hoverboard internals + Circuits

Britse sciencefiction schrijver Arthur C. Clark zei dat…

elke voldoende geavanceerde technologie is niet te onderscheiden van magie.

op het eerste gezicht van een zelfbalancerende scooter die waar zou kunnen zijn. Maar eens je beter kijkt, is de magie van het hover-board gewoon de uitbreiding van een wetenschap die enkele honderden jaren geleden werd uitgevonden. De technologie is misschien kleiner geworden, maar de basisprincipes blijven hetzelfde.

inzicht in de anatomie van een Hoverboard

om te helpen visualiseren hoe een zelfbalancerend apparaat werkt denk na over het balanceren van een bezem met slechts één hand. Eerst moet je het midden van de bezems balans te vinden. Als het schommelt moet je misschien je bewegingen aanpassen om het stabiel te houden. Probeer nu naar voren te rennen met de bezem vast. De extra bewegingskrachten zullen de bezem verder uit balans brengen, maar zolang je die krachten kunt compenseren, kun je de bezem in balans houden.

om de bezem in evenwicht te brengen, moet u twee dingen weten. Ten eerste, waar het zwaartepunt beweegt, en ten tweede, hoe dat te compenseren. De voetpanelen op een hover-board werken op vrijwel dezelfde manier. Minieme veranderingen in gewichtsverdeling worden gedetecteerd en verzonden naar de motor die tegenkracht levert aan de wielen om u rechtop te houden.

net als bij bezembalanceren, moet het zweefbord weten waar het zwaartepunt ligt om u rechtop te houden. Deze kennis komt uit twee stukken technologie. De versnellingsmeter en een gyroscoop.

Het Zenuwstelsel: Gyroscopen & versnellers

een gyroscoop is een complex uitziend apparaat dat bestaat uit drie cirkelvormige roterende banden, een as en een draaiende rotor. De wetenschap is niet bijzonder nieuw en wordt gebruikt in alles van fietsen tot navigeren air-crafts.

nieuw zijn de kleine gyroscopen die in computerchips kunnen worden ingebouwd. Heb je je ooit afgevraagd hoe smartphones weten welke kant ze worden geconfronteerd en automatisch flip het beeld om de juiste weg naar boven? Het antwoord is micro-elektromechanische halfgeleiders (MEMS) of mini-gyroscopen; het is slechts één technologie waarvoor persoonlijke transportmiddelen bij ontwikkelaars van mobiele telefoons in het krijt staan.

met behulp van MEMS kunnen hover-boards hun positie ten opzichte van de vloer detecteren. Helaas kunnen ze niet detecteren of ze al dan niet in beweging zijn. Dat komt van versnellingsmeters. Drie van deze kunnen worden gemonteerd in een chip met de mogelijkheid om beweging te meten in zes richtingen.

door de gegevens van de versnellingsmeters die de beweging meten, te combineren met de gyroscoop die de gravitatiepositie meet, kan het apparaat zijn precieze bewegingen meten in relatie tot zijn omgeving. Het echte wonder van de moderne technologie is haar vermogen om die bewegingen die afkomstig zijn van software te interpreteren.

the Brain: Logic Boards & Software

de software op deze apparaten is wat goede producten scheidt van slechte. De fysieke componenten zijn gemakkelijk te kopiëren, maar de juiste besturingssoftware is uiterst moeilijk te repliceren zonder toevlucht te nemen tot piraterij. Dit is een van de redenen waarom een knock-off hover-board schokkerig aanvoelt of op vreemde manieren reageert op veranderingen in beweging.

alle hover-boards zijn uitgerust met een logische bord, soms aangeduid als een moederbord. De belangrijkste component van het logische bord is de processor. Dit meet de gegevens van de versnellingsmeters en MEMS in real-time aanpassing koppel instructies aan de motor en houdt u in balans.

als de processor of MEMS goedkoop gemaakt zijn, zal de informatieoverdracht langzamer verlopen en minder snel reageren. Als uw hover-board ook een trainingsmodus heeft, dan is het logic board wat limiters instelt op het omgaan met responsiviteit, versnelling en vermogen.

de relatie tussen het logische bord, de sensoren en de motor zorgt ervoor dat u in evenwicht blijft. Wanneer de MEMS en accelerometer uw zwaartepunt verschuiven detecteren, de processor stuurt informatie naar de motor te verhogen of te verlagen, vermogen. Ook wanneer u de snelheid verhoogt door druk uit te oefenen via de voetpanelen zal het logische bord een verzoek sturen voor meer vermogen van de motoren.

het logische bord is de hersenen van het apparaat, maar de spier komt van de elektromotoren. Deze motoren zijn meestal binnen de wielen. Daarom hebben alle hover-boards dubbele motoren. Als je draait, wordt er meer vermogen naar de ene motor of het wiel gestuurd dan naar de andere waardoor je draait. Inefficiënte kalibratie tussen de motoren kan de reden zijn voor slechte controle, trillende of schokkende bewegingen.

De Spier: Elektromotoren

elektromotoren zijn geen nieuwe technologie en zijn overal te vinden. Uw koelkast gebruikt een elektromotor, evenals uw wasmachine. De technologie is gebaseerd op twee staafmagneten die, wanneer ze een elektrische lading krijgen, elkaar aantrekken of afstoten. Dit veroorzaakt cirkelvormige beweging die kan worden gebruikt om wielen aan te drijven.

als vuistregel resulteert een krachtigere motor in een sneller bord. Hoewel, andere aspecten zoals koppel, of de efficiëntie van het gebruik van dat vermogen, kunnen de prestaties ook. Een 1000W motor met slecht gemaakte wielen zal niet zo effectief zijn als een kleinere motor met efficiënte onderdelen.

de elektromotor is sinds de jaren negentig vrijwel gelijk gebleven, hoewel de vooruitgang op het gebied van kettingaandrijvingen, katrollen en tandwielassen deze efficiënter heeft gemaakt. De reden dat elektromotoren tot hun recht komen in de 21e eeuw is de technologie die zich om hen heen ontwikkelt – niet in de laatste plaats de lithiumbatterij.

Het Hart: Lithium batterijen

zoals ik al eerder zei, is de persoonlijke transportindustrie de telefoonindustrie dankbaar voor een groot deel van haar technologie. De drang om kleinere, dunnere en lichtere componenten te produceren in lijn met trends leidde tot significant onderzoek naar batterijtechnologie. Het resultaat was de lithium-ion-accu en de laatste jaren de nog efficiëntere lithiumbatterij op siliconenbasis.

Lithium-batterijtechnologie is wat elektrisch aangedreven persoonlijke transportmiddelen levensvatbaar maakte. De traditionele loodzuurbatterij is nog steeds het zuinigst, maar vereist veel ruimte. Ruimte is gelijk aan meer gewicht en elektrische motoren, die minder krachtig zijn dan hun benzine-alternatieven, worstelen met het gewicht van loodzuurbatterijen.

Lithium-ion-batterijen zijn draagbaar en licht van gewicht en kunnen een behoorlijke lading leveren. Ze nemen ook slechts een paar uur om op te laden tussen de ritten. Moderne hover-boards kunnen voorzien zijn van snel vervangbare batterijen die klein en licht genoeg zijn om in uw rugzak mee te nemen.

het geheel samenvoegen

het laatste onderdeel van een hover-board, maar misschien wel het belangrijkste, is de voetbediening. Deze werden ontwikkeld door Shane Chen, de vader van de moderne zelfbalancerende scooters. Ze gebruiken infrarood licht om de motor te laten starten of niet. Wanneer u naar voren drukt het infraroodlicht wordt afgesneden het inschakelen van de motor, wanneer u achterover leunt het opnieuw verbindt verminderend vermogen.

het innovatieve besturingssysteem maakt deze producten zo wenselijk en gebruiksvriendelijk. Maar het is echt een combinatie van alle technologie die ze zo succesvol heeft gemaakt. Hover-boards vertrouwen op een perfecte harmonie van verschillende belangrijke functies. De MEMS en accelerometers moeten samen werken om goed op te blijven. De processorchip in het logische bord moet krachtig genoeg zijn om de gegevens in real-time te verwerken, terwijl de motor voldoende responsief moet zijn om het koppel bij de val van een hoed aan te passen.

al deze processen gebeuren in een oogwenk en voor de toevallige waarnemer lijkt het misschien magisch. In feite is het de snelle ontwikkeling van draagbare technologie, zoals smartphones, die een nieuw tijdperk inluidde van legitiem, groen aangedreven persoonlijk vervoer. Het laatste deel van de vergelijking is de rijder, die zijn kernspieren aanpast terwijl hij evenwichtig blijft, om het besturingssysteem te bedienen.

met zo ‘ n groot aantal processen is het streven naar kwaliteit belangrijk. Als zelfs een component niet gesynchroniseerd is kan het knoeien met het hele systeem. Dit is een goed gedocumenteerd probleem in de hover-board gemeenschap met het product terugroepen van 2016 evenals ongelukkige klanten met hover-boards die niet werken of slechte controles.

om deze technologie goed te kunnen gebruiken, moet u bereid zijn te investeren in legitieme merken. Hover-boards zijn verkrijgbaar tegen de laagste prijzen, maar deze zullen waarschijnlijk onvolmaakte systemen, of slecht gemaakte componenten. Deze hebben de neiging om de industrie als geheel te de-legitimeren. Een beetje meer investeren in een goed gemaakte, professionele hover-board zal een wereld van verschil maken voor uw rijervaring en zal waarschijnlijk goedkoper uit te werken op de lange termijn. Aan het einde van 2017 hebben we al een aantal fantastische ontwikkelingen gezien op het gebied van veiligheid en prestaties die een uitstekend 2018 beloven voor de hover-board-industrie. Blijf op de hoogte van het laatste nieuws hier.

Posted on

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.