Что такое ховерборд и как он работает?

Нашим стремлением к более быстрому и простому транспорту всегда будет путешествие, а не пункт назначения. Один из самых популярных и востребованных режимов для человека - это Hoverboard. Это саморегулирующиеся двухколесные автомобили, работающие от батарей (ну, большинство из них). Эти похожие на гантели доски Hover впервые появились в «Назад в будущее» в 1989 году, но они появились и стали популярными несколько лет назад. Несмотря на то, что используемые сегодня ховерборды не могут «зависать», они очень интересны, когда дело доходит до понимания применения различных датчиков. Их также называют самобалансирующимися самокатами.

Прежде чем приступить к работе, давайте сначала узнаем о 9-осевом датчике. Они включают акселерометр, гироскоп и магнитометр; все три датчика имеют 3 оси каждый.

Акселерометр:

Измеряет положение в трехмерных линейных измерениях (декартовых координатах) с использованием переменной емкости. Здесь у нас есть конденсаторы для каждого измерения, где одна из пластин конденсатора поддерживается постоянной, а другая может изменять свое положение (они очень чувствительны к изменению положения). Изменение расстояния между этими пластинами вызовет изменение емкости и, следовательно, напряжения, что даст нам измеримое значение, которое мы можем отслеживать и использовать там, где это необходимо.

Гироскоп:

Это самый важный компонент, поэтому другое название этого транспортного средства - «Гироскутер». Гироскоп в основном измеряет изменение угла по смещению массы внутри гироскопа. Механический гироскоп состоит из концентрических металлических ободков с ротором в центре, тогда как электронный гироскоп, который используется в большинстве приложений, включая этот, немного отличается. Он использует эффект Кориолиса: когда масса движется в определенном направлении с определенной скоростью и когда действует внешняя угловая скорость, ось которой перпендикулярна движению, тогда возникает сила Кориолиса, которая будет перпендикулярна обоим, вызывая перпендикулярное смещение. массы. Это смещение вызовет изменение емкости и, следовательно, напряжения, дающего нам количественное значение, соответствующее определенной угловой скорости.

Магнитометр:

Он измеряет магнитное поле относительно магнитного поля земли, используя принцип эффекта Холла. Хотя мы не включили его в наш список компонентов ниже, чтобы сделать вашу собственную Hoverboard.

Необходимые компоненты для сборки Hoverboard:

Если вы планируете построить свой собственный Hoverboard, то наиболее важными и минимальными необходимыми компонентами являются:

• Два колеса,
• Два двигателя, два ИК-датчика,
• Два гироскопа,
• Два датчика наклона / скорости,
• Логическая плата,
• Аккумулятор,
• Выключатель питания,
• Пластиковая оболочка и
• Прочная рама с центральной осью (желательно стальная),
• Порт зарядки (рекомендуется, если он недоступен, каждый раз потребуется внешняя зарядка)

Как работает Hoverboard?

Ховерборды построены таким образом, что на каждом из колес есть свой гироскоп, датчик наклона и скорости. Обычно они располагаются под рамой, где всадник ставит ноги. Когда гонщик ставит ноги на доску, гироскоп передает данные на логическую плату, когда гонщик наклоняется вперед или назад. Когда всадник не наклоняется, ИК-датчик, расположенный под опорой для ног, передает на логическую плату данные, чтобы они не двигались и не запускали двигатель. Таким образом они ощущают давление на подушечки для ног и соответственно перемещают самобалансирующиеся самокаты.

При наклоне в определенном направлении (вперед или назад, в зависимости от доски Hover) на определенный угол данные с гироскопа передаются на плату логики, чтобы запустить двигатель, который позволяет колесам вращаться, а гонщик движется вперед. Чем больше наклон, тем выше скорость.

Каждое колесо совместимо с собственным гироскопом, чтобы делать повороты. При повороте влево всадник перемещает вперед правую ногу, которая перемещает только правое колесо, при этом мотор левого колеса остается выключенным, и выполняется левый поворот. Аналогично для поворота вправо, левая ступня должна быть выдвинута вперед для наклона. Чтобы двигаться по кругу, наклоните любую ногу вперед. Это не очень продуктивно, но весело J

Инфракрасные датчики - это очень распространенные датчики, которые используют инфракрасные лучи для получения данных, отраженных от объекта, для измерения его присутствия и расстояния от датчика, которые могут использоваться для многих приложений.

Датчики наклона и скорости измеряют скорость движущихся колес в оборотах в минуту (обороты в минуту) и отправляют данные на гироскоп и логическую плату, чтобы контролировать скорость.

Logic Board похож на центральный процессор в Ховерборд. Эта логическая плата имеет микропроцессор в качестве основного компонента. Он отправляет и получает данные от всех датчиков, отправляет обработанные данные со своей логикой на двигатели для требуемого движения, которое обеспечивает непрерывную регулировку, обеспечивая балансировку и центрирование транспортного средства. Он также управляет питанием от батарей и заботится о том, чтобы они не перегорели.

Батарейные блоки легко доступны, и для этого компонента доступны различные варианты, но наиболее часто используемая батарея для этого приложения - это батарея 36 В 4400 мАч. Вы также можете сделать свой собственный аккумулятор, используя аккумулятор старого ноутбука (хотя это не рекомендуется, так как вам нужно обращаться с ним с особой осторожностью!)

Технические характеристики ховербордов:

Эти вещи обычно идут до 15-20 км на полной зарядке и ровных дорогах с максимальной скоростью 11-12 км / ч. Время от нуля до полной зарядки составляет около 2 часов, может выдерживать вес 90-95 кг, а его цена находится в диапазоне от 200 до 300 долларов США.

Если вы подумываете о покупке одного, ищите качественные, у которых есть…

• Лучше обод над колесами, потому что для того, чтобы оставаться на месте, упирайтесь ногами в обод, чтобы они оставались устойчивыми.
• Лучшее качество аккумулятора, так как было несколько случаев, когда аккумулятор взорвался из-за плохой изоляции, поэтому тщательно проверьте стандарты безопасности аккумулятора, поскольку они не имеют никакой защиты от чрезмерной зарядки
• Лучшее программное обеспечение и логическая программа, чтобы вы могли полностью использовать датчики и иметь точное устройство для себя. Конкретно проверьте, есть ли проблемы с запаздыванием, потому что весь процесс потока данных должен происходить в реальном времени, чтобы получить наилучший результат.
• Колеса подходящего размера, так как большим колесам потребуется больше крутящего момента и мощности для их перемещения. Кроме того, они не должны быть слишком маленькими, иначе они не смогут выдержать вес, что приведет к плохой скорости и управлению питанием.

Есть много брендов, которые можно выбрать из них, но вы всегда можете сделать один дома и установить характеристики по своему желанию, например: можно добавить противотуманные фары, чтобы осветить ваш путь, светодиоды, чтобы показать вам определенные данные, такие как зеленый для всех- хороший поток данных и красный цвет, если какой-либо датчик или плата не работают должным образом и необходимо перезапустить плату, можно добавить подвески, а также можно повысить качество батареи.

Тенденция ховербордов:

Тенденция к появлению ховербордов началась с того, что они были показаны как вымышленный вид транспорта только для того, чтобы увидеть, как они стали реальностью, и все благодаря технологиям. Начавшаяся как мода знаменитостей, теперь она достигла улиц и домов простых людей. Он используется и пользуется спросом уже пару лет; С тех пор он столкнулся со многими проблемами, которые повлияли на его продажи и спрос. Сообщалось о травмах в результате катания на доске, она была признана небезопасной, поскольку пара из них взорвалась, и были опубликованы сообщения об идее их запрета, что привело к ухудшению ее положения. Столкнувшись со всеми этими проблемами и воскреснув из пепла, этот самобалансирующийся самокаттеперь доступен на рынке. Не так востребован, как раньше, но есть и популярен среди детей и подростков. Идеально подходящие для людей (особенно для рабочего класса), которые хотят путешествовать на короткие расстояния и при этом выглядеть круто, ховерборды успешно возродились и обещают остаться в качестве средства передвижения обычных людей в течение более длительного времени.