【導讀】“快樂大本營”中女神劉亦菲騎著平衡車優雅飄過的靚影是不是給大家留下了深刻的印象呢？如果能擁有那樣一款代步小車是不是很拉轟？但是看起來高端大氣上檔次的平衡車其實也能自己DIY哦。跟本文一起，DIY屬于自己的平衡車，其實就那么簡單！
“賽格威”平衡車看來神奇，但你有沒有發現它的原理其實很簡單呢？拜最新科技所賜，關鍵零件都可以在某寶上直接買到，而控制程序也可以查閱原理自行編寫。擁有自己的平衡車，其實非常簡單。
“賽格威”平衡車原理
“賽格威”的平衡問題，實際上是一個多級倒立擺問題。當一個人用手托住一根竹竿的底部使它在空中豎直不倒下，這就是一個一級倒立擺系統的模型。如果第一根竹竿上面用鉸鏈連著其他竹竿，或者竹竿本身具有一定的彈性（可比擬“賽格威”上的有骨骼和關節的大活人），就成了多級倒立擺。
“賽格威”的動態平衡原理和倒立擺相同，將最上方的乘客作為擺臂，然后控制車輪維持系統重心使乘客直立。當駕駛人改變自己身體的角度往前或往后傾時，“賽格威”就會根據傾斜的方向前進或后退，而速度則與駕駛人身體傾斜的程度呈正比以保持平衡。這里的一個巧妙設計是將乘客傳感和控制二合一了——“賽格威”前進或后退維持平衡的同時，也達成了按乘客意圖前進或后退的目的。最終，熟練的駕駛人可以和自己行走一樣，僅憑直覺就能完成前后左右各方向的運動，同時解放雙手和大腦思維。
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DIY自己的“賽格威”平衡車
和人類行走一樣，“賽格威”的控制也需要傳感器和致動器。它依靠MEMS技術制造的精密固態陀螺儀和加速度計感應車體的旋轉，速度和傾斜，高速微處理器計算傳感器數據，并驅動輪轂電機完成前進/后退/差速轉彎的動作。而在電路之外，為了讓它從實驗室中的倒立擺變成實用的代步車，還需要準備一些必需的結構零件和附件。
平衡車機械部分
此次設計的機械機構包括一個簡單的獨立懸掛。緩沖部分直接采用自行車的避震器（需要更換彈簧），機體做得不很緊湊，主要為了能夠拆卸折疊，便于收放和運輸。（要說明的是，結構已申請專利，請勿用于商業用途。）
這里貼一些制作圖片，詳細的零件工程圖列在最后。
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平衡車整機外形。
結構細節。
電機安裝部分。
電機為優耐特電機，250W，24v/質量不好，不作推薦。
電機法蘭部分剖視。
轉向機部分。
整機背面。
裝配過程。
鋰電池倉。
原設計為鉛酸電池，后一朋友為我無償提供了鋰電池，在此再次表示感謝。
車銑加工。
電機法蘭安裝。
整體安裝。
平衡車電路部分
主控采用AVR的ATMEGA_32，電機驅動為H橋驅動方式，元件選用的IR2184和IRF1405。傳感器選用IDG300和ADXL335，電流傳感器為ACS755。另外還有一些外圍的小功能，可有可無，不詳述了。
控制驅動PCB圖。
傳感器PCB圖。
PCB空板。
焊接需要注意的就是——別太馬虎就行。先焊低矮的元器件，再焊大個的！
焊接基本完成。
連接電機測試。
散熱器。
遙控和語音模塊。
控制程序部分
網友們的素質都很高，這里就提一些關鍵部分。一些個人認為有用的代碼附在最后。
流程圖。
平衡車車身角度獲取
選用的傳感器為模擬量輸出，因此只需要用單片機的AD采集數據后計算出角度值即可，需要注意的是，采集后的數據直接使用效果會很糟糕。需要再次進行濾波計算，得到一個準確、及時、抗擾動的真實角度數據。調速過程中可以用串口將數據輸出，輔助調試。
計算車輪速度
這里就是簡單的PID控制車輪轉速，如果不記得就百度看看。調試參數會花點時間，剛開始參數別調過大，否則抖動起來有危險！另外需要設置角度過大停機的功能。
獲取轉向數據。
轉向數據為采集轉向電位器而來，采集后的數據進行濾波處理后再用。轉向中間設置一個無效的死區，也是防止誤動作。
遙控
遙控為最普通的4鍵遙控器，某寶成品。
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語音
語音選用成品語音模塊，廠家提供完整說明文檔。
溫度
硬件原先選用18b20，很是遺憾這部分程序沒調通，可能原因1：系統必須有多處中斷，并且中斷服務程序比較多，因而打亂了18b20的時序，加上沒有示波器，因而沒調通。可能原因2：智商問題。
嘗試調試了近2小時無果后改用模擬量溫度芯片LM35D，電壓直接由電阻分壓而來。
其余部分可自由發揮。
附：零件工程圖（清晰版工程圖打包下載：http://bbs.cntronics.com/thread-230712-1-1.html ）
最后附上幾組重要代碼，以供參考。點擊下載“賽格威”平衡車重要代碼。
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