החיפוש שלנו אחר תחבורה מהירה ופשוטה יותר תמיד יהיה מסע ולא יעד. אחד המצבים הטרנדיים והמבוקשים לאדם הוא Hoverboard. הם דו-גלגליים בשליטה עצמית המופעלים על סוללות (ובכן, רובם). לוחות Hover דומים למראה של משקולת הופיעו לראשונה ב"חזרה לעתיד "בשנת 1989, אך הם התקיימו והפכו פופולריים לפני כמה שנים. למרות ש- Hoverboards הנמצאים בשימוש כיום אינם יכולים "לרחף", הם מעניינים מאוד בכל הנוגע להבנת היישום של חיישנים שונים. הם נקראים גם קלנועיות בעלות איזון עצמי.
לפני תחילת העבודה זה, בואו נלמד תחילה על חיישן 9 צירים. הם כוללים תאוצה, גירוסקופ ומגנטומטר; לכל שלושת החיישנים 3 צירים כל אחד.
תאוצה:
מודד מיקום בממדים 3 לינאריים (קואורדינטות קרטזיות) באמצעות קיבול משתנה. כאן, יש לנו קבלים לכל מימד שבו אחד מלוחות הקבל נשמר קבוע ואחר רשאי לשנות את מיקומו (הם רגישים מאוד לשינוי במיקום). שינוי המרחק בין הלוחות הללו יגרום לשינוי בקיבול ובכך למתח וייתן לנו ערך ניתנת לכימות שנוכל לפקח עליו ולהשתמש בו במידת הצורך.
ג'ִירוֹסקוֹפּ:
זהו המרכיב החשוב ביותר, עד כדי כך שהשם האחר לרכב זה הוא 'קטנוע ג'ירו'. גירוסקופ בעצם מודד שינוי זוויתי על ידי העברת מסה בתוך הג'ירו. גירוסקופ מכני מורכב מחישוקי מתכת קונצנטריים שבמרכזם רוטור ואילו גירוסקופ אלקטרוני, המשמש לרוב היישומים כולל זה, שונה מעט. היא משתמשת באפקט קוריוליס: כאשר מסת מסתובבת בכיוון מסוים במהירות מסוימת וכאשר מופעלת מהירות זוויתית חיצונית שציר שלה מאונך לתנועה, אז יתרחש כוח קוריוליס שיהיה מאונך לשניהם ויגרום לתזוזה בניצב של המיסה. תזוזה זו תגרום לשינוי בקיבול ובכך, מתח ייתן לנו ערך ניתנת לכימות המתאים לקצב זוויתי מסוים.
מגנטומטר:
הוא מודד שדה מגנטי בהתאמה לשדה המגנטי של כדור הארץ על ידי שימוש בעקרון Hall Effect. אמנם, לא כללנו את זה ברשימת הרכיבים שלנו להלן כדי ליצור Hoverboard משלך.
רכיבים נדרשים לבניית Hoverboard:
אם אתם מתכננים לבנות Hoverboard משלכם, הרכיבים החשובים והמינימום ביותר הנדרשים הם:
- שני גלגלים,
- שני מנועים, שני חיישני IR,
- שני גירוסקופים,
- שני חיישני הטיה / מהירות,
- לוח לוגיקה,
- חבילת סוללות,
- מתג הפעלה,
- מעטפת פלסטיק ו
- מסגרת חזקה עם ציר מרכזי (עדיף פלדה),
- יציאת טעינה (מומלץ, אם לא זמין, יהיה צורך בטעינה חיצונית בכל פעם)
איך עובד Hoverboard?
לוחות רחפה בנויים בצורה כזו שלכל אחד מהגלגלים חיישן גירוסקופ, הטיה ומהירות משלו. הם ממוקמים בדרך כלל מתחת למסגרת בה הרוכב מניח את הרגליים. ברגע שהרוכב מניח את הרגליים על הלוח, גירוסקופ מספק נתונים ללוח ההיגיון כאשר הרוכב נוטה קדימה או אחורה. כאשר הרוכב אינו נוטה, חיישן ה- IR, הנמצא מתחת למיקום כף הרגל, נותן נתונים ללוח ההיגיון כדי שלא לזוז ולא להפעיל את המנוע. כך הם חשים את הלחץ על כריות הרגליים ומניעים את הקטנועים האיזונים העצמיים הללו בהתאם.
כאשר מוטים לכיוון מסוים (קדימה או אחורה, תלוי בלוח הרחף) לזווית מוגדרת, הנתונים מג'ירוסקופ מועברים ללוח לוגי להפעלת המנוע המאפשר לגלגלים להסתובב והרוכב נע קדימה. הטיה רבה יותר תעניק לך יותר מהירות.
כל גלגל תואם את הג'ירוסקופ שלו על מנת לבצע פניות. לפנייה שמאלה הרוכב יניע את רגל ימין קדימה, שתניע רק את הגלגל הימני, תוך שמירה על המנוע של הגלגל השמאלי וסיבוב שמאלה יבוצע. באופן דומה לפנייה ימינה, יש להזיז קדימה את הרגליים השמאליות לצורך ההטיה. על מנת לנוע במעגלים, הטה כל רגל קדימה. זה לא מאוד פרודוקטיבי אבל זה כיף J
חיישני IR הם חיישנים נפוצים מאוד המשתמשים בקרני אינפרא אדום במטרה להשיג את הנתונים המשתקפים מהאובייקט כדי למדוד את נוכחותו ואת המרחק שלו מהחיישן אשר יכולים לשמש ליישומים רבים.
חיישני ההטיה והמהירות מודדים את מהירות הגלגלים בתנועה בסל"ד (מהפכות לדקה) ושולחים את הנתונים לג'ירוסקופ ולוח ההיגיון במטרה לשלוט על המהירות.
לוח ההיגיון הוא כמו יחידת העיבוד המרכזית של Hover Board. לוח לוגיקה זה כולל את המיקרו-מעבד כמרכיב עיקרי. הוא שולח ומקבל נתונים מכל החיישנים, שולח את הנתונים המעובדים עם ההיגיון שלהם למנועים לצורך התנועה הנדרשת המספקת התאמות רציפות, ומעניקה לך רכב מאוזן ומרכז. הוא גם מנהל את הכוח מהסוללות וגם דואג שלא יישרף.
ערכות סוללות זמינות וקיימות אפשרויות שונות לרכיב זה, אך הסוללה הנפוצה ביותר ליישום זה היא סוללת 36V 4400mAH. אתה יכול גם להכין חבילת סוללות משלך באמצעות סוללה של מחשב נייד ישן (אם כי, זה לא מומלץ מכיוון שתצטרך לטפל בזה בזהירות מירבית!)
מפרט של לוחות רחף:
דברים אלה בדרך כלל עוברים 15-20 ק"מ בטעינה מלאה ובכבישים חלקים במהירות מקסימאלית של 11-12 ק"מ / שעה. זמן טעינה אפס עד מלא הוא בערך שעתיים, יכול לשאת משקל של עד 90-95 ק"ג ומחירו הוא בטווח של 200 דולר ארה"ב עד 300 דולר ארה"ב.
אם אתם שוקלים לקנות אחד, חפשו כאלה באיכות טובה, אלה שיש להם…
- עדיף חישוק על הגלגלים מכיוון שכדי להישאר דומם, דחיפת כפות הרגליים אל השפה יעזור לך לשמור על יציבותם.
- איכות סוללה טובה יותר מכיוון שהיו כמה מקרים בהם הסוללה התפוצצה בגלל בידוד לקוי, לכן בדקו היטב את תקני הבטיחות של הסוללה מכיוון שאין להם שום הגנה לטעינה יתר.
- תוכנה טובה יותר ותכנית לוגיקה כך שתוכלו לעשות שימוש מוחלט בחיישנים ולהיות מכשיר מדויק לעצמכם. בדוק באופן ספציפי אם יש בעיות בפיגור מכיוון שכל תהליך זרימת הנתונים צריך להיות בזמן אמת חד על מנת להשיג את התוצאה הטובה ביותר.
- גלגלים בגודל מתאים, שכן גלגלים גדולים יצטרכו יותר מומנט ועוצמה בכדי להזיז אותם. כמו כן, הם לא צריכים להיות קטנים מדי או שהם לא יוכלו לשאת את המשקל וכתוצאה מכך מהירות ירודה וניהול כוח
ישנם מותגים רבים הזמינים לבחירה, אך תמיד תוכלו להכין אחד בעצמכם בבית ולהגדיר את המפרט לפי רצונכם כמו: ניתן להוסיף פנסי ערפל כדי להאיר את מסלולכם, נוריות לד כדי להראות לכם נתונים מסוימים כמו ירוק לכל - זרימת נתונים טובה ואדום אם חיישן או לוח כלשהו אינם פועלים כראוי ויש להפעיל מחדש את הלוח, ניתן להוסיף השעיות וגם להגביר את איכות הסוללה.
מגמת לוחות הרחף:
מגמת לוחות ה- Hover החלה מאז שהוצגה כאמצעי תחבורה בדיוני רק כדי לראות אותה עולה כמציאות, הכל בזכות הטכנולוגיה. התחיל בתור אופנת סלבריטאים, והגיע עכשיו לרחובות ולבתים של פשוטי העם למיינסטרים. זה נמצא בשימוש וביקוש מאז שנתיים; מאז היא התמודדה עם נושאים רבים שגרמו למכשול ולביקוש שלה. דווחו על פגיעות ברכיבה על הלוח, הוא הוכרז כבלתי בטוח כשכמה מהם התפוצצו ופורסמו דיווחים על הרעיון לאסור אותם, מה שגרר את מגמתו כלפי מטה. אחרי שהתמודד עם כל הבעיות הללו וקם מהאפר, הקלנועית האיזון העצמי הזהזמין כעת בשוק. לא ביקוש כמו שהיה פעם, אבל הוא שם ופופולרי בקרב ילדים ובני נוער. אידיאלי עבור האנשים (במיוחד מעמד הפועלים) שרוצים לנסוע למרחקים קצרים ולהיראות מגניבים בעודם, לוחות Hover צמחו מחדש בהצלחה ומבטיחים להישאר כרכב של פשוטי העם זמן רב יותר.