📌 این سری در دو بخش است
- بخش ۱/۲ (همین): اسکلت، چرخ‌ها، موتور هاب، سیستم فرمان سرو
- بخش ۲/۲: MPU-6050، PID آردوینو، درایور موتور، تنظیم و تست
موتورسیکلت خودمتوازن چطور کار می‌کند؟
موتورسیکلت خودمتوازن درست مثل دوچرخه‌سواری که یاد گرفتی تعادل حفظ می‌کند — اما به جای مغز انسان، یک میکروکنترلر با سنسور IMU این کار را انجام می‌دهد. وقتی موتورسیکلت شروع به کج شدن می‌کند، سیستم فوراً فرمان را به همان سمت می‌چرخاند (مثل آنچه ما به صورت ناخودآگاه انجام می‌دهیم) و این باعث می‌شود مسیر حرکت به سمت مرکز جرم بچرخد و تعادل برقرار شود.
موتور هاب (Hub Motor) موتوری است که مستقیم داخل توپی چرخ جاسازی شده — بدون زنجیر، بدون تسمه، بدون گیربکس. در اسکوترهای برقی و hoverboardها استفاده می‌شود. برای موتورسیکلت خودمتوازن ایده‌آل است چون اینرشی زیادی دارد که به پایداری کمک می‌کند.
🛠️ کارت پروژه
| ابعاد | طول ۶۰cm × ارتفاع ۴۵cm — چرخ ۱۰ اینچ |
| وزن هدف | <۲.۵kg (بدون باتری) |
| بودجه مکانیک | ~۱.۵M تومان |
| زمان ساخت | ۲ روز (اسکلت + مونتاژ) |
BOM مکانیکی
| قطعه | مشخصات | قیمت |
|---|---|---|
| پروفیل آلومینیوم ۲۰×۲۰mm | ۲ متر کل | ~۳۰۰K |
| چرخ ۱۰ اینچ Hub Motor ۲۴V | از hoverboard یا خرید | ~۵۰۰K |
| سرو MG996R | گشتاور ۱۳kg.cm برای فرمان | ~۱۵۰K |
| محور فولادی ۱۰mm | ۳۰cm — محور چرخ جلو | ~۸۰K |
| بلبرینگ 6200ZZ | قطر داخل ۱۰mm — ×۴ | ~۶۰K |
| براکت L آلومینیومی ۳mm | برای اتصال | ~۱۰۰K |
| پیچ M4/M5 ست | آلن | ~۵۰K |
| باتری LiPo 3S 2200mAh | ۱۱.۱V برای موتور | ~۳۵۰K |
طراحی اسکلت — ابعاد کلیدی
مرحله ۱: برش و آماده‌سازی پروفیل
- پروفیل آلومینیوم ۲۰×۲۰ را به این طول‌ها برش بزن: ۳۰۰mm ×۱ (بدنه اصلی)، ۱۵۰mm ×۲ (پایه‌های عرضی)، ۲۰۰mm ×۱ (ستون IMU).
- لبه‌های برش را با سندپیپر ۱۲۰ صاف کن.
- برای محور چرخ عقب (Hub Motor) یک براکت U-شکل از آلومینیوم ۳mm خم کن — عرض دقیقاً برابر عرض محور هاب موتور.
مرحله ۲: مونتاژ سیستم فرمان جلو
- یک لوله آلومینیوم ۱۶mm (fork tube) با زاویه ۲۰° نسبت به عمود روی محور چرخ جلو نصب کن.
- سرو MG996R را با براکت فلزی ضمیمه روی بدنه اصلی ثابت کن.
- با یک اهرم (horn) ۳۰mm و رود کنترل M3 سرو را به ستون فرمان وصل کن — ۱۵mm بازوی اهرم سرو کافی است برای ۳۰° چرخش.
- چک کن سرو در وسط محدوده حرکتش (۹۰°) فرمان مستقیم باشد.
مرحله ۳: نصب Hub Motor و محور عقب
- محور ۱۰mm را در براکت U پشتی ثابت کن با مهره و واشر نایلون.
- هاب موتور را روی محور بکش — بلبرینگ‌ها باید آزادانه بچرخند.
- سیم‌های موتور (۳ فاز برای BLDC یا ۲ سیم برای brushed) را با کابل‌تای مرتب کن.
چک‌لیست مکانیک
| تست | ✓ |
|---|---|
| هر دو چرخ آزادانه می‌چرخند | ⬜ |
| فرمان جلو ۳۰° چپ و راست حرکت می‌کند | ⬜ |
| مرکز جرم در ارتفاع مناسب است | ⬜ |
| هیچ لقی در محورها نیست | ⬜ |