Was ist ein Hoverboard und wie funktioniert es?

Unser Streben nach einem schnelleren und einfacheren Transport wird immer eine Reise und kein Ziel sein. Einer der angesagtesten und gefragtesten Modi für eine Person ist ein Hoverboard. Sie sind selbstkontrollierende Zweiräder, die mit Batterien betrieben werden (die meisten von ihnen). Diese Hover-Boards, die wie Hanteln aussehen, erschienen erstmals 1989 in „Back to the Future“, aber sie entstanden und wurden vor einigen Jahren populär. Obwohl die heute verwendeten Hoverboards nicht „schweben“ können, sind sie sehr interessant, wenn es darum geht, die Anwendung verschiedener Sensoren zu verstehen. Sie werden auch als selbstausgleichende Roller bezeichnet.

Bevor wir mit der Arbeit beginnen, sollten wir uns zunächst mit dem 9-Achsen-Sensor vertraut machen. Dazu gehören Beschleunigungsmesser, Gyroskop und Magnetometer; Alle drei Sensoren haben jeweils 3 Achsen.

Beschleunigungsmesser:

Misst die Position in linearen 3 Dimensionen (kartesische Koordinaten) mit variabler Kapazität. Hier haben wir Kondensatoren für jede Dimension, bei denen eine der Kondensatorplatten konstant gehalten wird und die andere ihre Position variieren darf (sie reagieren sehr empfindlich auf Positionsänderungen). Die Änderung des Abstands zwischen diesen Platten führt zu einer Änderung der Kapazität und damit der Spannung, wodurch wir einen quantifizierbaren Wert erhalten, den wir überwachen und bei Bedarf verwenden können.

Gyroskop:

Es ist die wichtigste Komponente, so sehr, dass der andere Name für dieses Fahrzeug "Gyro Scooter" ist. Das Gyroskop misst im Wesentlichen die Winkeländerung durch Massenverschiebung innerhalb des Kreisels. Ein mechanisches Gyroskop besteht aus konzentrischen Metallfelgen mit einem Rotor in der Mitte, während ein elektronisches Gyroskop, das für die meisten Anwendungen einschließlich dieses verwendet wird, etwas anders ist. Es verwendet den Coriolis-Effekt: Wenn sich eine Masse mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung bewegt und eine externe Winkelgeschwindigkeit ausgeübt wird, deren Achse senkrecht zur Bewegung ist, tritt eine Coriolis-Kraft auf, die senkrecht zu beiden ist und eine senkrechte Verschiebung verursacht der Masse. Diese Verschiebung bewirkt eine Änderung der Kapazität und damit der Spannung, wodurch wir einen quantifizierbaren Wert erhalten, der einer bestimmten Winkelrate entspricht.

Magnetometer:

Es misst das Magnetfeld mit dem Erdmagnetfeld unter Verwendung des Hall-Effekt-Prinzips. Wir haben diese jedoch nicht in unsere Liste der Komponenten aufgenommen, um Ihr eigenes Hoverboard zu erstellen.

Erforderliche Komponenten zum Erstellen eines Hoverboards:

Wenn Sie planen, Ihr eigenes Hoverboard zu bauen, sind die wichtigsten und minimal erforderlichen Komponenten:

• Zwei Räder,
• Zwei Motoren, zwei IR-Sensoren,
• Zwei Gyroskope,
• Zwei Neigungs- / Geschwindigkeitssensoren,
• Eine Logikplatine,
• Ein Akku,
• Ein Netzschalter,
• Eine Kunststoffschale und
• Ein starker Rahmen mit zentralem Drehpunkt (vorzugsweise Stahl),
• Ladeanschluss (empfohlen, falls nicht verfügbar, muss jedes Mal extern aufgeladen werden)

Wie funktioniert Hoverboard?

Hoverboards sind so gebaut, dass jedes der Räder über einen eigenen Gyroskop-, Neigungs- und Geschwindigkeitssensor verfügt. Sie werden im Allgemeinen unter dem Rahmen platziert, in dem der Fahrer die Füße platziert. Sobald der Fahrer die Füße auf dem Brett platziert hat, liefert Gyroscope Daten an die Logikplatine, wenn der Fahrer vorwärts oder rückwärts kippt. Wenn der Fahrer nicht kippt, gibt der IR-Sensor, der sich unterhalb der Fußposition befindet, Daten an die Hauptplatine weiter, damit er sich nicht bewegt und den Motor nicht laufen lässt. So spüren sie den Druck auf die Fußpolster und bewegen diese selbstausgleichenden Roller entsprechend.

Wenn die Daten vom Gyroskop in eine bestimmte Richtung (je nach Hover-Board vorwärts oder rückwärts) in einen definierten Winkel geneigt werden, werden sie an die Logikplatine weitergeleitet, um den Motor anzutreiben, der es den Rädern ermöglicht, sich zu drehen, und der Fahrer bewegt sich vorwärts. Mehr Neigung gibt Ihnen mehr Geschwindigkeit.

Jedes Rad ist mit einem eigenen Gyroskop kompatibel, um Kurven zu fahren. Bei einer Linkskurve bewegt der Fahrer das rechte Bein nach vorne, wobei nur das rechte Rad bewegt wird, wobei der Motor des linken Rads ausgeschaltet bleibt und eine Linkskurve ausgeführt wird. In ähnlicher Weise sollten für die Rechtskurve die linken Füße für die Neigung nach vorne bewegt werden. Um sich im Kreis zu bewegen, neigen Sie jedes Bein nach vorne. Es ist nicht sehr produktiv, aber es macht Spaß J.

IR-Sensoren sind sehr gebräuchliche Sensoren, die Infrarotstrahlen verwenden, um die reflektierten Daten vom Objekt zu erhalten, um dessen Vorhandensein und Entfernung vom Sensor zu messen, die für viele Anwendungen verwendet werden können.

Die Neigungs- und Geschwindigkeitssensoren messen die Geschwindigkeit der in Bewegung befindlichen Räder in U / min (Umdrehungen pro Minute) und senden die Daten an das Gyroskop und die Logikplatine, um die Geschwindigkeit zu steuern.

Das Logic Board ist wie die Central Processing Unit des Hover Board. Diese Logikplatine verfügt über einen Mikroprozessor als Hauptkomponente. Es sendet und empfängt Daten von allen Sensoren, sendet die verarbeiteten Daten mit seiner Logik an die Motoren für die erforderliche Bewegung, die kontinuierliche Anpassungen ermöglicht und Ihnen ein ausgleichendes und zentriertes Fahrzeug bietet. Es verwaltet auch die Energie aus den Batterien und sorgt auch dafür, dass es nicht durchbrennt.

Akkus sind leicht verfügbar und für diese Komponente stehen verschiedene Optionen zur Verfügung. Die für diese Anwendung am häufigsten verwendete Batterie ist jedoch eine 36-V-4400-mAH-Batterie. Sie können Ihren eigenen Akku auch mit dem Akku eines alten Laptops herstellen (dies wird jedoch nicht empfohlen, da Sie mit größter Sorgfalt damit umgehen müssen!).

Technische Daten der Schwebebretter:

Diese Dinge erreichen normalerweise 15 bis 20 km bei voller Ladung und glatten Straßen mit einer Höchstgeschwindigkeit von 11 bis 12 km / h. Die Ladezeit von Null bis Voll beträgt ca. 2 Stunden, kann bis zu 90-95 kg Gewicht tragen und der Preis liegt im Bereich von USD200- USD300.

Wenn Sie überlegen, eine zu kaufen, suchen Sie nach qualitativ hochwertigen, die…

• Bessere Felge über den Rädern, denn um ruhig zu bleiben, ist es hilfreich, die Füße gegen die Felge zu drücken, um sie ruhig zu halten.
• Bessere Batteriequalität, da es einige Fälle gab, in denen die Batterie aufgrund einer schlechten Isolierung explodierte. Überprüfen Sie daher die Sicherheitsstandards der Batterie gründlich, da sie keinen Schutz vor Überladung bieten
• Bessere Software und ein besseres Logikprogramm, damit Sie die Sensoren vollständig nutzen und ein genaues Gerät für sich haben können. Überprüfen Sie insbesondere, ob es Verzögerungsprobleme gibt, da der gesamte Prozess des Datenflusses in Echtzeit erfolgen sollte, um das beste Ergebnis zu erzielen.
• Räder mit der richtigen Größe, da große Räder mehr Drehmoment und Kraft benötigen, um sie zu bewegen. Außerdem sollten sie nicht zu klein sein oder das Gewicht nicht tragen können, was zu einer schlechten Geschwindigkeit und Energieverwaltung führt

Es stehen viele Marken zur Auswahl, aber Sie können jederzeit selbst eine zu Hause herstellen und die Spezifikationen nach Ihren Wünschen einstellen : Nebelscheinwerfer können hinzugefügt werden, um Ihren Weg zu beleuchten, LEDs, die Ihnen bestimmte Daten wie Grün für alle anzeigen. Guter Datenfluss und Rot, wenn ein Sensor oder eine Karte nicht richtig funktioniert und die Karte neu gestartet werden muss, können Suspensionen hinzugefügt und auch die Batteriequalität erhöht werden.

Trend der Schwebebretter:

Der Trend zu Hover-Boards begann, da es als fiktives Transportmittel gezeigt wurde, nur um es dank der Technologie als Realität zu sehen. Begonnen als eine Modeerscheinung der Berühmtheit, hat es jetzt die Straßen und Häuser der Bürger in den Mainstream erreicht. Es ist seit einigen Jahren in Gebrauch und gefragt; Seitdem hat es viele Probleme, die seinen Umsatz und seine Nachfrage belasteten. Es wurden Verletzungen durch das Fahren auf dem Board gemeldet, es wurde für unsicher erklärt, da einige von ihnen explodierten und Berichte über die Idee des Verbots veröffentlicht wurden, was den Trend in Richtung Abfahrt schleppte. Nach all diesen Problemen und dem Aufstehen aus der Asche ist dieser selbstausgleichende Rollerist jetzt auf dem Markt erhältlich. Nicht mehr so ​​gefragt wie früher, aber es ist da und beliebt bei Kindern und Jugendlichen. Hover-Boards sind ideal für Leute (insbesondere die Arbeiterklasse), die kurze Strecken zurücklegen und dabei cool aussehen möchten. Sie sind erfolgreich wieder aufgetaucht und versprechen, länger als gewöhnliches Fahrzeug zu bleiben.