之的願景，雖然人們在著裝上依然是那麼復古~

祝你成功！