Come funziona un hoverboard?

Mi spiace dirvelo, ma quelli che oggi chiamiamo hoverboard in realtà non “si sollevano”, come il nome lascerebbe intendere. I veri hovering board sono stati immaginati dai romanzi di fantascienza e dal film “Ritorno al futuro”, e gli sviluppatori di prodotti stanno attualmente lavorando su quelli che si sollevano davvero, ma è uno sviluppo ancora completamente in corso. Come funzionano, quindi, gli hoverboard del presente, che trovi nei negozi?

I migliori hoverboard disponibili oggi sono comunque macchine impressionanti, con una tecnologia altamente avanzata. Rispondono alla pressione più sensibile e danno davvero al pilota una parvenza di volo stazionario. Allora, dato che sicuramente ne hai già visto qualcuno in azione, ti sarai probabilmente domandato: ma come funziona un hoverboard?

Inizierò con una risposta molto semplice, per coloro che hanno familiarità con l’hoverboard. Dopo aver caricato un hoverboard e averlo acceso, esso si bilancia da solo. Poi ci salite sopra con un piede, poi l’altro. Una volta che ti trovi su di esso con entrambi i piedi, continuerà a bilanciarsi, a patto che non appoggi il peso del tuo corpo in una determinata direzione (non farlo!).

Successivamente, quando si preme con la parte anteriore dei piedi (le dita dei piedi), la tavola inizierà a rotolare in avanti. Se premi con i talloni, andrà all’indietro. Poiché le due pedane sensibili sono vicine e possono far ruotare il mezzo indipendentemente l’una dall’altra, premendo in avanti solo con il piede destro la tavola girerà in senso antiorario.

Allo stesso modo, premendo con la parte anteriore del piede sinistro la tavola ruoterà in senso orario. Quindi, per dirla in modo molto semplice, un hoverboard funziona muovendosi e ruotando sulla base di segnali sottili che gli dai tramite la pressione del peso applicata dai tuoi piedi. Ma se sei venuto qui cercando una spiegazione più tecnica della tecnologia che c’è, continua a leggere!

Una spiegazione del funzionamento più tecnica

Gli hoverboard sono costruiti in modo tale che ciascuna ruota abbia il proprio giroscopio, sensore di inclinazione e di velocità. Questi sono in genere posizionati sotto il telaio dove il pilota posiziona i piedi. Una volta che il pilota è salito sulla tavola, il giroscopio fornisce i dati alla scheda logica quando egli si inclina in avanti o indietro. Quando il pilota non si inclina, il sensore IR, che è posizionato sotto il posizionamento del piede, fornisce dati alla scheda logica per non muoversi e non far funzionare il motore.

In pratica, quando sali su un hoverboard, due luci a infrarossi all’interno dell’hoverboard brillano su due sensori nelle ruote. Le luci dicono al motore di non accendersi. Nel frattempo, i sensori di inclinazione nelle ruote aiutano a mantenere l’equilibrio trasmettendo l’angolo di inclinazione alla scheda logica tramite i giroscopi. Quando si preme in avanti con uno o entrambi i piedi, le luci a infrarossi si spengono, facendo sapere alla scheda logica che dovrebbe iniziare ad alimentare i motori.

Le ruote dell’hoverboard, di solito con un diametro di 15, 20 o 25 cm, contengono i motori. Quando vengono avviati, forniscono potenza di rotazione, o coppia, alle ruote. Le ruote contengono anche i sensori di velocità e inclinazione. Questi rilevano i giri al minuto (rpm) di ciascuna ruota e inviano i dati alle schede di controllo della velocità e giroscopio, che si trovano all’interno del quadro principale, tra le due ruote.

I sensori di inclinazione / velocità lavorano con il giroscopio per monitorare la distribuzione del peso e i movimenti del pilota e tradurli in tempo reale. Il giroscopio forma anche il centro di gravità del mezzo e collega i tuoi movimenti da quel punto. I controlli di velocità si collegano nel frattempo con i sensori all’interno delle ruote per inviare azioni di inclinazione alla scheda logica principale.

Questa sofisticata tecnologia integrata ti consente di rallentare mentre premi all’indietro e di accelerare mentre premi i piedi / le dita dei piedi in avanti. Quindi, la “squadra” principale che lavora dietro le quinte è costituita dai giroscopi e dai sensori di velocità / inclinazione.

Anche i cuscinetti a pressione svolgono un ruolo importante nel rilevare i movimenti e nell’aiutarti a compiere il movimento in avanti o indietro. Troverai un pad a pressione con due interruttori su ciascun lato della tavola: uno sul davanti e l’altro sul retro. Questi interruttori sono progettati in modo da rilevare la distribuzione del peso e spostarti nella direzione in cui la pressione è maggiore.

Ultime ma non meno importanti, le batterie agli ioni di litio (spesso due di esse per ogni hoverboard) forniscono l’alimentazione ai motori. Si trovano spesso sul lato opposto della scheda rispetto alla scheda logica, per ridurre il surriscaldamento. Potresti anche scoprire che le batterie si trovano sul lato opposto rispetto alla porta di ricarica.

Come viene governato un hoverboard

I poggiapiedi percepiscono la pressione e muovono di conseguenza questi monopattini autobilanciati. Quando inclinato in una particolare direzione (avanti o indietro, a seconda della scheda usata) ad un angolo definito, i dati dal giroscopio vengono trasmessi alla scheda logica per far funzionare il motore che consente alle ruote di ruotare e il pilota si muove in avanti. Più inclinazione ti darà più velocità.

Ogni ruota è compatibile con il proprio giroscopio per effettuare le svolte. Per una svolta a sinistra il pilota muoverà in avanti la gamba destra, che muoverà solo la ruota destra, tenendo spento il motore della ruota sinistra e verrà eseguita una svolta a sinistra. Allo stesso modo per la svolta a destra, il piede sinistro dovrebbe essere spostato in avanti per l’inclinazione. Per muoverti in cerchio, inclina una gamba in avanti. Questo ultimo movimenti non è molto produttivo, ma è divertente!

I sensori IR sono sensori molto comuni che utilizzano i raggi infrarossi per ottenere i dati riflessi dall’oggetto per misurarne la presenza e la distanza dal sensore, e possono essere utilizzati per molte applicazioni. I sensori di inclinazione e velocità misurano la velocità delle ruote in movimento in rpm (giri al minuto) e inviano i dati al giroscopio e alla scheda logica per controllare la velocità.

La scheda logica è come l’unità di elaborazione centrale di un hoverboard. Funziona come un minuscolo computer situato all’interno dello scooter autobilanciato. Questa scheda logica ha un microprocessore come componente principale. Invia e riceve i dati da tutti i sensori, invia i dati elaborati con la sua logica ai motori per il movimento richiesto che fornisce regolazioni continue, dandoti un veicolo equilibrato e centrato. Gestisce anche l’alimentazione dalle batterie e si preoccupa pure che non si bruci.

Il feedback ricevuto dai controlli di velocità e dal giroscopio aiuta a identificare la svolta, l’accelerazione e la decelerazione. Riconosce anche la connessione che esiste tra i lati di ciascun pedale, ruota e relativi sensori. Queste caratteristiche si combinano per darti un buon equilibrio e mantenerti in piedi.

La scheda logica aiuta a controllare le diverse modalità utente che possono essere trovate in un hoverboard. Aiuta a fornire l’ammortizzazione consentita in modalità di apprendimento, che aiuta a limitare la velocità massima. Aiuta anche a rimuovere le ruote di allenamento quando effettui il passaggio da un principiante a un pilota professionista di hoverboard.

Impostare il giusto equilibrio è la chiave per guidare questi piccoli scooter autobilanciati e il fattore chiave è la gravità. In un hoverboard, la combinazione di giroscopi e sensori di inclinazione si uniscono per mantenere un centro di gravità basato sulla distribuzione del peso. Le azioni che esegui con i piedi segnaleranno alla scheda madre di rimanere bilanciata, accelerare o rallentare.