Simple Two-wheel Self-Balancing Robot Implementation

要約

CPS としても知られるサイバーフィジカル システムは、物理世界とデジタル世界の間でシームレスな対話と通信を可能にすることで、物理世界とデジタル世界を結合する新興技術分野です。
CPS の重要な特性の 1 つは、環境から入力を取得し、その情報を使用して物理世界のアクチュエーターを通じて出力を生成する機能です。
バランスロボットは CPS の代表的な例であり、センサーからの入力を使用して姿勢を継続的に監視し、車輪を通じて推力を生成したり慣性を操作したりして転倒を防止するための措置を講じます。
この特定のプロジェクトでは、逆振り子の概念を利用して、二輪自己バランスロボットが開発されました。
逆振り子はデフォルトでは本質的に不安定で、バランスを維持するために外力が必要です。
この場合、バランシング ロボットは車輪とモーターを使用してこの外力を生成します。
正確なバランスを実現するために、ロボットの設計にはステッピング モーターが利用されました。
さらに、ロボットは 4 つの基本的な方向に移動する機能を備えており、その動きは Bluetooth 経由でロボットに接続されたアプリを通じて制御されます。
これにより、ロボットの動きや動作を遠隔制御したり監視したりすることが可能になります。
全体として、この二輪自己バランスロボットの開発は、サイバーフィジカルシステムテクノロジーの可能性と能力を実証するものとして機能します。

要約(オリジナル)

Cyber-physical systems, also known as CPS, is an emerging field of technology that combines the physical and digital worlds by allowing for seamless interaction and communication between the two. One of the key characteristics of a CPS is its ability to take input from its environment and use that information to produce an output through actuators in the physical world. A balancing robot is a prime example of a CPS, as it uses input from its sensors to continually monitor its orientation and take action to prevent falling over by generating thrust through its wheels or manipulating its inertia. In this specific project, a two-wheel self-balancing robot was developed, utilizing the concept of a reverse pendulum. A reverse pendulum by default is inherently unstable and requires an external force to maintain its balance. In this case, the balancing robot produces this external force through the use of wheels and motors. To achieve precise balancing, stepper motors were utilized in the design of the robot. Additionally, the robot has the capability to move in four basic directions and the movement is controlled through an app connected to the robot via Bluetooth. This allows for remote control and monitoring of the robot’s movements and actions. Overall, the development of this two-wheel self-balancing robot serves as a demonstration of the potential and capabilities of cyber-physical systems technology.

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