製作一個ReactionWheel
在這個頁面中，我將介紹如何做一個反作用輪的機構（主要參考外國高手的作法）
在這個頁面中，我將介紹如何做一個反作用輪的機構（主要參考外國高手的作法）
材料篇
材料篇
機構硬件組成
機構硬件組成
看起來是很單純的，就一個底座+L型固定鐵+馬達及架子，除了壓克力架子自己製圖雷切，其他就用買的(底座木頭是茶杯墊)，就近到小x百貨找，蠻方便的，培林我使用外徑22mm內徑8mm厚7mm，固定的方法就想點辦法
看起來是很單純的，就一個底座+L型固定鐵+馬達及架子，除了壓克力架子自己製圖雷切，其他就用買的(底座木頭是茶杯墊)，就近到小x百貨找，蠻方便的，培林我使用外徑22mm內徑8mm厚7mm，固定的方法就想點辦法
L型鐵片
L型鐵片
這個可不是電子材料，是水電用品區才能找到的(小X百貨)，我找的這個蠻厚重的，我希望穩定度高一點，一邊用二根尖頭螺絲鎖在木板上，另一邊就用4mm的螺絲來鎖馬達架
這個可不是電子材料，是水電用品區才能找到的(小X百貨)，我找的這個蠻厚重的，我希望穩定度高一點，一邊用二根尖頭螺絲鎖在木板上，另一邊就用4mm的螺絲來鎖馬達架
飛輪
飛輪
這是一個直徑大約20公分的壓克力輪板，周邊帶八個孔是鎖螺絲及螺母（使用一分半的約m4.5）加重量用的，中間孔形是搭配買的Nidec24H馬達軸心
這是一個直徑大約20公分的壓克力輪板，周邊帶八個孔是鎖螺絲及螺母（使用一分半的約m4.5）加重量用的，中間孔形是搭配買的Nidec24H馬達軸心
Nidec24H直流無刷馬達
Nidec24H直流無刷馬達
這馬達可是日本製的，我以前沒用過無刷馬達，還研究了一番，有在玩飛控的玩家應該就熟悉得多，不過如果使用無人機的馬達，通常都是三條線且需要電變才能驅動，不過在這個case中，我們需要馬達有剎車且能正反向轉，Nidec這款又便宜又內建驅動，省得額外得研究編碼器（實在不懂呀！）
這馬達可是日本製的，我以前沒用過無刷馬達，還研究了一番，有在玩飛控的玩家應該就熟悉得多，不過如果使用無人機的馬達，通常都是三條線且需要電變才能驅動，不過在這個case中，我們需要馬達有剎車且能正反向轉，Nidec這款又便宜又內建驅動，省得額外得研究編碼器（實在不懂呀！）
Nidec24H直流無刷馬達排線說明
Nidec24H直流無刷馬達排線說明
這張線路說明也是在網路上找了好一下子，台灣這兒好像很少賣這種馬達，網路上的賣家大都是對岸出貨的，馬達會附八條線的接頭，有一點要注意的：別看到紅色的就以為是電源正極，有時附的線顏色是亂跳的，主要是馬達朝上時，線路如左圖由左至右→12v+、GND、BRAKE、PWM、CC/CW，這五條會用到，其他三條不插
這張線路說明也是在網路上找了好一下子，台灣這兒好像很少賣這種馬達，網路上的賣家大都是對岸出貨的，馬達會附八條線的接頭，有一點要注意的：別看到紅色的就以為是電源正極，有時附的線顏色是亂跳的，主要是馬達朝上時，線路如左圖由左至右→12v+、GND、BRAKE、PWM、CC/CW，這五條會用到，其他三條不插
電路及Arduino程式
電路及Arduino程式
電路配置
電路配置
Arduino程式及電路配置主要參考立陶宛高手Rem-RC釋出的文件，github.com/remrc/One-Axis-Reaction-Wheel-Stick ，一開始我按照電路圖上的標示到電子材料行去備零件，在麵包板上試著按照這個電路來接，圖上三極體是PNP的但沒寫型號，蜂鳴器是5V有源的。
Arduino程式及電路配置主要參考立陶宛高手Rem-RC釋出的文件，github.com/remrc/One-Axis-Reaction-Wheel-Stick ，一開始我按照電路圖上的標示到電子材料行去備零件，在麵包板上試著按照這個電路來接，圖上三極體是PNP的但沒寫型號，蜂鳴器是5V有源的。
※一開始我照著這個做是不成功的，我思考著是我無法掌握那個三極體的用法，不過它的功能應該只是放大訊號給蜂鳴器，不影響系統運作與否…
※一開始我照著這個做是不成功的，我思考著是我無法掌握那個三極體的用法，不過它的功能應該只是放大訊號給蜂鳴器，不影響系統運作與否…
※其實最重要的部份是檢查電線是否有斷芯的（杜邦線自己壓別用買的兩光線），電源供應能力是不是足夠（BLDC算是吃電怪獸），整個電路中MPU6050的供電如果不穩定就運作不起來
※其實最重要的部份是檢查電線是否有斷芯的（杜邦線自己壓別用買的兩光線），電源供應能力是不是足夠（BLDC算是吃電怪獸），整個電路中MPU6050的供電如果不穩定就運作不起來
在麵包板上實插元件
在麵包板上實插元件
我弄了個開關（避免插錯線零件立馬毀了，12V真有威力），這個是按照上面的電路圖來插的，但我三極體拿掉，在蜂鳴器的+極接上100歐姆的電阻後接到Nano的D7（程式碼改一下#define BUZZER 7）
我弄了個開關（避免插錯線零件立馬毀了，12V真有威力），這個是按照上面的電路圖來插的，但我三極體拿掉，在蜂鳴器的+極接上100歐姆的電阻後接到Nano的D7（程式碼改一下#define BUZZER 7）
GY-521(MPU6050)的SCL和SDA分別接到A5、A4
GY-521(MPU6050)的SCL和SDA分別接到A5、A4
馬達的電源接到12V，BRAKE接D8、PWM接D9、CC接D4
馬達的電源接到12V，BRAKE接D8、PWM接D9、CC接D4
GY-521模組用雙面膠貼在上方適當的位置就好，記著要擺正，開啟電源之後程式會檢測模組是否正常啟動，聽到蜂鳴器嗶三聲就是準備好了，把架子擺上來，就會發現馬達開始動作了
GY-521模組用雙面膠貼在上方適當的位置就好，記著要擺正，開啟電源之後程式會檢測模組是否正常啟動，聽到蜂鳴器嗶三聲就是準備好了，把架子擺上來，就會發現馬達開始動作了
Reaction Wheel Frame
Reaction Wheel Frame
一般來說，如果沒犯什麼錯，就順利地轉起來了，可以推它看看，應該發現軸心向右傾時輪子就向右轉，反之，軸心向左傾時輪子就向左轉
一般來說，如果沒犯什麼錯，就順利地轉起來了，可以推它看看，應該發現軸心向右傾時輪子就向右轉，反之，軸心向左傾時輪子就向左轉
※這個原理是旋轉物體的進動現象，當架子向左倒的時候，輪子向左旋轉時產生了向右的反作用力，而馬達軸是固定在架子上的，就等於把架子向右推的意思…
※這個原理是旋轉物體的進動現象，當架子向左倒的時候，輪子向左旋轉時產生了向右的反作用力，而馬達軸是固定在架子上的，就等於把架子向右推的意思…
自平衡測試台
自平衡測試台
製作一個單腳平衡的範本支架及台子，可以用來測試平衡的效果…感覺像是走鋼索的藝人
製作一個單腳平衡的範本支架及台子，可以用來測試平衡的效果…感覺像是走鋼索的藝人
再做一個平衡輪測試台
再做一個平衡輪測試台
再做一個小型的測試台
再做一個小型的測試台
再做一個固定式的測試台，底座用5mm的壓克力，輪座及輪子則3D列印（底座的壓克力必須有重量一點會比較穩固），平衡輪上用來配重的螺絲是 5/32（寬）X3/8(長)
再做一個固定式的測試台，底座用5mm的壓克力，輪座及輪子則3D列印（底座的壓克力必須有重量一點會比較穩固），平衡輪上用來配重的螺絲是 5/32（寬）X3/8(長)
