Construye un Segway Autoequilibrado con Raspberry Pi

Paso 1: Reunir Materiales

• Raspberry Pi 2 con Raspbian instalado, alimentado por adaptador AC‑DC 5 V – $45,00
• Adaptador Wi‑Fi USB (p. ej., Edimax) – $10,00
• Dos motores DC, dos ruedas, chasis ligero de coche, láminas acrílicas, soportes de motor, espárragos de latón, acoplamientos de eje y tornillos surtidos – $50,00
  • Relación de engranaje del motor 1:34; una relación 1:21 puede ofrecer mejor rendimiento si el par y la velocidad lo permiten.
• Adaptador AC‑DC 12 V – $4,00
• Driver de motor L293D – $3,00
• IMU MPU6050 de 6 ejes – $3,00
• Protoboard de 830 puntos – $4,00
• Cables jumper (macho‑macho y macho‑hembra) – $3,00
• Bridas (x8) – $1,00
• Total: ~$123,00

Paso 2: Montar el Chasis

Sigue las instrucciones del chasis para montar motores, ruedas y electrónica. Usa las láminas acrílicas para lograr un aspecto limpio y de bajo perfil.

Paso 3: Cablear el Circuito

Conecta el MPU6050 y el L293D a la Raspberry Pi y a la fuente de alimentación como se muestra. Esta configuración permite a la Pi leer datos de movimiento y controlar los motores.

• MPU6050 VCC → Pin 1 de la Pi (3,3 V)
• MPU6050 SDA → Pin 3 de la Pi (SDA)
• MPU6050 SCL → Pin 5 de la Pi (SCL)
• MPU6050 GND → Pin 6 de la Pi (GND)

Conexiones del driver de motor:

• Rueda izquierda: Pines 11, 13, 15 de la Pi → Pines 2, 7, 1 del L293D
• Rueda derecha: Pines 16, 18, 22 de la Pi → Pines 15, 10, 9 del L293D
• L293D pin 3 y 6 → terminales del motor izquierdo (M+, M-)
• L293D pin 14 y 11 → terminales del motor derecho (M+, M-)
• L293D V_s → fuente 12 V
• L293D V_ss → fuente 5 V
• L293D pines 4, 5, 12, 13 → GND

Alimenta el L293D con el adaptador de 12 V y la Pi con su propio adaptador de 5 V.

Paso 4: Fijar Todo

Usa bridas para asegurar todo el cableado y componentes firmemente, garantizando una construcción ordenada que no se mueva durante el funcionamiento.

Paso 5: Instalar Software

Asumiendo que Raspbian está instalado y puedes acceder por SSH a la Pi, configura el módulo del kernel I²C y la librería WiringPi. Estas permiten a la Pi comunicarse con el MPU6050 y controlar los pines GPIO.

$ sudo apt-get install libi2c-dev

Habilita I²C editando /etc/modules:

i2c-bcm2708
i2c-dev

Asegúrate de que el archivo de lista negra /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf tenga las siguientes líneas comentadas:

#blacklist spi-bcm2708
#blacklist i2c-bcm2708

Activa I²C vía sudo raspi-config (Opciones Avanzadas → I²C). Reinicia la Pi:

$ sudo bash; sync; sync; reboot

Verifica que el módulo carga:

$ lsmod | grep i2c

Instala WiringPi:

$ sudo apt-get install git-core
$ git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
$ cd WiringPi
$ sudo ./build

Con el hardware y software listos, ya puedes programar la Pi para equilibrar el segway usando los datos del MPU6050.