In this project a cube was constructed with the intent for it to balance on one of its edges by regulating the speed of a reaction wheel. To be able to do this, a research was done to understand the mechanics of the system and to know what components were required for the project. A brushed DC motor was used with one reaction wheel on each end of its shaft, using the moment of inertia to convert the torque from the motor to an angular acceleration of the cube. A control system was implemented to regulate the speed of the motor depending on the angular offset of the cube. This control system was chosen to be a proportional–integral–derivative (PID) controller, and a number of different tuning methods were used to determine the parameters of said controller to create a stable system. Despite the different methods used, the cube did not successfully balance for a longer period of time. / Under detta projekt har en kub konstruerats med syfte att balansera på en av sina kanter genom att reglera hastigheten på ett reaktionshjul. En undersökning genomfördes för att få en bra förståelse för det mekaniska systemet samt för att ta reda på vilka komponenter som var väsentliga för projektet. En borstad likströmsmotor användes tillsammans med ett reaktionshjul på varsin sida av motorns drivande axel vars tröghetsmoment utnyttjades för att överföra momentet från motorn till en vinkelacceleration på kuben. En regulator implementerades för att styra hastigheten på reaktionshjulen beroende på vinkelavvikelsen från jämviktsläget. Regulatorn som valdes var en proportionell, integrerande och deriverande (PID) regulator och flera olika metoder användes för att bestämma regulatorns parametervärden som avgör dess egenskaper. Trots att olika metoder prövades lyckades inte kuben balansera under en längre period.

In todays society there are microprocessors in almost every new item that is produced for home use. They are all being connected and smart, and by that microcontrollers are playing an increasingly important role in peoples private life. In this thesis in mechatronics a controller will be implemented on an Arduino to make it possible for a cube to balance in upright position. The cube is in theory an inverted pendulum with one degree of freedom, and is intended to balance using an inertia wheel at the top of the structure. A PID regulator was used, and at the time this report was written, the right parameter values for the PID was not found. The cube is able to shift its position back and forth over the setpoint with support on each side to prevent it from falling. A bit more tuning is required to make it balance on its own / I dagens samhälle är det microprocessorer i nästan alla nya produkter som skapas för den privata marknaden. De är alla sammankopplade och smarta. I och med det spelar mikrokontrollers en allt större roll i människors dagliga liv. I den här rapporten inom mekatronik implementeras en regulator i en arduino för att balansera en kub stående på en kant. I teorin är en kub en inverterad pendel med en frihetsgrad och är tänkt att balansera med hjälp av ett reaktionshjul monterat överst på prototypen. En PID regulator användes och då denna rapporten skrevs hade rätt parametrar inte påträffats. Kuben klarar av att ändra position fram och tillbaka över referensläget då den blockeras från att ramla. För att den ska klara av att balansera av sig själv behöver regulatorn ställas in bättre.