3D

La stabilisation d'un pendule inversé est un problème classique en théorie du contrôle, et si vous avez déjà suivi un cours sur les systèmes de contrôle, vous vous souviendrez peut-être d'avoir vu des pages pleines d'équations différentielles et de diagrammes de bon augure juste pour décrire son fonctionnement de base. Même si cela peut donner l'impression qu'un tel système est terriblement compliqué, la mise en œuvre de toute cette théorie ne doit pas nécessairement être difficile du tout, comme le démontre [Limenitis Reducta] dans son dernier projet. Tout ce dont vous avez besoin est une imprimante 3D, des compétences de base en électronique et une connaissance de Python.

Les composants nécessaires sont une carrosserie, deux roues, des moteurs pour entraîner ces roues et de l'électronique. [Limenitis] démontre le processus de conception dans la vidéo ci-dessous (en turc, avec sous-titres anglais disponibles) dans laquelle il dessine l'ensemble du système dans Fusion 360 puis procède à sa fabrication. La carrosserie et les roues sont imprimées en 3D, avec des élastiques offrant une certaine traction aux roues qui auraient autrement des difficultés sur des surfaces glissantes.

Deux moteurs pas à pas entraînent les roues, contrôlés par un pilote de moteur DRV8825, tandis qu'un accéléromètre et un gyroscope MPU-9250 mesurent l'angle et l'accélération du système. La boucle est fermée par un Raspberry Pi Pico qui implémente un contrôleur PID : un autre classique de la théorie du contrôle, dans lequel les paramètres proportionnels, intégraux et dérivés sont réglés pour adapter la boucle de contrôle au système physique en question. Des entrées externes peuvent être fournies via une connexion Bluetooth, ce qui permet de contrôler le robot depuis un PC ou un smartphone et de le guider dans votre salon.

Tous les fichiers de conception et logiciels sont disponibles sur la page GitHub de [Limenitis] et constituent un excellent point de départ si vous souhaitez mettre en pratique une partie de cette théorie du contrôle. Les robots auto-équilibrés sont les favoris des hackers en robotique, les exemples ne manquent donc pas si vous avez besoin d'un peu plus d'inspiration avant de fabriquer les vôtres : vous pouvez les construire à partir de pièces disponibles dans le commerce, de morceaux de bois ou même d'un matériau sans soudure. planche à pain.