Vad är en hoverboard och hur fungerar det?

Vår strävan efter snabbare och enklare transport kommer alltid att vara en resa och inte en destination. Ett av de trendiga och eftertraktade lägena för en individ är en Hoverboard. De är självstyrande tvåhjulingar som körs på batterier (ja, de flesta av dem). Dessa Humb-liknande Hover-brädor uppträdde först i "Back to the Future" 1989 men de kom till och blev populära för några år tillbaka. Även om de Hoverboards som används idag inte kan “Hover” är de väldigt intressanta när det gäller att förstå tillämpningen av olika sensorer. De kallas också självbalanserande skotrar.

Innan vi börjar med att det fungerar, låt oss först lära oss om 9-axlig sensor. De inkluderar accelerometer, gyroskop och magnetometer; alla tre sensorerna har vardera 3-axlar.

Accelerometer:

Mäter position i linjära 3 dimensioner (kartesiska koordinater) med variabel kapacitans. Här har vi kondensatorer för varje dimension där en av kondensatorplattorna hålls konstant och andra får variera sin position (de är mycket känsliga för positionsförändring). Förändringen i avstånd mellan dessa plattor kommer att orsaka förändring i kapacitans och därmed spänning, vilket ger oss ett kvantifierbart värde som vi kan övervaka och använda det där det behövs.

Gyroskop:

Det är den viktigaste komponenten, så mycket att det andra namnet på detta fordon är '' Gyro-skoter ''. Gyroskop mäter i grunden vinkelförändring genom massförskjutning inom gyro. Ett mekaniskt gyroskop består av koncentriska metallfälgar med en rotor i mitten medan ett elektroniskt gyroskop, som används för de flesta applikationer inklusive den här, är lite annorlunda. Den använder Coriolis Effect: när en massa rör sig i en viss riktning med en viss hastighet och när en yttre vinkelhastighet utövas vars axel är vinkelrät mot rörelsen, kommer en Coriolis-kraft att uppträda som kommer att vara vinkelrät mot båda, vilket orsakar vinkelrät förskjutning av massan. Denna förskjutning kommer att orsaka förändring av kapacitansen och därmed spänning ger oss ett kvantifierbart värde som motsvarar en viss vinkelhastighet.

Magnetometer:

Det mäter magnetfältet i förhållande till jordens magnetfält med hjälp av Hall Effect-principen. Även om vi inte har inkluderat den här i vår lista över komponenter nedan för att skapa din egen Hoverboard.

Nödvändiga komponenter för att bygga Hoverboard:

Om du planerar att bygga din egen Hoverboard är de viktigaste och minsta komponenterna som krävs:

• Två hjul,
• Två motorer, två IR-sensorer,
• Två gyroskop,
• Två lutnings- / hastighetssensorer,
• En logikkort,
• Ett batteripaket,
• En strömbrytare,
• Ett plastskal och
• En stark ram med central vridning (helst stål),
• Laddningsport (rekommenderas, om den inte är tillgänglig, krävs extern laddning varje gång)

Hur fungerar Hoverboard?

Hoverboards är byggda på ett sådant sätt att vart och ett av hjulen har sitt eget gyroskop, tilt- och hastighetssensor. De placeras vanligtvis under ramen där föraren placerar fötterna. När ryttaren har placerat fötterna på brädet, ger Gyroscope data till logikkortet när ryttaren lutar framåt eller bakåt. När föraren inte lutar ger IR-sensorn, som är placerad under fotplaceringen, data till logikkortet för att inte röra sig och inte köra motorn. På så sätt känner de trycket på fotplattorna och flyttar dessa självbalanserande skotrar därefter.

När den lutas i en viss riktning (framåt eller bakåt, beroende på svävarbrädet) till en definierad vinkel, vidarebefordras data från gyroskopet till logikkortet för att köra motorn som gör att hjulen kan rotera och föraren går framåt. Mer lutning ger dig mer fart.

Varje hjul uppfyller sitt eget gyroskop för att svänga. För en vänstersväng kommer föraren att flytta högerbenet framåt, vilket bara förflyttar högerhjulet, vilket håller motorn på det vänstra hjulet och en vänstervridning kommer att utföras. På samma sätt för högervarv ska vänster fötter flyttas framåt för lutningen. För att röra dig i cirklar, luta vem som helst framåt. Det är inte särskilt produktivt men det är kul J

IR-sensorer är mycket vanliga sensorer som använder infraröda strålar för att få reflekterad data från objektet för att mäta dess närvaro och avstånd från sensorn som kan användas för många applikationer.

Lutnings- och hastighetssensorerna mäter hjulens hastighet i varvtal (varv per minut) och skickar data till gyroskop och logikkort för att kontrollera hastigheten.

Den logikkortet är som centralenheten i Hover Board. Detta logikkort har mikroprocessor som huvudkomponent. Den skickar och tar emot data från alla sensorer, skickar bearbetade data med sin logik till motorerna för den nödvändiga rörelsen som ger kontinuerliga justeringar, vilket ger dig ett balanserande och centrerat fordon. Den hanterar också strömmen från batterierna och tar också hand om att den inte brinner ut.

Batteripaket är tillgängliga och det finns olika alternativ för denna komponent, men det vanligaste batteriet för denna applikation är ett 36V 4400mAH batteri. Du kan också skapa ditt eget batteripaket med ett gammalt bärbart batteri (dock rekommenderas det inte eftersom du måste hantera det med största försiktighet!)

Specifikationer för Hover Boards:

Dessa saker går vanligtvis till 15-20 km vid full laddning och smidiga vägar med maximal hastighet på 11-12 km / tim. Noll till full laddningstid är cirka 2 timmar, kan bära upp till 90-95 kg vikt och priset ligger i intervallet USD200 - USD300.

Om du funderar på att köpa en, leta efter god kvalitet, de som har…

• Bättre fälg över hjulen, för att hålla dig stilla kan det vara bra att trycka fötterna mot fälgen för att hålla dem stadiga.
• Bättre batterikvalitet eftersom det har varit några fall där batteriet exploderade på grund av dålig isolering, så kontrollera batteriets säkerhetsstandarder noggrant eftersom de inte har något skydd för överladdning
• Bättre programvara och logikprogram så att du kan använda sensorerna till fullo och ha en exakt enhet för dig själv. Kontrollera specifikt om det finns eftersläpande problem eftersom hela dataflödet bör vara i skarp realtid för att få bästa resultat.
• Hjul av rätt storlek, eftersom stora hjul behöver mer vridmoment och kraft för att flytta dem. Dessutom borde de inte vara för små eller så kan de inte bära vikten, vilket leder till dålig hastighet och energihantering

Det finns många varumärken tillgängliga att välja mellan, men du kan alltid göra en själv hemma och ställa in specifikationerna efter dina önskemål som: Dimljus kan läggas till för att lysa upp din väg, lysdioder för att visa dig vissa data som Green för alla - bra dataflöde och rött om någon sensor eller kort inte fungerar ordentligt och kortet måste startas om, fjädringar kan läggas till och batterikvaliteten kan också ökas.

Hover Boards trend:

Trenden med Hover-brädor började sedan den visades som ett fiktivt transportsätt bara för att se det komma upp som en verklighet, allt tack vare tekniken. Började som en kändisstil, det har nu nått till gatorna och husen till vanliga in i mainstream. Det är i bruk och efterfrågat sedan ett par år nu; sedan dess har det ställts inför många problem som gjorde en bock i försäljningen och efterfrågan. Skador från att rida styrelsen rapporterades, det förklarades osäkert när några av dem exploderade och rapporter om tanken att förbjuda dem publicerades, vilket drog sin trend mot nedförsbacke. Efter att ha mött alla dessa problem och stigit tillbaka från asken, denna självbalanserande skoterfinns nu på marknaden. Inte lika efterfrågad som den en gång var, men den är där och populär bland barn och tonåringar. Perfekt för de människor (särskilt arbetarklassen) som vill resa korta sträckor och se coola ut medan de har det. Hover-styrelser har återuppstått framgångsrikt och lovar att stanna kvar som en allmänt fordon under en längre tid.