Задние колёса с дифференциалом Roborace

Используйте задние колёса с дифференциалом из экосистемы Roborace для вхождения в повороты машинки Roborace. Модуль позволяет вращаться задним колёсам на одной оси с разной скоростью с сохранением непрерывного потока крутящего момента.

Задние колёса с дифференциалом отлично сочетаются с передними поворотными колёсами в рулевом методе управление машинкой Roborace.

Видеообзор

Подробности про Roborace

В современном мире умной робомашинкой никого не удивишь. Мы же пошли дальше и создали экосистему Roborace, в которой вы сами творец автомобиля и его тюнинга.

В центре системы базовая плата основания на выбор: Roborace или Roborace MiniQ. Для минимального старта к выбранной робоплатформе понадобится добавить базовый сет компонентов:

• Arduino Nano в качестве мозга системы.
• Модуль питания в роли аккумулятора автомобиля.
• Пару моторов с колёсами для придачи машинки в движения.
• Шаровая опора для балансирования робоплатформы.

Однако это только вершина айсберга, добавьте к машинке:

• Дальномер HC-SR04 для определения расстояние до препятствия.
• Бампер с датчиками линий для определения езды по дороге и детектирования обрыва.
• Датчик касания для фиксации препятствий путём физического контакта.
• Поворотные колёса для задания поворотов влево и вправо.
• Задние колёса с дифференциалом для прохождения поворотов с одинаковым усилием.
• Светодиодную матрицу для индикации событий.
• И многое другое.

Однако мы рекомендуем взять готовый набор Roborace, где мы всё собрали в одной коробке с увлекательной инструкцией по сборке и обучению программированию.

Всё это поможет вам создать свою собственную уникальную робомашинку, которая будет работать конкретно по вашей идеи и алгоритму.

Методы управления машинкой

Исторически в робототехнике сложилось, что мобильные робоплатформы бывают:

• Двухколёсные с балансирующей шаровой опорой в роли третьего ролика.
• Многоколёсные, где колёса механически связаны между собой в два тракта: левый тракт и правый тракт.

Все такие платформы для поворота используют дифференциальное управление — это когда поворот машинки достигается путём увеличение или уменьшение скорости одного из колёс в двухколёсной платформе или одного из трактов в многоколёсной платформе. В реальной жизни такой способ управления используют гусеничные машины, бульдозеры, танки и другие схожие средства передвижения.

Привычные же нам автомобили для поворота используют рулевое управление — это когда поворот машинки достигается путём поворота передних колёс влево-вправо.

Задние колёса с дифференциалом Roborace

В рулевом методе управления при повороте платформы влево или вправо нужно использовать дифференциал. Роль дифференциала — обеспечивать возможность вращения задних колёс на одной оси с разной скоростью с сохранением непрерывного потока крутящего момента. Для получения дифференциала нужно соединить два мотора последовательно и управлять ими как единым двигателем с одной педалей газа.

• Задние колёса с дифференциалом: моторы соединены последовательно и управляются как единый двигатель.
• Задние колёса без дифференциала: моторы не соединены последовательно и управляются как отдельные двигатели.

Мы решили учесть момент последовательного соединение моторов на платформе Roborace для рулевого управления и выпустили задние колёса с дифференциалом Roborace.

Начинка

Задние колёса Roborace c дифференциалом — это два соединенных последовательно мотора Flash-I²C.

Модуль относится к линейке Flash-I²C с адресом 0x09, который можно изменять программно. За получения информации от внешнего контроллера отвечает микроконтроллер STM32F030F4, который рулит драйвером моторов DRV8833, к которому подключено два двигателя GM12-N20 соединённых последовательно в одну цепь.

На плате два контура питания:

• Питание моторов: подводиться через разъём 2×PLS. Для коммуникации понадобится шлейф питания «мама-мама» (2 pin).
• Питание логики: подводится через разъём 4×PLS. Для коммуникации понадобится шлейф «мама-мама» (4 pin).

Подключение и программирование

1. Прикрутите задние колёса с дифференциалом Roborace к основанию платформы Roborace взамен штатных моторов. Для сборки рекомендуем использовать отвёртку.



2. Подключите питание моторов шлейфом питания «мама-мама» (2 pin) и питание логики шлейфом «мама-мама» (4 pin).
3. Вот и всё робоплатформа Roborace готова входить в любые повороты на треке.

Комплектация

• 1× Задние колёса с дифференциалом Roborace
• 1× Шлейф «мама-мама» (4 pin)

Характеристики

Общие

• Модель: Задние колёса с дифференциалом Roborace
• Совместимость: платформа Roborace
• Чип: микроконтроллер STM32F030F4
• Драйвер моторов: DRV8833
• Моторы
  • Количество моторов: два с последовательным соединением (для дифференциала)
  • Модель двигателей: GM12-N20
  • Тип двигателей: коллекторный
  • Материал шестерней редуктора: металл
  • Передаточное соотношение: 1:300
  • Диаметр выходного вала: 3 мм
• Контакты питания моторов:
  • Аппаратный интерфейс: 2×PLS
  • Напряжение питания: 2,7–12 В
• Контакты питания логики:
  • Аппаратный интерфейс: 4×PLS
  • Напряжение логики: 3,3–5 В
  • Программный интерфейс: I²C
  • I²C-адрес: 0x09

Ресурсы

Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по платформе Roborace.

Инструкции

• Введение в платформу Roborace
• Руководство по использованию мотора GM12-N20 (Flash-I²C)
• Расширенные возможности библиотек iarduino для шины I²C

Магазин

• Образовательный набор Roborace
• Ультразвуковой дальномер Roborace HC-SR04
• Датчик касания Roborace
• Бампер с датчиками линии (Узкий)
• Бампер с датчиками линии (Широкий)
• Поворотные колёса Roborace (Узкая колея)
• Поворотные колёса Roborace (Штатная колея)
• Задние колёса с дифференциалом Roborace
• Комплект знаков для домашнего курса Roborace

Библиотеки

• Библиотека для Arduino «iarduino_I2C_Motor»
• Библиотека для Arduino «iarduino_I2C_Software»

Документация

• Datasheet на микроконтроллер STM32F030F4
• Datasheet на драйвер моторов DRV8833